高端草魚產業模式構建與可持續發展科技論壇綜述

3名科學家和19名行業專家報告，吸引了500多名專業水產研究人員、企業負責人和其他科學家的參與，以及10月15日至17日在山東省青島的中國高端魚類模型建設與可持續發展科技論壇。本次論壇由中國工程院農業學部主辦,中國水產科學研究院黃海水產研究所、中國水產科學研究院淡水漁業研究中心和國家鲆鰈類、大宗淡水魚、羅非魚產業技術體系及農業部海洋漁業可持續發展重點實驗室承辦。論壇圍繞水產種業、營養飼料、疾病防控、環境優化、加工與質量安全、營銷與物流,以及產業經濟等領域開展研討,高度強調材料科學、電信技術、物聯網智能化管理等現代高新技術與養殖技術的深層次融合,緊密依靠政產學研的通力合作和龍頭企業的引領、集成和示范,將陸基和海基主產業,打造成為全新概念的、符合國情的、工業化形態的主導模式,從理論到實踐,全面推進我國的魚類養殖由一產向二產、由線性經濟向循環經濟的高端產業模式轉變。高端養殖:“三去一降一補”中國工程院雷霽霖院士在作主題報告時表示,從社會發展、產業轉型提升的大視野考慮,當前大力構筑水產養殖的高端產業,對保障供給、優化環境、推進生產的優質高效和循環經濟發展十分重要。據FAO(2005)發表的統計數字表明,工廠化養殖系統已為全世界生產了74%的雞肉、50%豬肉、43%牛肉和68%的雞蛋,而工廠化生產的魚類僅占總產量的1%,貢獻率相形見絀。這說明,未來工業化養魚的發展潛力巨大,推進高端產業,已經時不我待,更需要加速推進裝備先進、節能節地、技術精準、環境可控、管理高效的高端養魚模式。雷院士認為,構筑高端產業要有建樹國際視野、突出國家觀念、集成系統工程,并以“經濟-科技-產業-文化”的動態平衡”作為衡量經濟運行效果的四大要素。按照“種業-養殖-加工-物流營銷-餐桌安全-產業經濟與文化(品牌建設)”的線路圖構建全產業鏈系統工程,實施一體化運作,促進上下游產業鏈的良性發展。他指出,我國中長期規劃(2006~2020)已將“漁業節能減排技術與重大裝備開發”列入國家六大創新方向之一。我國自上世紀90年代初引進歐洲大菱鲆以來,創造了“良種”與“溫室大棚+深井海水”工廠化養殖模式,產生了疊加效應,為提升至工業化養殖模式奠定了良好基礎。進入本世紀,一舉向半循環—全循環轉型提升,產生了示范效果,帶動了產業的高速發展。近年來又拓展到三文魚、鲀、石斑魚等游泳性魚類養殖,同樣取得了良好的運行效果。國內外實踐證明:工業化循環水高端養殖模式,代表了水產養殖先進的生產力,將是未來漁業發展的主導模式。雷院士預測,未來5~10年,我國水產養殖產量仍將居于世界首位,工業化循環水養殖將成為企業家的首選,在龍頭企業家引領下其發展步入快車道。養殖工程中的新概念水質處理(理化+生物)、精準化應用技術、標準化、信息化的智能云計算、大數據管理技術將取得突破性進步;加工板塊將推動整個產業鏈的穩速、提質、增效。一個節能減排、優質高效、生態文明的高端養殖模式將出現在我國海淡水養殖主產區。預測至2020年,我國的海水魚類養殖年產量將由現在的120萬噸提升至160萬噸以上,工業化養殖的貢獻率將達30%;至2030年年總產量將達300萬噸,工業化養殖將達100萬噸以上。建立魚類苗種繁育現代技術體系“科學技術是推進現代水產養殖業建設的重要動力和保證。”中國工程院林浩然院士在作主題報告時,首先肯定了科學技術在推進現代水產養殖業中所起的重要作用。他指出,現代水產養殖業建設目標就是要實現水產養殖業發展方式由數量型向質量效益型轉變,建成高產、優質、高效、健康、安全、可持續發展的現代水產養殖產業。形成生態良好、生產發展、裝備先進、產品優質、漁民增收、平安和諧的現代漁業發展新格局。林院士說,我國不僅是世界漁業生產大國,亦是世界漁業科技大國,但還不是漁業科技強國。我國養殖魚類苗種繁育的理論研究和技術研發已取得不少進展,但我們的基礎研究領域仍較薄弱,科技水平和創新能力有待提高。因此,我國要從以下4個方面入手加快構建養殖魚類苗種繁育現代技術體系:一要瞄準國際學術前沿,積極開展基礎理論研究。圍繞魚類苗種繁育的相關基本理論,以魚類苗種繁育現代技術體系的發展需求和潛在需求為出發點,在細胞和基因水平系統深入研究對苗種繁育技術體系未來發展具有引領作用的綜合性、前瞻性和探索性國際學術前沿問題,主要包括“調控魚類促性腺激素(GtH)合成與分泌的新型重要激素和神經內分泌因子的作用機理(著重海水魚類)”,“調控魚類性別轉換的主要環境因素、激素和神經內分泌因子的作用機理”,“魚類性外激素的種類結構和作用機理”等課題。二要面向養殖產業需求,進一步加強高新技術研究。圍繞主要養殖魚類,開展對苗種繁育技術水平和競爭力整體提升具有顯著促進作用的關鍵技術、共性技術和集成配套技術的研發,主要是:親魚篩選和培育、人工誘導產卵繁殖、苗種高效培育等。三要采取產學研協同創新模式,加快養殖魚類苗種繁育科技創新平臺和苗種繁育現代化技術體系示范基地的建設。四要提升企業自主創新能力,造就一批技術水平高、生產管理完善、質量檢驗嚴格的養殖魚類苗種繁育龍頭企業,形成以企業為主體的具有中國特色的,達到高收入、高產出、高效益的養殖魚類苗種規模化繁育的現代產業體系。飼料產量和消費我國水產動物營養與飼料工業從1958年起,經歷了萌芽、起步、快速發展、提高與跨越等四個階段。據有關資料顯示,我國水產動物飼料從1991年的75萬噸到2013年的1900萬噸,增長25倍,占世界總產量的65%,與產量增長同步的的時飼料系數不斷下降。雖然我國水產飼料產量增長迅速,但是魚粉消費量也居高不下。中國飼料總產量從1993年的3825萬噸到2012年增長至1.94億噸,其中水產飼料產量從1993年的130噸到2012年增長至1855萬噸。中國飼料魚粉消費量從1993年的70萬噸增長到2012年的150萬噸(峰值出現在2005年的190萬噸),過去10年我國魚粉年均消費占全球魚粉消費的24%~34%。我國飼料產量占全球比例從2005年15.1%到2012年增長至20.2%從以上數據可以看出,中國是全球最大的魚粉消費國,也是全球最大的魚粉浪費國,但又幾乎是凈進口國,營養研究的方向在何處呢?中國工程院麥康森院士指出,水產動物營養急需研究以下五個重要領域:一、完善營養素需要基礎參數。比如,最適條件下的營養需要,不同生長階段、不同生長速度的營養需要,在實用原料配方條件下的營養需要,不同環境條件下(鹽度、溫度、密度、應激)的營養需要變化規律、營養策略對環境的影響。二、魚粉、魚油替代相關基礎理論與技術。包括適口性改良技術、營養素平衡技術、抗營養因子去除、鈍化技術,提高消化吸收、利用率技術(添加劑、加工技術),以及因素的相互作用與影響代謝機理研究等。三、原料前處理與飼料加工工藝。原料的前處理:利用物理、化學方法去除、鈍化抗營養因子,提高適口性,提高生物利用率;加工工藝:脂肪及添加劑添加技術,溫度、壓力、熟化時間控制,干燥技術、后噴涂技術等。四、營養與抗應激、免疫、健康及產品品質和安全。五、研究分子營養學—營養基因組學。海水工業化循環水養殖產業發展展望據FAO發表的世界漁業和水產養殖狀況顯示,全球水產品產量增長繼續超過世界人口增長,水產養殖仍是增速最快的食品生產行業之一。2012年,水產養殖產量再創新高,目前為人類提供近一半的食用魚品。由于野生魚類捕撈產量持平,同時全球新興中產階級需求大幅上升,預計這一比例到2030年將達62%。如果以負責任方式開發、作業,水產養殖就能夠為全球糧食安全和經濟增長做出持久貢獻。中國科學院海洋研究所劉鷹研究員認為,我國海水工業化循環水養殖產業大有可為。目前,我國海水工業化循環水養殖面積逾140萬m劉鷹表示,循環水設施設備已全部實現國產化,但設備智能化、穩定性尚須提升。大菱鲆、半滑舌鰨、石斑魚等部分海水魚類工業化養殖生產規范逐步建立,養殖技術接近國外先進水平。當前制約產業發展的主要瓶頸是降低成本、完善生產工藝和防控病害。他展望,到2020年,我國海水工業化循環水養殖水處理系統的穩定性、可靠性能得到加強,設施設備實現產業化生產,并部分達到國外領先和先進水平;工業化循環水養殖系統精準管理技術標準、生產體系基本建立;工業化循環水養殖系統的生產應用范圍不斷擴大,突破500萬m郭根喜:23周年,深水網箱將成產業發展新動能海洋與陸地一樣也是有限的資源。在海洋農業序列里,沒有一種生產方式可以像網箱那樣可以在特定環境里按一定的生產模式進行高效牧魚。從過去十多年的生產實踐表明,一只1000立方米養殖空間的深水網箱,年均產魚25噸,占海投影面積為286平方米,相當于每平方米產魚87.4公斤,是普通網箱的2.2倍;是池塘的12倍;是工廠化養殖的3倍。其經濟價值相當于一般三百噸級漁船的年產值。由此可見,深水網箱是海洋養殖先進生產力的代表。“但是,目前我國深水網箱與北歐一些國家比較,其養殖效率遠比我國高出3倍左右。所以我國仍有較大的提升發展空間。”南海水產研究所漁業工程研究室主任郭根喜研究員在作《深水網箱未來十年》專題報告時說。今年7月18~19日,超強臺風“威馬遜”在海南、廣東、廣西等地登陸,登陸時中心附近最大風力達到17級,成為65年來登陸華南的最強臺風。采用14項新技術支撐的深水網箱損壞輕微。郭根喜稱,過去十幾年我國深水網箱技術取得了長足進步,成為新興海洋產業。但是,結構安全仍然是制約我國深水網箱養殖產業發展的重大技術問題。目前,他所帶領的課題組正加緊研究建設深水網箱養殖產業工程技術公共服務平臺,平臺下面包括三個子平臺:網箱裝備系統技術研發平臺、網箱養殖工程技術野外測試平臺、網箱養殖產業技術信息服務平臺。網箱平臺建成后向全社會開放提供服務。同時,課題組力爭2~3年內以經濟實用手段解決17級臺風的結構安全問題,逐步建立等級制網箱制造技術。郭根喜向與會者描繪了深水網箱未來10年的愿景:隨著工藝技術的不斷提高,未來十年,深遠海養殖結構安全不是主要矛盾,海域資源將成為養殖產業的主要問題;以深水網箱為主要生產方式的養殖品種、養殖模式將是構建海洋牧場的主要因素;遠期訂單漁業或期權漁業將是推動產業發展的主要經濟模式;養殖環境和養殖質量評估將作為養殖海域可持續發展或許可的法律依據;產業利益將在各個環節上基本平等互惠,行業協會或經濟合作社將有實質作用。抗生素的敏感性和安全性問題“養殖生產環境的任何波動和改變都可能會對魚群產生不良應激壓力,導致病害易感性增加,各種病害的暴發和蔓延不可避免,所以我們在討論病害的發生要把魚、養殖環境、微生物緊密結合,三位一體綜合考慮。”華東理工大學生物工程學院院長張元興教授在報告中指出。由于病害的控制過程中,我們使用的一些手段不盡科學,造成了水產品食品安全問題、環境污染等,引起了全社會的廣泛關注。在對于病害防控研究方面存在著兩大困境:一是大量的病原的產生和蔓延,濫用抗生素越來越嚴重。我們通過分離一些病菌對抗生素的敏感性發現,14種抗生素中只有1種抗生素是敏感的,2種有抑制性,其他的11種全部呈抗性。可見,盲目地使用各種抗生素,不僅不能夠有效殺滅病菌,還會對環境造成污染。二是養殖管理模式的沖突。2013年,農業部出臺政策,國家對獸藥實行分類管理,根據獸藥的安全性和使用風險程度,將獸藥分為獸用處方藥和非處方藥。隨著用藥逐漸規范,抗生素防治正在世界范圍內逐漸退出歷史舞臺。以大菱鲆腹水病為例,主要病原種類為細菌性疾病,其中絕大多數為弧菌(95個,70.4%),其次為遲鈍愛德華氏菌(14個,10.4%)以及各種單胞菌(26個,19.2%)等。通過實驗發現,病害的發生與季節性、地域性、物種特異性有關。現在我們所在的科研小組已研制成功遲鈍愛德華氏菌、鰻弧菌、溶藻弧菌等單克隆抗體試紙條。采用量子點標記抗體技術目前已實現對鰻弧菌檢測靈敏度103cfu/ml,較之已有的膠體金試紙條靈敏度提高了100倍。張元興認為,預防性控制是高端海水魚類養殖模式健康可持續發展的未來趨勢。以疫苗接種為核心的預防性治療和建立良好的養殖場生物安全管理規范等健康管理措施,可以防止和大幅減少易感病害的暴發和蔓延。目前,國外工業化養殖魚類的主要病害都已有相應商品化疫苗上市,疫苗接種已成為當今世界水產養殖業的規范性生產標準,由于水產疫苗的開發與生產制造是一項非常復雜的過程,涉及范圍較廣,我國已有5種海洋生物疫苗處于試驗或進行驗證性應用。我們體系現在正在進行的鲆鰈類腹水病的遲鈍愛德華氏菌減(弱)毒活疫苗的研制工作,這給我國海水魚類疾病防控從“抗生素時代”跨入“疫苗時代”點亮了希望。分子育種技術的應用國家鲆鰈類產業技術體系崗位專家劉海金研究員在專題報告中,側重講述了魚類雌核發育育種體系的結構及應用。主要分為魚類育種的基本方法、雌核發育原理及作用、雌核發育育種體系的結構、雌核發育育種在牙鲆上的應用。品種培育包括選擇育種、雜交育種、誘變育種、分子育種,以前的許多優良品種都是靠前三種方式培育的,現在的主流方式為在挑選雜交優勢的基礎上進行分子育種,分子育種是現在最活躍、最先進、采用量最大、最有前途的一種育種方式,但是還在探索中沒到成熟的階段。由于常規的育種方法存在著雜合性、代數多、周期長、成活率低等弊端,采取遺傳物質全部來自母本、全雌性、高度純合的雌核發育手段,不僅大幅度縮短選育周期,固定母本性狀,還控制性別,實現全雌化,使得子代規格整齊,遺傳相似度高,同時節省了場地和人工費用。所謂的雌核發育育種體系,是以雌核發育技術為核心,通過性逆轉及與優良家系雜交等手段,實現魚類全雌化、良種化和克隆化的系列育種方法。分為全雌化方法(混合授精,適合小型魚類,例如泥鰍等)、良種化方法(家系選育,適合大型魚類)、克隆化方法(適宜作為育種材料,不適合養殖)。通過兩年的試驗發現,在同樣培育條件下,150日齡普通牙鲆67.86g,雜合克隆152.24g,雜合克隆為普通牙鲆的2.2倍。希望接下來經重復試驗,對此結果進行推廣。雌核發育不僅適用于鲆鰈魚類,也適用于其他魚類,包括淡水魚類,期待在其他魚類上也能成功。羅非魚育種前景廣闊2012年,我國羅非魚產量155.27萬噸,2013年達到160多萬噸,其中一半以上用于加工出口,中國羅非魚羅非魚片、深加工產品貿易,基本覆蓋了五大洲許多國家。國家羅非魚產業技術體系首席科學家楊弘研究員說,羅非魚產業的發展有今天的成績,一方面是良種選育比較到位,另一方面得益于良種推廣體系建立,從農業部遺傳育種中心到國家級良種場再到一些省市級的良種場,包括一些龍頭企業等,均建立了良種規模化保種、提純復壯、擴繁、苗種生產的完整技術體系,有利于整個體系的發展。根據調研發現,廣東省羅非魚養殖在我國排第一位,規模化羅非魚良種場20多家,年產苗50多億尾,居全國首位。海南排第二位,它的特色在于加工比例非常高,年產苗約30億尾。廣西排第三位,主要分布于南寧、北海、玉林、梧州、柳州等地,主要問題在于具規模的良(苗)種場較少,年育苗種約7億尾。第四位是福建,起步較早,過去是苗種生產重要省份,是近年由于技術、苗種的限制,發展緩慢,以分散經營的個體苗種場居多,具規模的苗種企業少。相對來說,羅非魚的育種研發在淡水魚里面還是比較不錯的,如果一個品種的魚要想有廣闊的發展前景,最主要的還是要有優良的品種,像分子標記分析、數量遺傳統計、個體物理標識等技術的羅非魚育種平臺分子育種,最終目的都是為產生優良品種。目前羅非魚育種存在的主要問題:一是羅非魚種業基礎研究薄弱,國家支持力度還不是很夠、科研投入范圍相對較小;二是育種理論與技術研究不夠深入;三是育種研發能力不強;四是種業的商業化程度有待提高,羅非魚乃至整個水產種業的發展應該以市場為導向,走商業化的道路。楊弘認為,未來要在以下幾方面取得突破:一是在保持傳統的選擇育種和雜交育種方法上,加入新技術的應用,例如遺傳連鎖圖譜、多倍體誘導、雌核發育、分子標記等技術的開發和應用等;二是多性狀復合育種,目前羅非魚選育主要關注生長性狀,然而隨著產業的發展,對養殖品種其它性狀的要求越來越高,抗病、抗寒、耐運輸、易起捕、出肉率高等新品種的培育勢在必行;三是個種業公司快速發展將是一種趨勢;四是網絡大數據時代對其發展的影響等。大鼠淡水池塘循環水健康養殖現狀2013年全國大宗淡水魚養殖產量為1880.96萬噸,年增產量94.06萬噸,增幅5.26%,占淡水養殖產量2802.4萬噸的67%。2013年大宗淡水魚的產值是2331.7億元,占全國漁業產值的23.1%。2013年漁民人均純收入達13039元,高于農民人均純收入4143元。國家大宗淡水魚類產業技術體系首席科學家戈賢平研究員指出,大宗淡水魚養殖存在著現行養殖方式與資源、環境的矛盾加劇,病害損失嚴重,水產品質量安全問題突出,養殖的基礎設施落后,效益提升乏力等問題。以因病害受損為例,我國水產養殖每年因病害造成的直接經濟損失超過100億元,其中大宗淡水魚超過20億元。此外,全國3900多萬畝淡水養殖池塘,有2000多萬畝出現不同程度的淤積坍塌、進排不暢等老化現象,亟需改造。應通過中央財政專項資金、地方財政配套資金和農戶自籌資金等方式鼓勵養殖戶加大對基礎設施建設和漁業機械的投入。戈賢平在報告中,重點推介了兩種大宗淡水魚池塘循環水健康養殖模式:第一種模式是大宗淡水魚池塘三級凈化循環水養殖模式。一級凈化池以河道為主體,在河道兩邊種養鳳眼蓮、水花生,吊掛生物刷(進行固定化微生物處理);同時放養河蚌、青蝦、花白鰱,形成一個天然的水質凈化系統。二級凈化池是一個有一定面積的土池,在深水區設置浮床;在淺水區種植有多種水生植物,有浮水的,有挺水的,有沉水的。同時在池中也放養河蚌、青蝦、花白鰱等動物品種。三級凈化池是一個淺水池塘,這里以挺水植物為主,種植有各種各樣的挺水植物,同時也有一定的沉水植物和浮水植物,水生動物有河蚌、青蝦、花白鰱等。經三級凈化出來的水體,TN的去除率平均為74%,TP的去除率平均為68.5%,氨氮的去除率平均為60.5%,亞硝酸鹽氮的去除率平均為86.5%,葉綠素(藻類)的去除率平均為73.7%。第二種模式是多介質層復合潛流濕地在池塘循環水養殖中的應用。濕地主體由上行-下行垂直潛流濕地復合而成,多介質層。復合濕地對于水體中氮、磷、農藥、重金屬等均有較為穩定的處理效果,處理能力為100噸/天,濕地和養殖池之比可達1:90。從實踐數據可以看出,濕地在池塘水體的處理效果上,NO建立健全管理制度,提高水產養殖業質量監管的長效機制“優質安全的產品既是生產出來的,也是監管出來的。”中國水產科學研究院質量與標準研究中心主任宋懌研究員在專題報告中旗幟鮮明地標點