一个人养4000头猪，智能节粮系统如何实现AI代替人脑？工业废气如何转化为饲料蛋白？

豆粕是饲料蛋白的重要来源

自2018年起农业农村部实施饲用豆粕减量替代行动今年是“十五五”开局之年养殖业面临提质降本增效的高质量发展选择开启了从“豆粕减量替代”到“全面节粮”的行动升级

那么

智能节粮系统是如何实现把节粮技术、

设备与饲养管理融于一体的？

在开发新型蛋白饲料资源方面

这几年我国打开了哪些新局面？

工业废气如何能转化为饲料蛋白？

针对这些问题《三农三人谈》采访了中国工程院院士、中国农业大学教授、国家生猪产业技术体系首席科学家谯仕彦全国畜牧总站首席专家胡广东

为大家进行深入解读

“精喂坊”让AI代替人脑，一个人可以养4000头猪

在龙头企业的技术集成实践中，多项节粮技术的融合应用正产生 “一加一大于二” 的效果。据了解，广西扬翔研究院有一个“精喂坊”智能节粮系统，它是一个集成化的系统。这个系统是如何实现把节粮技术、设备与饲养管理融于一体的呢？

广西扬翔研究院院长谭家健介绍，这套系统是把数智节粮由传统概念生成了具象落地的载体，叫“精喂坊”，它可以把原料的检测、营养需要、精准配方、智能输送、饲料定制和精准饲喂集成在一起，通过三个主要步骤实现全过程节粮。

第一步是数据自动采集。首先通过电子耳标和栏位卡，把物理世界的猪转化为数字世界的猪；通过生物传感、称重设备、精喂设备，收集猪只的采食和体况信息；通过称重器、传感器以及料塔的称重识别系统，把原料和成品端的供给数据一并收集起来，利用软硬件工程技术，全线打通养殖端、饲料端和原料端。

第二步是数据融合。通过自研的网联和引擎，将数据进行通讯介导、传输、处理到后台的中央集成系统。

第三步是智能决策和执行。由于系统已经嵌入了智能化的动态营养模型，输入和输出的数据可以生成指令，通过程序驱动设备，实现饲料定制、定点输送和现场养殖的精准饲喂，形成全闭环。

“精喂坊”系统主要有六个技术创新点，一是原料快检；二是把动物由静态的需要变成动态的需要，动物能吃多少、能长多少，是可以在线实时识别的；三是精准的配方，需求和供给能够在线适配在一起；四是精准生产，很多氨基酸平衡和净能需要是可以精准微量去实现的，比如，10克的色氨酸在传统工业生产中是称不准的，而在数智化时代，能精准称量误差控制在5%以内；五是定点输送；六是精准饲喂。

这样一个技术集成系统是非常自动化的、动态的管理，需要的人力也比之前大大减少了，实现了由机器代替人力，由AI代替人脑。过去传统养殖，一个人只能养600头到800头生长育肥猪，现在一个人可以养4000头。过去两年多，该系统已在23个示范场应用，覆盖18万头生猪，节粮10%，每头猪降本约50元，母猪的生产繁殖效率改善6%，豆粕占比从传统的10%以上降至6%以下，公斤饲料造肉成本每公斤降低0.3元到0.4元。

AI打通养殖三端，精准营养技术让节粮提效再升级

技术的生命在于创新。除了这些已经推广得比较成熟的技术模式之外 ，在节粮技术提效的前沿研究上，我们还有哪些新的突破？

谯仕彦表示，目前以人工智能和合成生物为代表的技术，在养殖业的研究和发展都是很快的。就像谭家健院长讲的数智节粮系统，其成果主要体现在：它能对饲料的营养价值进行精准评估，通过物联网系统的二维码赋能，饲料原料可以实现从源头到使用的全程追溯，还可以将营养成分快速检测技术与数智化技术相结合，实现精准评估。此外，在动物养殖方面已经在逐步做到精准营养。

像“精喂坊”系统，就是通过人工智能技术，打通饲料端、饲料加工端和养殖端。在养殖端，精准采集动物的遗传背景、所处环境等信息，结合相关设备设施，能充分掌握动物的动态营养需求，进而实现饲料的精准配制，达到节粮、提效、降本的目的。这套系统推广起来能为不同规模大小的养殖场搭建专属饲料厂，让人工智能的红利惠及千家万户。

谯仕彦认为，畜牧业是乡村产业振兴最重要的组成部分，第一能帮助养殖户提高管理水平；第二能充分利用规模化养殖场用不了的一些小规模饲料原料，从养殖端进一步节约粮食；第三，合成生物技术是未来的前沿技术，我国在这方面做得还是比较好的，最深入的体现就是工业合成氨基酸，低蛋白日粮技术恰恰需要低成本、产量大的工业合成氨基酸。谯仕彦说，他博士毕业工作的时候，我国的工业氨基酸，比如赖氨酸能卖到100元一公斤，从那时候我们开始研究用微生物合成氨基酸。现在，我国已成为全世界最大的氨基酸生产国和出口国，而我国去年出口的氨基酸超200多万吨，产量达600多万吨。这几年，随着低蛋白日粮技术的推广，氨基酸的量每年都以20%的速度在增长。综合起来说，这个行业非常喜欢新技术，也注重新技术的研发和应用。此外，我国这几年大力鼓励新饲料和新饲料添加剂的研发、创制和应用，许多新产品经过科学评估得以应用。充分地体现了我们这些新产品、新技术能更好地应用到产业当中。

工业废气生产的乙醇梭菌优质蛋白含量超80%

豆粕减量既要节流，同时也要开源。在开发新型蛋白饲料资源方面，这几年我国都打开了哪些新的局面？

胡广东介绍，第一个，微生物菌体蛋白是当前新的蛋白原料开发非常重要的一个领域。2021年，新批准的乙醇梭菌蛋白，用一碳气体通过微生物发酵生产出高品质的蛋白。乙醇梭菌蛋白最大的特点是它的蛋白含量很高，超过80%，它本身氨基酸的组成非常平衡、合理，是一种优质蛋白原料，它的应用预期未来能够产生很好的社会和经济效益。第二个，秸秆这类粗饲料目前相关研发和技术应用取得了可喜进展，比如棉花秸秆的水解液通过酵母发酵，生产新的蛋白原料，它的蛋白含量达70%以上。第三个，还有一个重要的领域是昆虫和微藻蛋白，这也是我国未来的一个方向。比如，这几年黑水虻在行业里热度很高，它能对餐厨剩余食物进行转化，实践表明，一吨黑水虻能够对5吨餐厨剩余物进行处理，产生150公斤优质蛋白，这是很可观的。微藻类产品也在做很好的开发，它的蛋白含量同样达70%以上，也是一种优质的蛋白来源。另外，饼粕、杂粕、糟渣类产品，量很大，但实际使用效果不太好，它里边含有一些抗营养因子，品质比不上豆粕。通过微生物发酵的方式，能有效去除其中的抗营养因子，将低质原料转化为高质原料。从开拓新的蛋白来源这个角度来讲，一方面是新产品的研发、推广和应，另一方面充分利用我国丰富的地源性饲料资源，能为养殖业提供更多优质蛋白资源。

工业废气如何能转化为饲料蛋白？

据了解，利用工业废气生产一碳气体蛋白，被行业寄予了厚望。那么，工业废气到底是如何生产出饲料蛋白的？

北京首钢朗泽科技股份有限公司副总经理晁伟介绍，该公司是用合成生物学技术与碳捕集相结合，用微生物将工业尾气变废为宝，化身高品质饲料蛋白——乙醇梭菌蛋白。该蛋白产品2021年获得农业农村部颁发的第一张新饲料产品证书，2025年被工业和信息化部评为首批“生物制造标志性产品”。

其生产原理非常简单：使用乙醇梭菌菌种，以工业尾气中的一氧化碳和二氧化碳作为碳源，外加氨水作为氮源，在常温常压的温和条件下进行发酵，经过分离和喷雾干燥后，即可得到粗蛋白含量高于80%的产品。该产品蛋白含量比鱼粉高出15个百分点，是传统豆粕的近两倍，而且它的氨基酸组成非常均衡，亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸等支链氨基酸种类非常丰富，组成结构接近于鱼粉，明显优于传统豆粕，且蛋白和氨基酸的消化吸收率均大于90%，同样优于传统豆粕蛋白消化吸收率。实践表明，在鱼类养殖中，该产品可100%替代鱼粉，而且不影响鱼类生长性能，还能增加鱼肉中呈味氨基酸的含量；在畜禽养殖中，使用4%的乙醇梭菌蛋白替代豆粕，可以有效提高动物生长性能和饲料消化吸收率，改善动物肠道功能，有益于它的肠道健康。特别是在低蛋白日粮中，可以减少外源氨基酸的添加量，有助于饲料生产企业降低生产成本。

建立长效机制，多领域共同发力支撑养殖业全面节粮

在推动饲用豆粕减量替代的过程中，大豆一降价，行业内豆粕减量的需求和动力可能就会减弱。从长远和全局来看，持续地推动养殖业全面节粮、降本增效，不能只依赖豆粕减量这一个行动。那么，我们还需要在哪些领域来共同发力，构建起一个长效的机制？

胡广东表示，推动养殖业全面节粮、降本增效，需要整个畜牧养殖业的技术创新和产业升级。首先要转变观念，一些新技术在大企业应用效果良好，但到了中小养殖户的时候，他们对这些技术认识不足。所以，要进一步科普，转变大家的观念。

过去几年，我们主要聚焦在料这个环节，未来应该放眼全行业，从“料、草、管、种、医”五个方面着力。从“料”来讲，我国这些年一直在做这方面的工作，有足够的新产品、新技术的研发，在这方面要再进一步深化；从“草”来讲，草食畜牧业是整个行业里面非常重要的一个部分，开发大量的优质牧草，替代草食动物在养殖过程中对粮食的消耗 ；从“管”来讲，通过精准饲喂精细化管理，把养殖环节的效率进一步地提升；从“种”来讲，一些报酬率高的优势畜禽品种尽快培育出来，能应用到养殖业；从“医”来讲，减少畜禽死亡，加强动物疫病防控也是一个非常重要的手段和措施。 

最后，政策的指导和指引是非常重要的。要大力倡导节粮型的畜牧业发展模式，像乙醇梭菌蛋白等新原料、新型绿色高效饲料添加剂的研发、推广和应用，支撑整个豆粕减量替代和养殖业节粮。各方协同发力，把各项工作落到实处，最终促进养殖业绿色、高效、高质量发展。