2025-08-01 15:46:02
新疆石河子大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院 張凡凡 張自瑞
新疆葡萄產(chǎn)業(yè)猶如鑲嵌在戈壁灘上的綠色明珠，不僅孕育了甘甜多汁的果實(shí)，也讓當(dāng)?shù)毓r(nóng)走上了致富之路。
但是，蓬勃發(fā)展的葡萄產(chǎn)業(yè)也帶來了一個(gè)環(huán)境難題——如何有效利用海量的葡萄枝葉。數(shù)據(jù)顯示，新疆葡萄種植面積達(dá)202萬畝，年產(chǎn)出葡萄枝葉約200萬噸以上。
過去，這些廢棄葡萄枝葉多被焚燒或隨意堆放，既浪費(fèi)資源又污染環(huán)境。經(jīng)過5年研究，我們發(fā)現(xiàn)這些葡萄枝葉就像一座被埋沒的“金礦”，它的“隱藏價(jià)值”巨大。如今，利用我們研發(fā)的轉(zhuǎn)化技術(shù)，廢棄葡萄枝葉“變身”為高附加值產(chǎn)品原料，它們“變廢為寶”重新煥發(fā)了新生。
新疆每年草料需求量約為5700多萬噸，飼草供給和需求極不平衡，這導(dǎo)致養(yǎng)殖成本高、效益低，養(yǎng)殖戶積極性受到很大影響。我們思考能不能將廢棄葡萄枝葉制作成優(yōu)良微貯飼料，這樣既可有效緩解新疆飼草短缺現(xiàn)狀，推動(dòng)新疆集約化養(yǎng)殖發(fā)展，又能改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，一舉兩得。
我們系統(tǒng)分析了不同品種、不同生長(zhǎng)階段葡萄枝葉的成分，發(fā)現(xiàn)其中蘊(yùn)藏著豐富的生物活性物質(zhì)。主要包括天然抗氧化成分：如黃酮類、多酚類物質(zhì)，含量遠(yuǎn)超普通農(nóng)作物秸稈，具有抗炎、抗衰老的潛在藥用價(jià)值。此外，葡萄枝葉中粗蛋白含量達(dá)7%-10%，粗纖維含量30%左右，粗脂肪含量7%-11%，是理想的飼料原料。
新疆廢棄葡萄枝葉堆積情況
針對(duì)葡萄枝葉的特性，我們創(chuàng)新研發(fā)了一套“綠色加工技術(shù)體系”，攻克了傳統(tǒng)處理方式效率低、污染大的難題。
通過多種高纖維原料中篩選的微生物作為備選，進(jìn)一步通過對(duì)目標(biāo)乳酸菌的基因敲除、插入優(yōu)化基因等試驗(yàn)，構(gòu)建出纖維轉(zhuǎn)化率高，果糖、葡萄糖利用效率高的工程乳酸菌。然后我們組合多種菌劑（乳酸菌+纖維分解菌）進(jìn)行厭氧發(fā)酵，成功將葡萄枝葉飼料化，并在營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、適口性、發(fā)酵條件等方面做了全面研究，打造出成本低、質(zhì)量高、適口性佳的反芻動(dòng)物綠色環(huán)保飼料，不僅解決了飼料原料緊缺、成本高的問題，同時(shí)也是一種可再生資源的回收利用，低碳環(huán)保，對(duì)促進(jìn)新疆畜牧業(yè)發(fā)展具有重大現(xiàn)實(shí)意義。
經(jīng)大量試驗(yàn)和第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)驗(yàn)證，新型飼料營(yíng)養(yǎng)豐富，完全可代替部分反芻家畜日糧，1只肉羊養(yǎng)殖成本每天可節(jié)約0.08元。大量試驗(yàn)顯示，葡萄枝葉微貯營(yíng)養(yǎng)價(jià)值好，育肥牛羊采食效果極佳。按當(dāng)前生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式計(jì)算，每公斤葡萄枝葉生產(chǎn)銷售的純利潤(rùn)為0.2元，如全疆葡萄枝葉全部得到利用，純利潤(rùn)可達(dá)2.8億以上，可基本緩解大部分地區(qū)飼草短缺和養(yǎng)殖成本過高問題。
田間葡萄撿拾粉碎機(jī)械（左）田間回收情況（右）
葡萄枝葉微貯飼料加工（左）農(nóng)民使用情況（右）
目前，我們研發(fā)的技術(shù)已在新疆多地落地，形成了“種植—加工—養(yǎng)殖”的閉環(huán)模式。從農(nóng)戶端看，每畝葡萄枝葉可帶來額外收入300-500元，全疆推廣后每年可為果農(nóng)增收超2億元。此外有效帶動(dòng)了地方閑置勞動(dòng)力的就業(yè)問題，有效助力鄉(xiāng)村振興建設(shè)。
從產(chǎn)業(yè)端看，未來可衍生出防腐劑、食品、土壤有機(jī)肥等產(chǎn)品，可帶動(dòng)相關(guān)加工企業(yè)新增產(chǎn)值超過5億元。
從生態(tài)端看，每年減少葡萄枝葉焚燒量超50萬噸，降低碳排放約15萬噸，有力地推動(dòng)了新疆農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展。未來我們計(jì)劃將技術(shù)延伸到葡萄皮、葡萄籽等多種加工副產(chǎn)物，讓整個(gè)葡萄產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)“零廢棄”。
目前，我們團(tuán)隊(duì)正與多家單位合作，建設(shè)“葡萄全產(chǎn)業(yè)鏈循環(huán)利用示范基地”，讓更多“新疆特產(chǎn)”的廢棄物煥發(fā)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)雙重價(jià)值。
作者簡(jiǎn)介
張凡凡，農(nóng)學(xué)博士，石河子大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院教授，博士、碩士生導(dǎo)師，兵團(tuán)英才，新疆生態(tài)學(xué)會(huì)理事、石河子大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院3152優(yōu)秀中青年骨干教師，知網(wǎng)高被引學(xué)者TOP1%。擔(dān)任國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系-牧草產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系石河子綜合試驗(yàn)站技術(shù)骨干，國(guó)家“農(nóng)牧民補(bǔ)助獎(jiǎng)勵(lì)政策”效益評(píng)價(jià)專家組成員，自治區(qū)優(yōu)質(zhì)飼草產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系與兵團(tuán)飼料飼草體系特聘專家。長(zhǎng)期從事飼草及草地資源挖掘及評(píng)價(jià)利用、廢棄資源飼料化利用、功能性微生物構(gòu)建及應(yīng)用的相關(guān)研究。主持第三次新疆綜合科學(xué)考察專題、國(guó)家自然科學(xué)基金、南疆重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展支撐計(jì)劃項(xiàng)目、兵團(tuán)重大科技項(xiàng)目等多項(xiàng)課題。國(guó)內(nèi)外發(fā)表學(xué)術(shù)論文80余篇，主編/參編書籍6部，獲批專利22項(xiàng)，其中國(guó)際發(fā)明專利2項(xiàng)，制定地方標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)，團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)6項(xiàng)。建立科技小院1個(gè)。獲兵團(tuán)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，石河子大學(xué)脫貧攻堅(jiān)嘉獎(jiǎng)，指導(dǎo)學(xué)生獲兵團(tuán)大學(xué)生“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、“挑戰(zhàn)杯”創(chuàng)業(yè)計(jì)劃競(jìng)賽一、二、三等獎(jiǎng)各1項(xiàng)。擔(dān)任BMC Microbiology，《中國(guó)畜牧獸醫(yī)》、《動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)》、《草業(yè)科學(xué)》、《草地學(xué)報(bào)》等雜志審稿專家。受到CCTV三農(nóng)網(wǎng)、中國(guó)日?qǐng)?bào)網(wǎng)、光明網(wǎng)等媒體報(bào)道。
返回頂部