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——周小秋團(tuán)隊(duì)成果獲國(guó)家科技進(jìn)步大獎(jiǎng)背后的故事
1月10日，北京人民大會(huì)堂燈光璀璨，掌聲雷動(dòng)。中共中央、國(guó)務(wù)院舉行國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)，隆重表彰為我國(guó)科技事業(yè)和現(xiàn)代化建設(shè)作出突出貢獻(xiàn)的科技工作者。我國(guó)著名動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)家周小秋教授神采奕奕，帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)研究凝練的《草魚(yú)健康養(yǎng)殖營(yíng)養(yǎng)技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用》成果榮獲2019年度國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。這是周小秋主持的科研成果第二次榮獲國(guó)家大獎(jiǎng)。
重大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益
“草魚(yú)是我們國(guó)家養(yǎng)殖量最大的魚(yú)，其優(yōu)點(diǎn)是肉質(zhì)好、長(zhǎng)勢(shì)快、飼料轉(zhuǎn)化率高，但在集約化養(yǎng)殖中發(fā)現(xiàn)，草魚(yú)發(fā)病率、死亡率非常高，因此只要‘養(yǎng)活’，效益就會(huì)很好?！庇浾咭?jiàn)到周小秋時(shí)，他剛從外地參加完學(xué)術(shù)會(huì)議回到成都，下飛機(jī)后，就有公司請(qǐng)他去現(xiàn)場(chǎng)幫助解決生產(chǎn)中存在的問(wèn)題。
就是這項(xiàng)科技成果，在全國(guó)16省市45家企業(yè)推廣應(yīng)用，讓草魚(yú)的發(fā)病率、死亡率、用藥成本、氮磷排出分別降低73%、84%、73%、16%以上，大幅度增加養(yǎng)殖效益。
“人們常說(shuō)，生氣傷肝，為什么呢？”周小秋解釋說(shuō)，生氣是人體的一種應(yīng)激性生理反應(yīng)，會(huì)導(dǎo)致肝細(xì)胞的損傷，細(xì)胞損傷會(huì)造成器官結(jié)構(gòu)受損、功能下降，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)肝硬化、肝癌等疾病，對(duì)魚(yú)類(lèi)來(lái)說(shuō)同理，環(huán)境的應(yīng)激也會(huì)導(dǎo)致其組織器官結(jié)構(gòu)和功能的破壞。養(yǎng)殖企業(yè)單位面積養(yǎng)魚(yú)量小效益就會(huì)較低，而集約化養(yǎng)殖條件下的高密度、低溶氧等環(huán)境因素對(duì)魚(yú)造成嚴(yán)重應(yīng)激，會(huì)造成魚(yú)類(lèi)組織器官細(xì)胞結(jié)構(gòu)與細(xì)胞間結(jié)構(gòu)的破壞，進(jìn)而出現(xiàn)功能下降、生病、死亡、肌肉品質(zhì)下降等，嚴(yán)重影響?zhàn)B殖效益和產(chǎn)品品質(zhì)。
草魚(yú)發(fā)病的誘因之所以主要由環(huán)境應(yīng)激引起，是因?yàn)槠浣M織器官中不飽和脂肪酸含量要高于其他魚(yú)類(lèi)，很容易發(fā)生應(yīng)激性損傷，如草魚(yú)爛鰓、腸炎、赤皮等疾病。從營(yíng)養(yǎng)角度看，如果草魚(yú)營(yíng)養(yǎng)不足、不平衡或者過(guò)剩，都容易導(dǎo)致其發(fā)病。周小秋按照新思路，研究出了一系列保證草魚(yú)腸道等功能器官健康和機(jī)體健康的營(yíng)養(yǎng)需要參數(shù)，而不僅僅局限于以“生產(chǎn)性能指標(biāo)”作為確定需要量的標(biāo)識(shí)，以便尋求營(yíng)養(yǎng)調(diào)控魚(yú)類(lèi)健康的平衡點(diǎn)。
通過(guò)大膽設(shè)想、科學(xué)求證、廣泛應(yīng)用，該技術(shù)讓養(yǎng)殖企業(yè)的生產(chǎn)成績(jī)提高16%以上，通過(guò)營(yíng)養(yǎng)調(diào)控大幅增強(qiáng)草魚(yú)健康，降低用藥量，也就降低了食用魚(yú)體內(nèi)的藥物殘留，保障了魚(yú)產(chǎn)品安全，取得重大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益。
靶向瞄準(zhǔn)“器官營(yíng)養(yǎng)”
“我國(guó)是水產(chǎn)養(yǎng)殖大國(guó)，但營(yíng)養(yǎng)飼料技術(shù)還跟不上產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要?！?5前，動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究所周小秋教授從自己熟悉的豬營(yíng)養(yǎng)科研領(lǐng)域，轉(zhuǎn)向發(fā)展相對(duì)滯后的水產(chǎn)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)領(lǐng)域時(shí)，周?chē)硕荚谡f(shuō)，他在自找麻煩。
“我這人就是這樣，覺(jué)得越難的事情，越?jīng)]有人做的事情，就越有價(jià)值。”周小秋說(shuō)，他就喜歡做開(kāi)創(chuàng)性的工作。
要開(kāi)拓一個(gè)新學(xué)科，周小秋不僅要在學(xué)術(shù)上從零起步，客觀條件上也是困難重重，一沒(méi)錢(qián)，二沒(méi)人，三沒(méi)設(shè)備。他利用給一個(gè)企業(yè)開(kāi)展技術(shù)服務(wù)掙來(lái)的3萬(wàn)塊錢(qián)，在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究所時(shí)任領(lǐng)導(dǎo)支持的兩間實(shí)驗(yàn)室中搭建了簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，在家人的支持下，把家里的冰箱等凡是研究能夠用得上的東西，都搬到實(shí)驗(yàn)室，艱難開(kāi)啟了魚(yú)類(lèi)營(yíng)養(yǎng)的研究。
他在研究中發(fā)現(xiàn)，草魚(yú)很難養(yǎng)活，腸道、肝臟、腎臟、脾臟、鰓、皮膚等組織器官的結(jié)構(gòu)和組成與其它魚(yú)類(lèi)有較大不同，草魚(yú)的器官組織結(jié)構(gòu)比較脆弱，更容易被破壞而感染疾病，這激起了他的好奇心。這一步的跨出，難度很大，傳統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)學(xué)一般是研究生產(chǎn)性能、血液生化指標(biāo)等內(nèi)容，研究器官營(yíng)養(yǎng)與抗病力的關(guān)系則與醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有較大交叉，周小秋想在傳統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)學(xué)的基礎(chǔ)上開(kāi)展創(chuàng)新性研究。
周小秋首先去研究營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是否有保證魚(yú)組織器官結(jié)構(gòu)完整性、增強(qiáng)抗病力的作用，即動(dòng)因的靶向研究。他通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，生病的草魚(yú)有一個(gè)共同特點(diǎn)：一旦生病，組織器官的結(jié)構(gòu)完整性和免疫功能都會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，營(yíng)養(yǎng)與“功能器官包括免疫器官”的結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系無(wú)疑為下一步研究打開(kāi)了一扇大門(mén)。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與魚(yú)類(lèi)免疫器官的免疫機(jī)制如何進(jìn)一步對(duì)接？這是周小秋研究過(guò)程中需要解決的科學(xué)問(wèn)題。
技術(shù)成果國(guó)際領(lǐng)先
“水產(chǎn)養(yǎng)殖的風(fēng)險(xiǎn)很大，比如魚(yú)皮膚被劃破出小口，病原菌就會(huì)直接攻進(jìn)去?！敝苄∏锬M高密度、低溶氧、富營(yíng)養(yǎng)化的養(yǎng)殖水體等養(yǎng)殖條件，研究分析各種現(xiàn)象，期間產(chǎn)生了很多假想和設(shè)想，通過(guò)試驗(yàn)不斷去驗(yàn)證草魚(yú)發(fā)病率高與器官結(jié)構(gòu)和功能變差的直接關(guān)系，再通過(guò)營(yíng)養(yǎng)供給去驗(yàn)證如何保肝、保鰓、保腎，保皮膚等。例如，當(dāng)他研究到肌醇對(duì)草魚(yú)生長(zhǎng)及器官結(jié)構(gòu)與功能影響時(shí)，發(fā)現(xiàn)肌醇可以改善器官的結(jié)構(gòu)屏障與免疫屏障，讓組織結(jié)構(gòu)變得致密，讓草魚(yú)抵御外來(lái)侵襲和損傷的能力增強(qiáng)。
氨基酸、維生素、礦物質(zhì)……幾十種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)列入他的研究范圍，不斷去發(fā)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供給達(dá)到多少才能實(shí)現(xiàn)最佳效果，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)相繼開(kāi)展保證草魚(yú)器官健康的動(dòng)態(tài)營(yíng)養(yǎng)與精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)需要參數(shù)研究，完全突破了傳統(tǒng)生產(chǎn)模式的局限。
他們研究發(fā)現(xiàn)，根據(jù)魚(yú)類(lèi)抗脅迫能力對(duì)營(yíng)養(yǎng)需求與單純提高生產(chǎn)性能確定的營(yíng)養(yǎng)需求量是有差異的；研究還發(fā)現(xiàn)，飼料中抗?fàn)I養(yǎng)因子棉酚含量只要不超過(guò)80mg/kg就不會(huì)影響草魚(yú)生長(zhǎng)速度，但是根據(jù)腸炎、赤皮、爛鰓等發(fā)病率的指標(biāo)判斷，飼料中棉酚含量超過(guò)20mg/kg，腸炎、赤皮和爛鰓發(fā)病率就會(huì)顯著提高。
從零開(kāi)始，點(diǎn)滴積累，通過(guò)校內(nèi)外大量經(jīng)費(fèi)的支持，約15年時(shí)間里，周小秋把我國(guó)的草魚(yú)健康營(yíng)養(yǎng)理論和技術(shù)研究，帶到了國(guó)際先進(jìn)水平。比起學(xué)術(shù)上的成功，更讓周小秋感到欣慰的是，自己的研究成果快速轉(zhuǎn)化應(yīng)用，推動(dòng)了淡水養(yǎng)魚(yú)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。
讓養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)品質(zhì)高于野生魚(yú)類(lèi)
“無(wú)論對(duì)人還是動(dòng)物而言，生病后，大多選擇通過(guò)藥物的介入，把細(xì)菌或病毒殺掉，然而，藥物對(duì)器官也會(huì)造成損傷。一個(gè)人生病后，常常要喝魚(yú)湯、雞湯等有營(yíng)養(yǎng)的食物，幫助盡快恢復(fù)健康。我們就是要讓魚(yú)兒可能生病前進(jìn)行精準(zhǔn)的營(yíng)養(yǎng)輸送，減少發(fā)病率，同樣在草魚(yú)生病后，也跟人一樣得到應(yīng)該得到的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，幫助機(jī)體快速康復(fù)。”草魚(yú)不生病，肌肉品質(zhì)得到提升，這是周小秋關(guān)注的另一個(gè)重點(diǎn)。
周小秋認(rèn)為，作為應(yīng)用研究的營(yíng)養(yǎng)學(xué)科，科研工作者的研究方向提出，一定來(lái)源于實(shí)際生產(chǎn)的需求，進(jìn)行系統(tǒng)研究，再轉(zhuǎn)化應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中去驗(yàn)證、去改進(jìn)。
日常生活中，消費(fèi)者都有一個(gè)共識(shí)，認(rèn)為野生魚(yú)類(lèi)的品質(zhì)要好于養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)，因此野生魚(yú)的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)。周小秋卻認(rèn)為，養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)的品質(zhì)是可控的，科學(xué)化養(yǎng)殖更安全，隨著一些水域的污染加劇，野生魚(yú)類(lèi)更有可能富集污染物質(zhì)。所以，大眾認(rèn)為野生魚(yú)的品質(zhì)一定要好于養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)，可能是認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)。
周小秋認(rèn)為，由于集約化養(yǎng)殖會(huì)大量投喂飼料，一些物質(zhì)沒(méi)有經(jīng)過(guò)魚(yú)類(lèi)消化被直接排放到水體中，會(huì)對(duì)魚(yú)兒造成環(huán)境脅迫、肉質(zhì)變差。他們研究通過(guò)合理的飼料營(yíng)養(yǎng)來(lái)控制危害因子及其他關(guān)鍵飼料技術(shù)，研究出一定劑量的營(yíng)養(yǎng)素可增強(qiáng)肌肉細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性，改善肉質(zhì)。比如，周小秋團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于草魚(yú)而言，不管總蛋白多少，只要可消化蛋白低于21%，魚(yú)肉品質(zhì)就會(huì)下降，究其原因，一方面是可消化蛋白低了，排入水體中的飼料成分就多了，養(yǎng)殖水體就會(huì)惡化，魚(yú)類(lèi)品質(zhì)會(huì)變差；另一方面缺乏足夠的蛋白進(jìn)入體內(nèi)，造成魚(yú)類(lèi)生理性營(yíng)養(yǎng)不平衡，也會(huì)導(dǎo)致魚(yú)類(lèi)肉質(zhì)變差。
周小秋帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)以“器官健康”和“魚(yú)肉品質(zhì)”為營(yíng)養(yǎng)技術(shù)目標(biāo)，研究確定了草魚(yú)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)需要量參數(shù)8套，他們一邊做研究，一邊與包括全球最大的水產(chǎn)飼料企業(yè)通威集團(tuán)在內(nèi)的多家飼料企業(yè)合作轉(zhuǎn)化成果，研發(fā)了一系列保證草魚(yú)等淡水魚(yú)“器官健康”和改善“魚(yú)肉品質(zhì)”水產(chǎn)專(zhuān)用飼料，并在全國(guó)多省推廣應(yīng)用，獲得了重大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益。
盡管已在草魚(yú)的健康營(yíng)養(yǎng)研究上取得了重大成果，周小秋并沒(méi)有放慢研究的腳步，他說(shuō)，做科研，我一直在路上，要繼續(xù)深入系統(tǒng)研究下去，讓更多科技成果轉(zhuǎn)化到實(shí)際生產(chǎn)中，讓更多企業(yè)、更多農(nóng)民、更多養(yǎng)殖戶受益于科技進(jìn)步。
周小秋在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科學(xué)研究
周小秋在試驗(yàn)基地指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展動(dòng)物試驗(yàn)
健康養(yǎng)殖的草魚(yú)
集成“草魚(yú)健康養(yǎng)殖營(yíng)養(yǎng)技術(shù)”的健康飼料產(chǎn)品