张 华，陈 晨，张家乐

（中国计量大学经济与管理学院，浙江杭州 310018）

经济社会发展和居民收入提高带动了畜禽产品消费快速增长，从而推动了我国畜牧业蓬勃发展，也使得对饲料原料的需求日益旺盛。我国作为农业大国，用占世界8%的可用耕地为世界18.5%的人口提供了高达95%的食物[1]。但在我国农业资源有限的情况下，快速增长的饲料需求挑战着现有的种植结构，“人畜争粮”矛盾日显突出。

为有效解决这一矛盾，最大限度保证我国“粮食安全”，需要积极响应并加快构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局。以进口贸易为基本手段的外源性保障策略面临着诸如贸易战、全球性公共卫生事件、蝗灾、极端气候、部分国家限制粮食出口等众多不确定性因素，全球粮食安全同样面临着较大的风险和挑战，所以需从内源性角度出发，主要依靠自身力量来解决农业资源有限状态下的“人畜争粮”矛盾。

有鉴于此，在建立饲料产业可持续发展长效机制、合理安排饲料作物种植结构、实现饲料产业可持续发展的导向下，探索有效利用耕地资源、保证饲料供应安全、保障动物营养供给充足的思路和策略，在理论和实践上都显得极为迫切。本文在对常规性植物饲料进行价值评估的基础上，根据国际、国内饲料分类体系分析饲料原料间的相互替代性，同时从成本价格和单产水平2 个方面探讨饲料消费替代方案和作物种植规划布局，为解决粮食安全问题提供新的思考角度，并且为相关政策的制定提供理论依据。

1 中国饲料原料及其相关量统计概况

1.1 植物性饲料 饲料是指在合理的饲喂条件下为家禽、家畜、水产动物提供营养物质、调控生理机制、改善动物产品品质且不发生有毒有害作用的物质[2]，可按照来源、形态、饲用价值以及饲喂对象等进行划分。中国饲料数据库情报网中心（1987）根据国际饲料分类原则并结合本国传统饲料分类准则，建立了中国的饲料数据库管理系统及分类方法。基于陷入农业资源有限困境的研究背景以及由此引发的“人畜争粮”矛盾，本文选取同样需要占用耕地资源的植物性饲料作为研究对象。中国饲料数据库平台统计公布的共计84 种饲料原料中有63 种植物性饲料，共来源于20 类耕作物，详见表1。

表1 植物性饲料原料来源一览表

1.2 饲料相关量描述性分析 我国饲料品种繁多，各方权威数据平台统计指标不同、口径不一，以下数据信息主要来源于国家统计局、中国饲料工业信息网、Wind金融数据库等。

1.2.1 饲料生产总量变化趋势 由图1 可知，过去三十几年间我国饲料生产规模不断扩张、产量涨势迅猛，尤其是2004 年之后年产量以年均15.46% 的增长速度由0.517 6 亿t 上升至2016 年的2.905 2 亿t，随后2 年产量虽有小幅回落但2019 年后迅速回弹。由此说明，居民食品消费结构向肉蛋奶等畜产品需求转移促进了畜牧业发展，导致饲料需求急速上升。

图1 我国饲料生产总量趋势图

1.2.2 按饲喂对象标准划分的饲料生产形势 由表2 可知，2020 年5—10 月，仔猪料、母猪料和育肥猪料三类（合称猪饲料）在总量中的占比逐月升高，10 月已超过40%；家禽饲料（蛋鸡料、蛋鸭料、肉鸡料、肉鸭料）约占1/2 但产量逐月下降，水产饲料（淡水料、海水料）份额较小，约为10%。由于猪饲料在我国消费需求大、市场份额高，且有关猪饲料的营养研究相对较成熟，本文以猪饲料为标准展开研究。

表2 2020 年5—10 月我国饲料细分品种生产情况 万t

1.2.3 上游耕作物年产量动态变化 因苜蓿和蚕豆分别仅有新疆、云南2 省数据，造成统计口径不一，木薯、甘薯和粟产量信息无从获取，美国农业部统计数据显示椰子油和棕榈油在我国年产量极低（几乎为0），使得其饲用消耗并不会额外占用我国土地资源，因此以上所列耕作物将不作研究，只对剩余13 类耕作物及其下游饲料品种进一步分析。由图2 可知，我国三大主粮玉米、稻谷和小麦产量明显遥遥领先，稻谷和小麦的产量多年来基本呈平行变化，整体以较稳定的幅度增长。值得注意的是，玉米产量在2003 年之后陡然上升，以年均5.2%的增长速度于2011 年超越稻谷成为我国年产量最大的耕作物。玉米作为传统饲料原料在中国饲料粮消费中一直占据着主导地位，中国是仅次于美国的第二大饲料用玉米消费国[3]，玉米产量大幅上升和饲料需求上涨有着密不可分的联系。随着科学技术的不断更迭，玉米生产的进步对我国农业乃至国民经济发展都起着重要的推动作用，玉米深加工技术的革新更是带来了巨大的价值效益[4]。

图2 13 类耕作物年产量趋势图

2 饲料原料价值评估

2.1 常规营养价值评定 了解和掌握饲料原料的营养价值，合理配置畜禽饲料，是充分发挥动物生长性能和控制饲料成本的关键，因此评定饲料原料常规营养价值是一项极其重要的基础性工作[5]。

饲料企业通过对不同原料的最优组合来制定饲料配方，原料比例则是由动物营养标准以及原料的“有效能值”决定[3]。饲料的有效能值可用于猪的维持、生长、繁殖和泌乳等各项生理活动[6]，猪饲料原料中的多种化学成分与“有效能值”显著相关。

更进一步，饲料有效能值包括总能、消化能、代谢能和净能，国际上评定猪饲料能值时，猪净能（NE）体系被认为是唯一能够表达出动物真实能量需求的能值评定体系，并能提高预测动物生产性能的精度，其预测模型已被广泛应用于日粮配方中[7]。最终根据国际同行认可的常规成分，确定粗蛋白质（CP）、粗脂肪（EE）、粗纤维（CF）、粗灰分（Ash）、淀粉（Starch）为评估饲料常规营养价值的5 项指标[7-10]。

据相关研究，饲料基础营养成分指标与生长猪有效能值之间具有如下数量关系：

①生长猪的饲料消化能[9]：

②生长猪的饲料净能[11]：

③结合（1）、（2）两式，可推导出具有普适性的生长猪饲料净能值：

虽然生长猪饲料净能值的预测公式在数理层面上可由上述过程推导得出，但存在3 方面问题：其一，净能值与基础营养成分指标之间无法建立具有营养意义的有效回归方程；其二，普适性有效能值回归模型预测效果较差；其三，研究证实，按照不同耕作物分类建立的预测方程效果较好，但较多耕作物未得出一致结论，有待进一步研究[7]。综上所述，仅根据（3）式笼统测算饲料品种对应的猪净能值并直接进一步评定其营养价值较为不妥，可参考其中各指标与净能值之间的相关关系[7]。

由（3）式可知，生长猪净能值在数理统计意义上与粗灰分（Ash）、粗纤维（CF）呈负相关，而与粗蛋白质、粗脂肪、淀粉呈正相关，因此在后续采用分段评分时对正、负相关指标评分标准有所区别。具体而言，具有正相关关系的指标含量越高猪净能值越高，相应评分便越高，反之同理。

充分考虑饲料品种对猪的营养价值，进一步筛选54 种饲料原料。由于每种饲料品种所含营养成分并非完全相同，为综合考虑各种营养成分含量，现采用分段评分法，评分标准见表3，各营养成分含量的最小值、中位数、最大值见表4。针对各项指标含量对每种饲料品种打分，再通过总得分评判其营养价值。

根据表3 评分标准代入具体数值便可得到各饲料原料对应营养成分评分，详情见表5。由于篇幅限制，仅选取每种耕作物对应的第一种饲料品种作为代表汇总展示，其他同理可得。

表3 饲料分段评分标准

表4 各营养成分含量的最小值、中位数、最大值

表5 饲料品种（部分）对应营养成分评分情况

2.2 综合研究价值评定 仅根据饲料原料营养价值进行筛选不甚合理，某种营养价值很高、产量却很低的饲料不能为猪提供所需的足量营养，必须要考虑产量，所以引入另一个与产量有一定关联的指标评判饲料原料的常见度，基于此，定义一个新指标“常见度”（Com）。

其中，i表示具体饲料原料，j表示年份，Pro（i，j）表示第i种饲料原料在j年的产量，Pro（i，j）表示j年所有饲料品种总产量。由于玉米蛋白饲料、棉籽蛋白、麦芽根这3 类饲料的实际产量信息无从获取，仅测定剩余51 种饲料品种的常见度。计算各饲料原料每一年的常见度Com（i，j）系数并求平均值，部分品种的常见度如表6 所示，其他同理可得。

表6 饲料原料（部分）常见度

针对饲料品种的营养成分及其含量并结合实际产量信息综合考量饲料原料的营养价值和常见度，建立研究价值评估模型以筛选营养成分较优且供给充足的饲料品种，研究价值定义如下：

其中，Rvalue（i）为饲料品种的研究价值，Com（i）为饲料品种的常见度评分，Nvalue（i）为饲料品种的营养价值评分。根据定义计算每种饲料品种的研究价值，结果见表7。

表7 中，饲料号为4-07-0288 的玉米研究价值最大，综合评分高达6.439 0，相反亚麻仁粕的评分最低，为0.003 9。研究价值较小的饲料品种主要是由于其年产量占比偏小导致常见度评分过低，主要依靠国外直接进口或国内需求量不多使得所需耕地资源较少，可以判断这些饲料品种及其上游耕作物不是“人畜争粮”矛盾的关键所在。研究价值较大的饲料品种主要来源于玉米、稻谷、小麦、大豆、花生、油菜籽这6 类耕作物，其中得分在1 以上的玉米和稻谷副产物居多，作为饲料原料不仅营养价值颇高供给也不会短缺，可以为猪的生长发育提供全面而充足的食物。建立促进饲料产业可持续发展的长效机制应主要从以上6 类耕作物入手，合理协调下游常规饲料品种的配料比例，研究非植物性饲料以及非常规饲料同样需要遵循营养价值和常见度综合评估原则。

表7 51 种饲料品种的研究价值

3 饲料原料替代性分析

经上述筛选后剩余26 种饲料品种研究价值较大，由于品种繁多，有待进一步以饲料替代性为基准探究实现饲料产业可持续发展的路径。本部分从营养成分角度根据国际、国内饲料分类体系将饲料原料分类，并结合原料市场价格等特点制定合理的饲料消费替代方案、科学规划耕作物的种植结构，寻求有效利用耕地资源、保证饲料供应安全、保障动物营养供给充足的调控措施。

3.1 饲料原料分类 不同饲料原料尽管各营养成分含量不尽相同，但营养成分种类大致相近，存在着饲用功能的相似性，所以从营养学角度可在一定程度上相互补充、相互替代。基于这一理念，本部分对26 种饲料品种进行产品替代营养分析，即在营养成分相似的产品之间如何进行有效替代。

根据国际、国内饲料分类体系可将26 种饲料品种分为4 类，充分考虑营养成分及其含量的接近程度。第一类为豆类、饼粕和糟渣类集成的蛋白质饲料，用来满足动物对氨基酸的需求[12]，包括大豆、全脂大豆、大豆饼、去皮大豆粕、大豆粕、DDGS、花生仁饼、菜籽饼、菜籽粕、花生仁粕，这一类饲料干物质中粗纤维含量小于18%，粗蛋白质含量均超过20%，能促进动物提高营养物质的吸收利用率，刺激生长和繁殖，是其他营养物质所不能代替的[12]。第二类为谷实类能量饲料，包括4 种玉米、稻谷、糙米、小麦、碎米，这一类饲料干物质中粗纤维含量低于18%，同时粗蛋白质含量低于20%。第三类为糠麸、饼粕类能量饲料，包括2 种次粉、米糠、米糠饼、2 种小麦麸、米糠粕，其淀粉含量均较谷实类能量饲料少，粗灰分含量较高。第四类为树叶类能量饲料，仅含玉米淀粉，淀粉含量高达98%，其他营养成分含量较低。以上能量类饲料通常以可溶性碳水化合物、脂肪和油脂等形式为动物提供能量[13]，是动物饲料中不可或缺的能量来源。

对于上述分至同一类中的饲料品种，在实际饲料消费中排除具体原料自身特殊性后结合饲料配比标准可相互有效替代。

3.2 基于价格角度饲料消费替代方案 畜牧养殖企业在采购营养成分相似的不同饲料原料时，在消费偏好既定的前提下会优先选用价格相对低廉的产品。结合各类饲料品种在饲用功能上的替代性，制定按照饲料市场价格从低到高的饲料消费替代方案。

如图3 所示，第一类蛋白质饲料市场价格变化趋势几乎保持平行，其中大豆的市场价格持续处于最高位置，超过5 000 元/t，其次是大豆粕，DDGS 最低，为2 000 元/t 上下。DDGS 是以玉米为原料，由酵母发酵蒸馏提取酒精后的残液浓缩干燥后所得，具有高能、高蛋白、营养价值高等特点[14]，相关研究证实在一定范围内能用DDGS 代替配方中的玉米、豆粕用于猪生产[15]。

图3 第一类饲料品种市场价格对比图

第二类谷实类能量饲料主要成分为淀粉，淀粉同时又是动物机体所需能量一大重要来源——碳水化合物的重要组成部分，易被动物消化吸收、利用率较高[16]。由图4 可知，玉米的市场价格在这一类饲料中最低，最具价格优势。糠麸、饼粕类能量饲料价格差距不大，集中分布在1 000～2 000 元/t，2020 年后均呈现上涨趋势，整体而言米糠粕的价格最低。第四类饲料仅有玉米淀粉，其价格波动比较大，2011 年前后市场价格超过2 700 元/t，2017 年低至1 700 元/t。

图4 第二类饲料品种市场价格对比图

图5 第三类饲料品种市场价格对比图

3.3 基于单产水平作物种植规划布局 单产水平可用来衡量耕作物对土地资源的利用情况，集中反映相应耕作物种植技术的成熟程度。单产水平越高对土地资源的利用越充分，利用有限土地资源获得的效益越大，因此提高单产水平仍然是保障我国粮食安全的重要举措[17]。

由图6 可知，稻谷的单产水平最高，其次是玉米，然后是小麦，油菜籽和大豆的单位面积产量比较接近，处于六类耕作物中最低，这也是我国近年来大豆和菜籽油需要大量依靠进口的原因之一。

图6 六类耕作物单位面积产量

利用有限的土地资源合理安排饲料作物的种植结构，三大主粮稻谷、玉米、小麦的种植面积必须维持在安全范围内，并且玉米和稻谷副产物具有价格优势，因此更应重视玉米和稻谷的播种安排。大豆和油菜籽的种植调整一方面要以提高单产水平为突破口，另一方面要集中种植发挥规模化生产效应，在能够依靠外源性国际进口解决国内需求的前提下不应占用过多的耕地资源，挤压三大主粮所需的保障耕地。

4 研究结论与政策启示

4.1 结论 首先，从营养价值和常见度2 个方面综合评判和遴选解决“人畜争粮”矛盾的关键植物饲料品种，结果表明应以玉米、稻谷、小麦、大豆、花生、油菜籽这六类作物生产的饲料原料为考虑重点。其次，具有较高研究价值的植物饲料根据营养成分可分为4 类，分别是以豆类、饼粕和糟渣类组成的蛋白质饲料，谷实类能量饲料，糠麸、饼粕类能量饲料以及树叶类能量饲料；从价格成本角度合理安排饲料消费替代方案时应优先考虑DDGS、玉米、米糠粕以及玉米淀粉，其中玉米及其副产物居多，具有明显价格优势。再次，从作物单产水平角度优化主要耕作物种植结构，稻谷、玉米、小麦的单产水平较高，应保证三大主粮的播种面积维持在一定的安全界限内，大豆和油菜籽的国内供给应以提高单产水平和规模化生产为突破，不应挤压三大主粮的播种面积占用过多的耕地资源。

4.2 政策启示 第一，正确把握植物饲料品种的营养价值和数量状况是有效协调其结构关系的基本前提。玉米、稻谷、小麦、大豆、花生、油菜籽这6 类作物生产的饲料品种不论从营养成分还是原料充足性上都能很好地代表常规植物饲料产业的重点，因此，要注重协调这6 类相关饲料原料在饲料成品中的配料占比，也要以这些植物饲料为主展开与非常规饲料混合的技术研究。第二，合理评估并动态看待玉米产需关系对于植物饲料的稳定供给仍然不容小觑。从饲料原料价格成本角度来看，玉米及其副产品具有明显优势，随着肉蛋奶需求的进一步增长可能会使得近年来国内玉米产能过剩的情景成为阶段性现象，因此，在粮食生产的供给侧结构性改革中要在保障饲料供给充足的目标下稳定必要的玉米播种面积，这一点在频发自然灾害、贸易环境不确定性乃至地缘政治格局变化等条件下可能会更加凸显。第三，不断提高单产水平，这不仅需要强化对种质资源的筛查鉴定、保护利用以及基因挖掘等方面的技术攻关，同时也要进一步优化耕作制度和农业生产布局，切实推动新型农业生产技术大力度推广和大范围下沉、推进标准化生产和社会化服务、加大农村基本公共服务供给和农业基础设施建设力度，为包括植物饲料和重要粮食作物在内的农业生产打造更加适宜的科技、制度和社会环境。