中國主要畜禽飼料資源礦物元素含量數據集

中國主要畜禽飼料資源礦物元素含量數據集
作者：羅清堯　廖秀東
2018年6月25日

本作品收錄於《中國科學數據》

羅清堯, 廖秀東. 中國主要畜禽飼料資源及礦物元素含量數據集[J/OL]. 中國科學數據, 2018, 3(2). (2018-06-25). DOI: 10.11922/csdata.2017.0016.zh.

摘要&關鍵詞

摘要：隨着我國飼料工業快速發展，飼料資源短缺愈加嚴重，礦物元素添加劑濫用、養殖業排泄物污染等問題突出，嚴重製約了我國飼料工業的穩定、健康和可持續發展。因此，建立中國主要畜禽飼料資源礦物元素含量數據集十分必要。通過針對約占整個畜禽飼料98%以上的中國主要畜禽飼料資源，包括15種能量飼料、7種主要植物性蛋白飼料、6種主要動物性蛋白飼料、8種青粗飼料與4種主要礦物質飼料，共計40種原料的產量、利用狀況及其礦物元素含量與區域分布進行調查，建立本數據集，為科學、合理使用礦物元素飼料添加劑提供數據支撐。

關鍵詞：飼料；礦物元素；常規成分；分布；含量

Abstract & Keywords

Abstract: Despite the rapid development of China’s feed industry, feed resources were in increasing shortage in recent years. Abuse of mineral additives, together with fecal pollution from livestock farming, has severely hindered a stable, healthy and sustainable development of feed industry in China. It seems imperative more than ever to establish a database of feedstuffs and their mineral elements. This study investigated the production, utilization, mineral contents and their distribution of over 98% major feedstuff resources in China, covering 15 energy feedstuffs, 7 major plant protein feedstuffs, 6 major animal protein feedstuffs, 8 green forages and 4 major mineral feedstuffs. The dataset provides scientific statistical guidance for reasonable use of mineral additives in the formulation of feedstuffs in future.

Keywords: feedstuff; mineral element; conventional ingredients; distribution; contents

數據庫（集）基本信息簡介

數據庫（集）名稱	中國主要畜禽飼料資源礦物元素含量數據集
數據作者	羅清堯、廖秀東
數據通信作者	羅清堯（luoqingyao@caas.cn）
數據時間範圍	2015～2019年
採集區域	中國
數據量	1.4 GB
數據格式	*.TXT, *.JPEG
數據服務系統網址	http://www.sciencedb.cn/dataSet/handle/549
基金項目	科技基礎性工作專項（2014FY111000）
數據庫（集）組成	數據集由樣本文本數據及樣品圖片數據組成。1. 文本數據：包括4000個飼料樣本相關聯的地理位置屬性數據、概略養分含量及微量元素含量數據，數據量約0.20 GB；2. 圖片數據：飼料樣本採樣現場獲取的樣品圖片，約12000張，數據量1.2 GB。

Dataset Profile

Title	A dataset of major feedstuffs in China and their mineral contents
Data authors	Luo Qingyao, Liao Xiudong
Data corresponding author	Luo Qingyao (luoqingyao@caas.cn)
Time range	2015–2019
Geographical scope	China
Data volume	1.4 GB
Data format	*.TXT, *.JPEG
Data service system	<http://www.sciencedb.cn/dataSet/handle/549>
Sources of funding	National Basic Research Program of China: Survey on distributions of feedstuffs resources and their mineral contents for main livestock and poultry of China（2014FY111000）
Dataset composition	This dataset consists of text data and image data of feedstuff samples. 1. Text data store geographical information, approximate nutrients and mineral contents of 4000 feedstuff samples, with a data volume of about 0.20 GB; 2. Image data store about 12000 pictures of feedstuff samples obtained on-site during sampling, with a data volume of about 1.2 GB.

引 言

飼料是畜牧業賴以發展的物質基礎，飼料成本約占整個畜禽養殖成本的60％～70％。30年來，中國飼料工業取得了巨大成就，2015年中國飼料總產量已達2.00億噸^[1]。一些小型飼料企業逐漸被淘汰，規模生產企業占絕對主導地位。配合飼料的比例越來越高，2015年為1.74億噸^[1]。在飼料工業快速發展的同時，也一直面臨着一些新矛盾和新問題。突出表現在，飼料資源短缺愈加嚴重，產地

與養殖企業布局不合理，礦物元素添加劑使用缺乏科學依據和養殖業排泄物污染問題嚴重等，嚴重製約了我國飼料工業的穩定、健康和可持續發展。

中國是一個人多地少的國家，能量飼料和蛋白質飼料嚴重不足，養殖畜禽必須利用大量農副產物及青綠飼料。許多飼料原料是中國特有的，僅有部分飼料原料數據可以參考國外飼料數據庫，因而需要建立和完善自己的數據庫^[2]。飼料數據庫（集）是飼料配方製作和實現的基礎，既是飼料技術研發與創新的結果，也是飼料技術研發與創新的工具。任何飼料原料數據庫的建設都應該立足於服務對象，力求達到全、新、准^[3]。改革開放後，我國經過多年的研究積累，於1983年正式出版了《中國飼料成分及營養價值表》，1989年建立了中國飼料數據庫，成為中國飼料生產企業和養殖場（戶）配製畜禽飼料的主要依據^[4][5][6]。

礦物元素添加劑是畜禽全價配合飼料的重要組成部分。儘管礦物元素在其全價料中所占比例較小，但其在保證畜禽正常健康和提高生產效率方面起着不可替代的重大作用。目前我國公布的飼料成分表中給出的礦物元素含量多系靜態屬性平均值，描述不詳，針對性差，難以反映不同地域所產飼料中的實際含量。在上世紀80年代，中國農業科學院北京畜牧獸醫所、華中農業大學等單位曾對全國飼料、牧草中的硒含量開展了較系統的普查，繪製了飼料、牧草中含硒量分布圖，但對飼料資源中其餘礦物元素的含量與分布從未在全國範圍內組織開展過專門、系統的調查^[7][8][9]。我國不同地域、不同類型生產者所用的飼料原料背景不同，生產水平不同，按屬性平均值優化礦物元素添加劑很難起到調盈補缺的效果，在某些情況下還會引起營養功能失調，加劇礦物元素之間的頡抗，甚至引起礦物元素缺乏或中毒症。

隨着畜禽養殖產業化規模的擴大，其在提供豐富畜禽產品的同時，也產生了大量糞、尿、廢物和廢水等。這些排泄物中含有或產生大量有毒有害物質，如氨氣、硫化氫、氮、磷、重金屬和抗菌素等，給周圍環境（水資源、土壤和空氣）造成嚴重污染。這些有毒有害物質如得不到妥善處理，不僅會惡化畜禽生長環境，還會嚴重危害人類生存環境，同時其也是養殖動物疾病叢生、產品品質下降的誘因。尤其是礦物質重金屬污染，治理難度大，危害嚴重，已引起社會的廣泛關注。污染的治理關鍵在於控制源頭，實現礦物質飼料添加劑的科學與高效利用是關鍵。由於我國缺乏科學、可靠的飼料資源礦物元素含量與分布基礎數據信息，直接導致目前我國在畜禽礦物元素飼料添加劑配方設計上存在很大的盲目性。權宜之計只能是暫不考慮基礎飼料中礦物元素的背景含量，而按統一標準製作礦物元素添加劑配方，但這樣勢必造成資源浪費，進一步加劇礦物元素對環境污染的風險^{[10][11][12][13][14][15]}。另一方面，農業部正在制定和發布的飼料添加劑使用規範中對畜禽配合飼料中礦物元素的最高限量做了明確的嚴格規定，這就使得人們在進行飼料配方時必須考慮飼料原料中礦物元素的本底背景含量。

綜上所述，本研究通過針對約占整個畜禽飼料98％以上的我國主要畜禽飼料資源包括15種能量飼料、7種主要植物性蛋白飼料、6種主要動物性蛋白飼料、8種青粗飼料與4種主要礦物質飼料，共計40種原料的產量、利用狀況及其礦物元素含量與區域分布進行調查，建立主要畜禽飼料資源及礦物元素含量數據集，為科學、合理使用礦物元素飼料添加劑提供基礎數據支撐。

1 飼料樣品採集和處理方法

本研究中數據獲取過程大致分為三個步驟：飼料樣品現場採集及預處理，飼料樣品常規概略養分、主要常量礦物元素和微量元素含量分析，數據整理加工及入庫等。

1.1 飼料樣品採集及預處理

本研究選擇了40種畜禽飼料原料，包括15種能量飼料、7種主要植物性蛋白飼料、6種主要動物性蛋白飼料、8種青粗飼料與4種主要礦物質飼料，約占整個畜禽飼料98％以上。其中，15種能量飼料為玉米、玉米蛋白粉、玉米胚芽粕、玉米DDGS、小麥、次粉、小麥麩、小麥DDGS、稻穀、碎米、米糠、大麥及木薯干、噴漿玉米皮、脫脂米糠粕；7種主要植物性蛋白飼料為膨化大豆、大豆粕、棉籽粕、菜籽粕、花生粕、亞麻粕和葵花粕；6種主要動物性蛋白飼料為魚粉、肉粉、水解羽毛粉、腸膜蛋白粉、血漿蛋白粉和血球蛋白粉；8種青粗飼料為羊草、黑麥草、青貯玉米、玉米秸稈、小麥秸稈、稻草、苜蓿和甘薯藤；4種主要礦物質飼料為石粉、磷酸氫鈣、骨粉和貝殼粉。

根據不同區域上述主要畜禽飼料資源的生產使用情況，制訂了飼料原料採樣實施方案，在中國31個省市自治區內採集40種飼料原料樣品數量為4000個，打印樣品條形碼5000套。

飼料樣品採集根據項目制定的《飼料資源樣品採集、描述與保存技術規範》實施。飼料樣品採集主要流程及要點包括：採樣前對原料進行確認和全面檢查（尤其注意原料所屬產地），注意樣品採集的代表性。採集過程中，現場填寫採樣袋上的樣品信息及飼料樣品採集及描述登記表，並貼上樣品條形碼；每個牧草、秸稈類樣品按照風乾基礎採集1 kg，每個其他類樣品按風乾基礎採集2 kg，其中糧食類飼料均要採集籽實。采完樣品後，並使用手機採樣軟件及時上傳採樣信息（地理位置、採樣地點及採樣圖片），登記表裝入自封袋後放入採樣袋。

飼料樣品的預處理：將飼料樣品按「四分法」逐步縮小，取約500 g風乾飼料樣品用樣品粉碎機粉碎，水分、粗蛋白、粗脂肪、粗灰分測定用樣品過0.45 mm（40目）分析篩，粗纖維測定用樣品過1.00 mm（18目）分析篩。充分混勻後，「四分法」取不少於200 g裝瓶，密封，貼上已寫好的樣品名稱、編號、採樣地點、日期等信息標籤，按省區集中保存待測。分析樣品室溫保存，留查樣品−20℃凍存。

1.2 飼料樣品常規概略養分數據分析

本研究中制訂了《飼料資源樣品中常規概略養分分析技術規範》，規定了飼料資源樣品中水分、粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、粗灰分、無氮浸出物等常規概略養分含量的測定方法，但石粉、磷酸氫鈣、骨粉和貝殼粉不需要測定常規概略養分。

測定方法：按照中華人民共和國國家標準方法，即GB/T 6435-2014、GB/T 6432-1994、GB/T 6433-2006 、GB/T 6434-2006、GB/T 6438-2007，測定飼料樣品水分、粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、粗灰分含量。無氮浸出物則採用差值計算法求得，即1減去水分、粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、粗灰分的質量分數，所得之差即為無氮浸出物的質量分數。

飼料中無氮浸出物含量（%）=1-水分%-粗蛋白%-粗脂肪%-粗纖維%-粗灰分%。

1.3 飼料樣品礦物元素數據分析

本研究中制訂了《飼料資源樣品中礦物元素分析技術規範》，規定了飼料資源樣品中鈣、磷、鈉、鐵、硒、鉛、砷、鉻等常量及微量礦物元素含量的測定方法。

測定方法：按照中華人民共和國國家標準方法，即GB/T 20195-2006、GB/T 6435-2014、GB/T 6437-2002 、GB/T 13885-2003、GB/T 13079-2006、GB/T 13080-2004、GB/T 13088-2006、GB/T 13883-2008、GB/T 13082-1991，製備試樣並測定飼料樣品水分、鈣、磷、鈉、鐵、砷、鉛、鉻、硒、鎘含量。

2 數據樣本描述

數據由文本數據和圖像數據組成，其中文本數據包括飼料樣本的地理位置數據、概略養分含量及礦物元素含量數據，如圖1所示。

圖片

圖1 飼料樣本詳細信息頁面

2.1 飼料樣品採集位置信息數據

飼料樣品採集位置信息數據包括飼料樣品名稱、飼料樣品條碼、採樣地址、上傳地址、經度、緯度、圖片名稱、上傳時間等信息。每個樣品至少一條採樣信息記錄。記錄中的圖片名稱是不包含文件路徑的文件名，圖片文件命名是以飼料樣品條碼為基礎，再加上圖片後綴「.jpg」組成。對於同一樣品的多個圖片文件採用「_」加數字編碼形式命名，既避免重複，又方便管理。所有樣品的圖片文件均保存在一個文件夾下。

2.2 飼料樣品常規概略養分數據

飼料樣品常規成分含量數據包括水分、粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、粗灰分、無氮浸出物含量數據。每個飼料樣品至少包含2條以上平行測定分析記錄及一條測定結果，用質量分數（％）表示，精確至0.1％。

2.3 飼料樣品礦物元素數據

飼料樣品礦物元素含量數據包括鈣、磷、鈉、鐵、硒、鉛、砷、鉻等含量數據。每個飼料樣品至少包含2條以上平行測定分析記錄及一條測定結果，用質量分數（％）表示，精確至0.1％。

2.4 飼料樣品圖片數據

飼料樣品圖片數據是飼料樣品採樣過程中手機現場拍攝的反映飼料採樣地點、飼料原料及相關信息的圖像。在線保存的圖片格式為JPEG。

3 數據質量控制和評估

樣品採集過程中，要根據不同飼料特性及當時存放狀態採取合適的採樣方式。例如，在堆狀等散裝飼料中取樣時，總採樣點數應不少於5個。隨機選取每個份樣的位置，這些位置既覆蓋飼料的表面，又包括飼料的內部，使該批飼料的每個部分都被覆蓋。在飼料流水線上取樣時，根據流動速度，在一定時間間隔內，人工或機械在流水線的某一截面取樣。而對打捆堆成垛的乾草或秸稈類飼料採樣時，通常手工獲取每一個份樣。應在堆垛的不同部位選取5個以上的點，上、下層取樣點分別距表層或底部30～50 cm，每點至少抽取1捆；打開捆後從外到內采15～20株。儘量避免葉子的脫落，採取完整植株，以保持原料中的莖葉比例。採集乾草或秸稈後應剪成小段裝入採樣袋中。

樣品常規概略養分及礦物元素數據分析過程中，要注意數據的重複性、準確性。同一操作人員在同一實驗室，用同一方法使用同樣設備對同一樣品在短時間內所做的2個平行測定結果之間的差值（絕對差值或相對偏差）應符合測定要求。每批次測量，均需按與試樣相同的方法測定樣品空白和質量控制標準物質。採用的標準物質包括全麥粉粗蛋白國家標準物質GBW(E)100126、全麥粉粗脂肪國家標準物質GBW(E)100127、全麥粉粗纖維國家標準物質GBW(E)100128，檢測結果應不超出標準物質中相應成分的認定值範圍。結果表示：平行測定結果的重複性符合方法中規定的要求後，以2個平行測定結果的算術平均值給出測定結果，用質量分數（％）表示，精確至0.1％。結果以風乾基礎或絕干基礎兩種方式之一表示均可。

數據整理加工過程中，注意檢查樣品來源、所採用的檢測標準和2個平行測定結果的重複性。對於不符合重複性和準確性要求的問題樣本數據進行刪除。

4 數據使用方法和建議

由於本數據集包含來自中國31個省市自治區內不同鄉鎮的40種飼料原料，因此，在使用過程中可按飼料原料種類、原料產地進行分類，分別對飼料樣品本底常規概略養分、主要礦物元素含量進行分析研究。

另外，部分飼料樣品還收集了原料品種、加工工藝等數據，也可用於品種、加工工藝方面的數據研究分析。

本數據集在項目研究工作逐步完成，隨着數據工作進度逐批提供網上共享。對於飼料樣品採樣位置信息方面的數據會通過動物科學與動物醫學數據分中心、中國飼料數據庫實現網上共享。

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數據引用格式

羅清堯, 廖秀東. 中國主要畜禽飼料資源及礦物元素含量數據集[DB/OL]. Science Data Bank, 2017. (2017-12-25). DOI: 10.11922/sciencedb.549.