呵护“地球的皮肤”

日期: 2019-04-02 阅读: 来源:

草地农业生态系统国家重点实验室在青海省海北州建立的高寒湿地温室气体排放检测平台。

草地农业生态系统国家重点实验室的科研人员(中)在指导学生做实验。

 草地农业生态系统国家重点实验室的科研人员在野外采集植物样本。

草地是我国最大的陆地生态系统,面积近60亿亩,占国土面积的41.7%,面临的最大问题是许多草原发生不同程度的退化。与此同时,我国农业系统也面临着粮食独大、粮草分离等问题

“如果说森林是地球的肺,那么草地应该就是地球的皮肤。”在草地农业生态系统国家重点实验室主任贺金生看来,呵护好“地球的皮肤”,不仅可以推动国家生态文明建设,也能助力西部贫困地区脱贫攻坚。

草地农业生态系统国家重点实验室依托2018香港最快开奖结果大学组建,于2014年通过验收并投入正式运行。该实验室以草类植物资源抗逆种质创新与利用、栽培草地生态系统与食物安全、草地农业系统耦合与管理等核心科学问题为主要研究方向,发展草地农业系统理论,构建不同生态经济区域优化模式,建立示范样板,为我国食物和生态安全保障提供理论与技术支撑。

“虽然我们研究的是小草,但涉及多个学科体系,其中一级学科就有草业科学、生态学、畜牧学。”贺金生告诉经济日报记者,实验室以构建中国特色的草地农业系统理论与技术体系为目标,通过研究退化草地治理、农业结构调整、生态环境改善来服务国家生态文明建设。

为“草生态”当“保健医生”

年近古稀的中国工程院院士南志标是草地农业生态系统国家重点实验室学术委员会主任。作为我国草地保护学教学体系创始人,他带领团队研究提出“不合理的农业系统”是草地退化的根本原因,并建立了“合理利用与改良草地”的技术体系,累计治理退化草地2722万公顷,占我国草地总面积的6.7%。

黄土高原退耕地恢复演替到原生植被需要40至50年,在漫长的恢复过程中,进行大规模的退耕还草仅依靠草原自身是不可能的。为此,南志标院士团队提出,必须从改变农业系统着手,增加系统中人工种草的比重。根据这一思路,他们研究出了分别适用于我国北方牧区、农区和半农半牧区的草地农业系统,并建立了大面积的示范样板。

实验室科研人员还通过野外观测台站获取的数据,揭示高寒草地生态系统对气候变化的响应与适应规律。“草和人一样,交流越频繁,活力就越足。”

青年研究员朱剑霄每年中有近半年时间在青海省海北州的高寒湿地温室气体排放检测平台工作,“我们根据温度和降水的变化,设置不同组合的参数获得数据,揭示生物多样性对生态系统多功能性的协同作用”。这个看似枯燥乏味的基础研究,目标是寻找未来气候变化对干旱半干旱地区草地生态影响的规律。

记者了解到,近5年来,草地农业生态系统国家重点实验室承担国家和省部级各类项目300余项,获得发明专利授权39项,软件著作权9项;主持制定、修订国家标准10项、行业标准4项、地方标准14项。

为“草家族”添新成员

草类植物资源抗逆种质创新与利用,是草地农业生态系统国家重点实验室的重点研究方向之一。近5年来,实验室的种质资源创新与利用团队收集、保存、评价了2000余份种质资源,通过审定牧草新品种5个,明确了100余种乡土草种种子萌发和休眠的生态学特性。

5年5个新品种,是科研人员10多年如一日钻研的结果。2016年登记为国审新品种的“腾格里”无芒隐子草因超级抗旱,近两年被大量用于干旱地区草坪建植、高速公路护坡、生态修复和荒漠修复。

“1998年,我们的科研人员在内蒙古的荒漠草原上发现了这个品种,经过18年的驯化选育过程,2016年才通过审定。”种质资源创新与利用团队成员张吉宇教授告诉记者,“腾格里”无芒隐子草为节水型超旱生的生态草和坪用型植物,可在年降雨量120毫米的生态区域正常生长。具有抗旱、抗寒、耐瘠薄等特点,并且管理成本低,已成功在甘肃民勤荒漠、2018香港最快开奖结果北山边坡、庆阳黄土高原等地区推广种植。

长期以来,青藏高原缺乏优质豆科蛋白饲草,制约了畜牧业的发展。针对这一问题,南志标院士团队先后选育了“兰箭”1、2、3号春箭筈豌豆系列品种,可以在青藏高原不同海拔地区生长,同时适用于我国高山草原区和黄土高原区。

“春箭筈豌豆系列品种具有适应性广、抗寒性强、营养价值高等优良特性,可作为优良牧草、冬季覆盖物和绿肥作物,还可以用来放牧、青贮和制作干草等。其中,‘兰箭’3号可以在海拔3000米以上的高寒草原上稳定生产种子,解决了在青藏高原不能进行豆科牧草种子生产的问题。”张吉宇告诉记者,在高山草原,春箭筈豌豆单播或与燕麦等禾本科作物混播,收获干草,可用于家畜冬春补饲。在黄土高原,与冬小麦进行短期轮作,既改土肥田,也能收获牧草。目前,已在甘肃、四川、青海和西藏等地区广泛推广。

此外,草地农业生态系统国家重点实验室还拥有农业农村部牧草与草坪草种子质量监督检验测试中心(2018香港最快开奖结果)平台,年均检测量占全国草种子市场流通量近五分之一。

为“草经济”找发展模式

郭旭生教授是草地农业生态系统国家重点实验室饲草加工利用团队负责人,他还有一个兼职:甘肃定西市牧草产业科技创新战略联盟理事长。

定西市属于黄土高原半干旱丘陵沟壑区,实施退耕还林还草工程以来,人工种草面积迅速扩大,超过300万亩。2012年,在定西市考察的郭旭生发现,当地对苜蓿利用方式比较传统:等到草长老了才收割,有的企业把干草加工成颗粒,这样利用营养价值差,蛋白质含量只有10%左右。

被称为牧草之王的苜蓿是高蛋白优质牧草,怎么高效利用,实现生态效益和经济效益双赢?与有关部门沟通后,郭旭生提出转变利用方式,在苜蓿还是绿草的时候进行青贮,最大限度保存营养,通过商品化生产,让饲草蛋白含量达到16%左右。2015年,定西市开始大面积推广饲草青贮加工,并鼓励企业引进先进设备。

“一吨苜蓿青草通过青贮加工,效益是干草的两三倍,可以有效增加群众收入。”郭旭生说。经过几年发展,定西的饲草加工能力由几万吨迅速提升到100万吨,在当地还催生出一批饲草种植、牛羊养殖、机械服务等专业合作社和农村新型经营主体,带动了群众脱贫。

郭旭生还和团队成员一起研发青贮保鲜剂、乳酸菌添加剂,降低了饲草加工成本。目前,他正在建议地方逐步改良苜蓿品种,“用新品种抗旱效果不减,一年能收割两茬,蛋白质含量能达到20%左右”。

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