保障国家粮食安全的蛋白替代战略构想.docx

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1、一、前言随着居民收入稳步增长、消费水平不断提高，对肉、蛋、奶的消费量日益旺盛,带动了饲料粮需求的不断增加。然而,我国饲用蛋白资源高度依赖国际市场，在全球贸易保护主义抬头、地缘政治冲突风险加大的背景下，保障国家蛋白资源安全供给面临不小的压力。进一步提高现有蛋白资源的利用率、积极寻找新的蛋白源、开辟新的蛋白饲料资源，是缓解我国蛋白资源短缺的有效途径。粮食节约行动方案（2021年）提出，推广豆粕减量替代技术，充分挖掘和利用杂粮、杂粕、粮食加工副产物等替代资源，改进制油工艺，提高杂粕质量。保障饲料粮供给安全是大食物观下增强肉、蛋、奶等畜产品供给能力的基础条件。我国饲用蛋白资源短缺、综合利用率不高，加之

2、粮食国际贸易的金融化、能源化、武器化特征趋于明显，使畜牧业的健康可持续发展受到严重制约。豆粕减量替代是应对国际市场不确定性的被动之选，也是保障畜牧业高质量发展的主动之举，对产业节本增效、国家粮食安全具有重要意义。近年来，生物工程、合成生物学、代谢工程、生物信息学等新兴技术的应用与融合加快，以饼粕低温制油工艺改造、生物发酵酶解、昆虫蛋白/菌体蛋白开发等为代表的豆粕替代技术取得了一定进展；但在践行大食物观要求，聚焦提效减量、开源替代，以满足居民日益增长的优质畜产品需要为出发点和落脚点，实现我国蛋白饲料资源安全供给等方面，仍然面临诸多挑战。当前的饲用蛋白资源研究，多从单一饲料蛋白资源、单项高效利用技

3、术的视角来分析，仅关注大豆作为蛋白饲料原料对居民粮食安全稳定性的影响，导致有关我国蛋白饲料资源全面剖析与宏观构思等的探讨不够深入。针对于此，文章梳理蛋白饲料资源基本情况、分析饲料蛋白替代潜力、提出蛋白替代战略构想，以期为增强蛋白饲料资源的有效供给提供借鉴。二、我国蛋白饲料资源的基本情况其他蛋白饲料98%-1干酒糟6.6次其他饼柏1.4%葵花粕2.7。花生粕2.6。.图12020年我国主要蛋白饲料资源（一）蛋白饲料资源的利用现状豆粕64.6%1.豆粕是我国畜禽主要的蛋白饲料我国饲用蛋白资源的主要形式包括5大类：油料籽实及其加工产品（如饼粕）、谷物及各类加工产品（如玉米蛋白粉、酒糟等）、水产畜产品

4、类饲料（如鱼粉、肉骨粉等）、牧草与木本饲料（如苜蓿、构树、饲料桑等）和新型蛋白饲料（如单细胞蛋白、昆虫蛋白等）。如图1所示，2020年，我国蛋白饲料总量为1.08x1093其中豆粕是最主要的蛋白饲料，为7x10”，占比高达64.6%。2 .大豆是我国粮食进口的重要品种豆粕是大豆压榨生产食用油后得到的副产物，因其蛋白含量高、氨基酸组成与畜禽需求相近，成为我国畜禽饲料的主要蛋白来源。我国饲用豆粕主要来源于进口大豆压榨生产，每吨大豆可产豆粕约780kg,绝大部分进入了饲料生产环节。2022年我国粮食进口量、进口总金额分别为1.47x1081、8.26x10。美元，其中大豆进口量为9.11xlCPt,

5、进口金额为6.12x101。美元，占比分别为62%、74%,是我国重要的进口粮食品种。3 .蛋白饲料资源开发利用不断加快近年来，相关科研院所和企业在提高传统蛋白饲料资源利用率、开发新型蛋白饲料资源等方面开展了大量的技术研发，推广了油料作物育种与高产高效栽培、饼粕低温制油工艺改造、生物发酵酶解、饲料桑、构树等木本饲料开发利用、昆虫蛋白和菌体蛋白开发等技术，同时对传统加工工艺进行了升级改造；实现了油料作物扩种增产、饼粕资源提质增效、新型蛋白资源开发利用，为有效增加蛋白饲料资源供给、发挥替代豆粕潜力奠定了良好基础。（二）蛋白饲料供给面临的问题1 .大豆进口容易“受制于人随着居民生活水平提高和消费转型

6、升级，全国大豆及油料消费呈快速增长趋势，畜牧养殖业对蛋白饲料的需求不断增加，油料产需缺口明显，对外依存度偏高，其中大豆产需不足问题尤为突出。2012年以来我国大豆的对外依存度一直维持在80%以上,如2022年的大豆进口量为9.11107t,对外依存度为83%。我国的大豆供给高度依赖国际市场，占全球大豆贸易总量的60%以上，进口来源地集中于巴西、美国和阿根廷，大豆进口量合计占比超过96%。当前，全球百年变局加速演进，地缘政治风险、极端气候灾害、供应链不畅等多重不利因素叠加，我国利用国际大豆市场保障国内蛋白原料供应的现状存在较大不确定性。一是大豆生产、贸易高度集中，我国虽有进口大国优势，但主要定价

7、权尚不在掌控之中，一旦国际市场上生产或贸易发生波动，将对我国进口的稳定性、可靠性产生负面影响。二是全球贸易限制措施频出，影响了我国通过国际贸易满足大豆供应的可获得性。大豆主产国若发布出口禁令或限制措施，将直接影响大豆供应。三是国际航路不安全性、区域性冲突可能导致局部地区供应链出现断点、堵点，如近期的区域性冲突影响了黑海粮食港的粮食出口、全球海运运费起伏等都可能导致国内大豆供应阶段性减少、市场价格大幅波动。四是价格上涨、国际贸易支付体系和美元货币政策等变化造成进口成本攀升、渠道不畅。例如，俄乌冲突发生后，欧美国家宣布禁止俄罗斯主要银行使用SWIFT国际资金清算系统，对俄罗斯中央银行的国际储备实施

8、限制，造成我国部分金融机构暂停对俄罗斯的结算业务，致使贸易商无法结算支付订单，这对我国大豆等农产品进口具有一定的警示作用。2 .油料作物大规模扩种和增产“空间不大提高国内大豆产量的根本解决途径是提高单产、增加种植面积，但提升空间有限。一方面，我国大豆等油料优良品种选育起步较晚，高产、高含油率的油料作物与国外仍有差距。另一方面，我国耕地资源总量不足，现有耕地面积约为1.28108hm2,比2009年减少了7.53xl06h少;耕地质量总体不高，高标准农田有4.2x107hnv,仅占耕地总面积的31.24%,超过2/3的耕地是中低产田。虽然推广了大豆玉米带状复合种植等新模式，但在生产中仍存在一定的

9、困难。此外，油料作物的机械化水平较低，如2021年花生、油菜的耕种收综合机械化率仅为65.7%、61.9%o从种植效益来看,我国大豆、油菜籽的经济效益明显低于稻谷、玉米和小麦，种植户缺少开展油料作物生产的内生动力。如表1所示，20192021年，大豆、油料种植的平均利润率为-10.41%、-15.48%,明显低于稻谷、小麦和玉米的3.41%、4.08%和4.03%。鉴于部分地区大豆补贴已达到4.5xl03.2xl04元hrV,未来继续依靠增加补贴拉动油料扩种有一定难度。表12019-2021年主要粮食作物和油料作物的纯收益情况(单位：xl()2元hr112)品种2019年2020年2021年3

10、年平均值稻谷3.077.359.006.47小麦2.26-2.4919.376.38玉米-19.0216.1824.317.16大豆-29.12-9.056.33-10.61油菜-27.90-20.84-15.48-21.413 .蛋白资源传统加工技术存在短板目前我国的蛋白资源多采用传统加工工艺获取，存在消化利用率低、蛋白质含量变异大、氨基酸组成不理想、含有内源毒素和抗营养因子等限制因素。油料籽实制油工艺有待进一步提升优化。用于榨油的加工设备残油率高，加工产品单一、同质化严重，在系统集成优化、高附加值产品分离和利用方面工艺仍需提升。例如，菜粕蒸炒温度较高、时间较长，导致蛋白质和氨基酸破坏严重，

11、饼粕价值降低。(2)谷物及加工副产物类饲料资源开发利用水平总体不高。谷物蛋白及加工产品主要采用碱法、酶法、物理法等提取蛋白，糟渣类蛋白主要通过干燥、粉碎、挤压膨化、青贮等工艺获取，木本与块根块茎类饲料资源的综合利用率低。新型蛋白资源尚未形成稳定供应，多数菌体蛋白产品处于实验室阶段。在饲料酶工程方面，对代谢途径关键基因和酶的功能机制、方便有效的基因编辑工具与基因组工程方法、系统性表达体系、低成本工业化连续气体发酵大工业装备、能量代谢流短缺限制生物量等研究不充分；缺乏对昆虫蛋白饲料资源的系统化研究与评价，缺少饲料饲喂试验与安全性控制技术。三、我国蛋白饲料替代潜力分析(一)国内蛋白饲料资源测算1 .

12、国产大豆2020年,我国大豆种植面积为9.87x106hm2,产量为1.96x107戛有专家提出，转移部分玉米种植面积供大豆种植，运用土壤-作物系统综合管理技术将大豆单产水平提高至3th11v,在不扩大耕地的情况下，预计到2035年，可以生产出满足我国大豆需求的45%(约为6x1(?t),此情景意味着大豆产量和种植面积分别增长50%和Io0%,实现条件近乎苛刻。如果在5.33x106hrrv的面积上实施玉米大豆带状复合种植技术并叠加采用生物育种技术，预计到2035年我国的大豆产量可以达到328l(Tt,此情景实现条件适中，为此本研究采用该数据。2 .油料籽实及其加工产品根据农业农村部发布的十四

13、五全国种植业发展规划，到2025年，预计全国油菜、花生的播种面积将达到8106hm25106hm2,单产分别为2.25thm2和3.8th11v,油菜籽、花生产量有望达到L8l071、1.910t,由此测算，饲用菜籽粕、花生粕的产量可达9.6x1061、3.9106to再加上，向日葵、胡麻、芝麻等特色油料面积稳定在L66lOh11v,饼粕产量将达到3.17xlO已此外，我国油茶籽饼粕产量达1.2x10匕目前尚不能作为饲料原料使用，预计到2035年油茶籽饼粕产量将达到2xlSt,其中大部分可通过脱毒加工处理后进行利用。3 .谷物及各类加工产品谷物及各类加工产品虽然蛋白含量低,但使用量占饲料总量的

14、70%。经测算，2020年谷物类饲料提供的蛋白总量为2.27107t,约占饲料蛋白总量的30.4%o谷物类饲料结构的变化会对蛋白饲料的供给造成一定影响。2021年，我国饲料企业较2020年相比增加小麦用量约2.25107t,由于小麦的粗蛋白含量为13.4%,较玉米增加了5.4个百分点，相当于蛋白含量增加了3.03x103同年玉米用量减少了1.5xl07h稻谷用量增长了LlXIo73三大谷物两增一减，增加了蛋白含量约2.69x103相当于减少了8l(M大豆进口。我国粮食仓储能力超过7xl06t,常年粮食库存量占全世界粮食库存总量的50%以上，每年的污染粮食、陈化稻谷和小麦合计约为8.7l(3未来

15、对超过正常储存年限粮食的资源化利用也可满足一部分蛋白饲料的需求。4 .水产畜产品类饲料畜产品加工副产物如肉骨粉、血粉、鱼粉、羽毛粉等都可以作为动物源蛋白饲料，目前通过提高畜产品加工和集中屠宰比例，产量有望进一步提升。病死动物进行无害化处理、安全性检测后，未来也可以作为饲料原料使用，若将其加工成肉骨粉，年产量将超过7.5lOt。5 .饲草与木本饲料近年来，我国相继实施了草原生态保护补助奖励、粮改饲、振兴奶业苜蓿发展行动等政策措施，优质饲草供给能力得以不断增强，预计2025年、2035年，全国优质饲草产量将达到9.8l(t、1.210三to此外，我国木本饲料资源丰富，且具有产量高、粗蛋白含量高等特性，对其合理开发利用可以缓解我国“畜多草少的压力；另外，通过青贮等措施还可以实现高质量保存，保全饲草的营养养分。6 .新型蛋白饲料乙醇梭菌蛋白等新型蛋白饲料资源产能将进一步增长。如果我国所有的工业尾气气源利用率达到20%,即可年产蛋白饲料超过l10to厨余垃圾饲料化技术可以将厨余垃圾加工成蛋白含量为20%30%的动物饲料。随着制止餐饮浪费显成效,餐桌剩余食物产生量将逐步减少，如果2035年餐桌剩余食物量减少20%、饲料化达到5