“绿色磷”将为畜牧业年增效几十亿元

　　磷能帮助动物身体里的钙构成骨骼和牙齿，避免动物得佝偻病，并使动物多吃快长。但是，畜禽和水生动物的消化系统由于缺乏植酸酶，很难将饲料中的植酸磷转化为可利用的磷。为此，畜牧养殖者不得不用较高的价格买来磷酸氢钙给动物补磷。与此同时，饲料原料中未被动物利用的植酸磷形成高磷粪便，给生态环境造成了极大的负担———水中过剩的磷和氮会使藻类大量生长，把水中的氧气消耗干净，从而憋死鱼虾，甚至威胁到人的引用水安全。

　　由于磷的资源不可再生、日益稀少，其在国际市场上的价格也越来越高，这给生产含磷的饲料添加剂工业带来越来越大的成本压力。由于玉米、大豆等饲料原料中的磷含量非常丰富，各国科学家一直在研究如何让动物能吸收这种植酸磷。科学家发现，植酸酶可以把玉米、大豆里的植酸磷分解成无机磷，提高鸡鸭鹅和猪等单胃动物对饲料磷的利用率，降低磷的排泄量；植酸酶还可以把植酸的抗营养作用去掉，从而提高动物对饲料中微量元素、蛋白质和氨基酸等营养的利用率。发达国家已经把植酸酶作为“绿色磷”，用以取代传统的无机磷酸盐，从而保护了环境。可是饲料种子中的植酸酶只是在其发芽时存在，要想从种子里稳定地得到高含量的植酸酶，必须另辟蹊径。约30年前，有人发现霉菌产生的植酸酶可以水解植物中的植酸磷；我国以微生物发酵方式生产的植酸酶也已经取得了显著的经济效益；但是，昂贵的生产成本和较高的工业耗能，限制了微生物植酸酶的商业推广。

　　为探索低成本的、能够节约能源的方式生产植酸酶，中国农业科学院生物技术研究所范云六院士领导的课题组，在第一代植酸酶产品的基础上，利用我们具有自主知识产权的植酸酶基因，把生物技术和常规育种技术相结合，培育成功了有高活性、高含量植酸酶并且能稳定遗传的转基因玉米，即第二代植酸酶产品。动物的饲喂实验结果表明，以玉米为载体生产的第二代植酸酶产品，与发酵生产的植酸酶功能相当，可以显著提高动物的生产性能，显著降低动物排泄物中磷的含量。在饲料中添加这种植酸酶，可把鸡对磷的利用率提高20％～40％；把猪对蛋白质和氨基酸的消化率提高7％～12％，把猪粪中的磷含量降低30％~50％。国内著名的遗传育种、分子生物学和动物营养学专家都认为其技术水平达到国际领先水平。

　　这种新的植酸酶生产方式，有巨大的产业优势，用这种新方法生产的含有植酸酶的玉米种子可以直接饲用，不必进行酶的提取和纯化，无需酶类产品特殊的保存条件。它比发酵生产植酸酶的成本低，只要有阳光和水，播下种子就能生产；它不需要厂房、发酵罐、产品后加工设备等，不用消耗大量能量和化工原料；并易于长距离运输；生产及运输的全程都非常节能，极利于普及推广。2006年，我国发酵生产植酸酶12000吨，仅能源的消耗就达4.5亿元；而以后，我国每年只需要用67万公顷土地，种植出50万吨含有转植酸酶基因的玉米，就能满足全国饲料添加剂工业生产植酸酶的需要；种植者不需要具备专用的种植技术，却因此可以增收1.5亿元；而环境也会是最大的受益者———我国每年的磷排放，将因此至少减少4.2万吨。该项目还使用独特的技术，确保了产品的生物安全性。

　　在9月10日召开的新闻发布会上，专家指出，虽然我国玉米总需求量的近80%用于饲料加工，但是我国玉米品种缺乏饲料专用型品种；目前的猪肉价格飞涨，就与我国饲料专用型品种缺乏有关。范云六院士领导完成的这个课题成果，为“环保型、节约型、专用型”的转植酸酶基因玉米品种培育，提供了不可或缺的技术储备和优良亲本；他们育成的玉米品种，将专门用于饲料加工；它的应用和推广，将缓解我国农业产业结构调整带来的养殖业快速发展与环境保护的矛盾。据中国农科院饲料研究所的专家测算，在2010、2015年和2020年，我国以玉米为载体生产植酸酶的需求量，分别为0.5、0.75和0.85亿吨，范云六院士领导完成的这个课题成果所产生的直接经济效益，分别是20、30、和34亿元人民币。