中國網/中國發(fā)展門戶網訊 中國是世界人口最多的國家，目前已經達到14億人，因此保障國家糧食安全始終是保障我國戰(zhàn)略安全的重要任務。國務院辦公廳《關于防止耕地“非糧化”穩(wěn)定糧食生產的意見》（國辦發(fā)〔2020〕44號）明確提出，堅持把確保國家糧食安全作為“三農”工作的首要任務。隨著我國人口增長、消費結構不斷升級和資源環(huán)境承載能力趨緊，糧食產需仍將維持緊平衡態(tài)勢。隨著近年來國際農產品市場供給不確定性增加，把穩(wěn)定糧食生產作為農業(yè)供給側結構性改革的前提，不斷鞏固提升糧食綜合生產能力，確保谷物基本自給、口糧絕對安全，切實把握國家糧食安全主動權。我國要確保口糧絕對安全，決定了我國耕地利用的優(yōu)先序：永久基本農田，是依法劃定的優(yōu)質耕地，要重點用于發(fā)展糧食生產，特別是保障稻谷、小麥、玉米三大谷物的種植面積；一般耕地，應主要用于糧食，棉、油、糖、蔬菜等農產品，以及飼草、飼料生產。

與此同時，隨著居民膳食結構的改變和對營養(yǎng)健康的要求不斷提高，肉蛋奶在膳食結構中的比例不斷增加。1985—2017年，我國居民口糧消費總量在糧食消費結構中的比例從72%下降至27%，人均肉蛋奶的消費量增長到3.8倍；加上人口增長的因素，居民對肉蛋奶的消費總量急劇增加。據(jù)統(tǒng)計，我國生產飼料糧用原糧已達到了糧食總產量的50%。盡管如此，我國每年仍需進口大量牧草；最近5年來，平均每年進口牧草171.33萬噸。此外，平均每年進口大豆9126.4萬噸；加工后80%為豆粕，主要被應用于飼料（表1）。即便如此，飼草飼料供應量依然無法滿足我國對牛羊肉的需求。因此，2020年牛羊肉進口繼續(xù)保持快速增長態(tài)勢：牛肉凈進口211.94萬噸，羊肉凈進口36.33萬噸，分別占全國總需求量的24.0%、6.9%。

我國既要確保口糧絕對安全，又要通過畜牧業(yè)改善膳食結構。然而，我國耕地資源有限，能用于種植飼草的耕地少之又少；土地利用效率是影響中國糧食供給安全的重要因素，這就決定了飼草、飼料種植不能“與糧爭地”。中國鹽堿地總面積約為9900萬公頃；其中，濱海鹽堿地約占鹽堿地總面積的7%^[5]，主要分布在環(huán)渤海和沿黃海地區(qū)。2013年，由我國著名農業(yè)科學家、中國科學院院士李振聲牽頭，中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所農業(yè)資源研究中心研究員劉小京主持，在環(huán)渤海地區(qū)實施了“渤海糧倉科技示范工程”，對4000萬畝中低產田進行了改良，這為鹽堿地的開發(fā)與利用提供了科技示范作用。然而，該區(qū)域及江蘇省的沿海地區(qū)還有近2000萬畝的鹽堿地尚未被開發(fā)利用，提高這些土地的利用率可為飼草飼料供應量的提升奠定良好的物質基礎。在環(huán)渤海和沿黃海地區(qū)，地下水位淺（1—3米）、鹽漬化程度高（＞0.3%）、改良成本大；這些地區(qū)主要種植以籽粒為收獲物的農作物，但普遍存在產量低且不穩(wěn)、生產效益較差的問題。牧草種植則是以收獲莖葉等營養(yǎng)體為目的，對生長期內氣候和土地資源的時間匹配性要求相對不嚴，能更充分地利用氣候、土地和生物資源，使單位面積的生物量大幅度提高。李振聲在“渤海糧倉科技示范工程”成功實施之后，非常關注國家“藏糧于地、藏糧于技”戰(zhàn)略。在河北省滄州市海興縣和南皮縣、唐山市曹妃甸區(qū)，以及山東省東營市多年調研和研究選育的長穗偃麥草、甜高粱、黑麥草等新品種實地試驗結果的基礎上，他結合中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所（以下簡稱“遺傳發(fā)育所”）“甜高粱—湖羊—發(fā)酵—有機肥還田”循環(huán)農業(yè)試點進展，提出建設“濱海草帶”的設想，為此遺傳發(fā)育所成立了專班推進“濱海草帶”建設。

利用濱海地區(qū)的鹽堿地資源，在鹽堿荒地種植優(yōu)質耐鹽牧草，發(fā)展畜牧業(yè)生產，不僅可以滿足人們生活水平提高后對肉蛋奶在膳食結構中的比例不斷增加的需求；通過建設“濱海草帶”，擴大飼草種植面積，還可以解決“草糧爭地”的矛盾。利用濱海鹽堿荒地生產優(yōu)質牧草，促進畜牧業(yè)發(fā)展，是國家“糧食安全”的重要組成部分。

“濱海草帶”的主要研究內容

利用基因工程加快耐鹽耐澇牧草品種選育

“濱海草帶”是在不適宜生產糧食的濱海鹽堿地上建立牧草生產體系，其立地環(huán)境是高鹽堿、低海拔，這就決定了適宜的牧草品種必須同時具備耐鹽和耐澇特征。然而，自1978年我國開展牧草品種審定以來，迄今共通過國家審定牧草品種604個，其中耐鹽牧草品種不足20個，而且同時具備耐鹽和耐澇特征的優(yōu)良牧草品種少之又少。目前，同時具備耐鹽和耐澇特征的牧草主要有長穗偃麥草、甜高粱、田菁等。

長穗偃麥草（Elytrigiaelongata (Host) Nevski.）。禾本科偃麥草屬多年生草本植物，具有極強的抗逆能力。李振聲曾以長穗偃麥草為親本與小麥進行遠緣雜交，培育了“小偃”系列優(yōu)質高抗小麥品種。目前，“小偃”系列小麥品種已成為“渤海糧倉”的主導品種，為我國糧食生產作出了巨大貢獻。遺傳發(fā)育所李振聲研究組在東營、海興和曹妃甸等濱海鹽堿地種植長穗偃麥草結果顯示：長穗偃麥草在含鹽量1%以下的鹽堿地可以正常生長，連續(xù)7天淹水條件下可正常成活；每年畝產鮮草1515—2658千克；干草中的粗蛋白占13.4%—15.3%、粗脂肪占3.4%—3.9%、可溶性碳水化合物占1.8%—2.4%。

甜高粱（Sorghum dochna (Forssk.) Snowden）。禾本科高粱屬一年生植物，具有抗旱、耐澇、耐鹽堿等特性。甜高粱對生長的環(huán)境條件要求不嚴，對土壤的適應能力強，特別是對鹽堿的忍耐力極強——在pH值5.0—8.5的土壤上甜高粱都能生長。甜高粱是C4高能作物，其光合轉化率高達18%—28%，株高可達4米以上，具有較強的生物學優(yōu)勢；植株含糖量比青貯玉米高2倍，無氮浸出物和粗灰分均高過青貯玉米。遺傳發(fā)育所謝旗研究組在東營市含鹽量0.25%—0.3%的鹽堿地種植結果表明，生物量可以達到4—7噸/畝。

田菁（Sesbania cannabina (Retz.) Poir.）。又叫堿青、澇豆，是豆科田菁屬一年生植物。田菁結瘤固氮能力較強，植株茂盛、生物量大、植株粗蛋白含量豐富，是優(yōu)質的豆科飼料。從其別名可以直接看出田菁具有超強的耐鹽堿和耐澇能力，對土壤要求不嚴格：當土壤中含鹽量低于0.5%時，可以正常生長。鹽堿地上種植田菁，可以明顯降低耕層土壤鹽分，耕層鹽當年分平均下降30%—50%。耐澇性強是田菁的另一大特點，成齡植株長期淹水時，只要頂部不淹沒，就能正常生長^[8]。

上述3種牧草具備了耐鹽耐澇的基本特征，但仍需要進一步提高它們的耐鹽耐澇性，以便于在更廣闊的濱海鹽堿地利用；同時，要提高牧草的生物產量，改善其營養(yǎng)品質和適口性。利用現(xiàn)代分子設計育種手段和基因編輯技術，可以加快耐鹽耐澇牧草品種選育進程，為我國利用濱海鹽堿荒地發(fā)展畜牧業(yè)生產提供技術支撐。

構建濱海鹽堿地飼草高產栽培技術體系

濱海鹽堿地土壤鹽漬化程度高、地下水位高、土壤肥力差、水肥利用效率低下，嚴重制約作物生長。針對制約因子，提出解決方案，構建濱海鹽堿地飼草高產栽培技術體系，是濱海鹽堿地利用的重要方面。

在水分利用方面。鹽分是影響牧草水分利用的重要因素之一，“鹽隨水來，鹽隨水去”是鹽堿地水鹽運移的典型規(guī)律。灌水時，土壤鹽分隨入滲水向下遷移，表土鹽分的淋洗脫鹽；停止灌水后，在土壤蒸發(fā)作用下鹽分又在土壤表面聚集。我國濱海鹽堿地的季節(jié)性降水均在500毫米以上，會發(fā)生規(guī)律的脫鹽和返鹽交替。因此，需要加強牧草微咸水灌溉及水分利用機制研究，既要充分利用夏季降水促進牧草快速生長，也要防止春季土壤蒸發(fā)造成返鹽。

在土壤肥力方面。濱海鹽堿地普遍存在土壤有機質含量低、土壤酶活性低、微生物含量少、孔隙度小、易于板結、透氣性差等障礙。針對上述障礙因子，需要開展有機肥、化肥、微生物菌肥、土壤調理劑等種類和用量的配比施肥研究，制定合理的土壤保育施肥措施，開發(fā)活性微生物鹽漬土壤專用有機肥，以有效提升鹽漬土壤肥力水平。

在牧草品種方面。要針對牧草品種特性，加強牧草耐鹽生理機制研究，并開展機械化播種/保苗技術、水-肥-鹽耦合調控技術、肥料控釋增效技術、綠色植保技術、機械化收割技術等方面研究；量身定做栽培技術，形成品種-栽培-農機-農藝“四位一體”的濱海牧草高產高效栽培技術體系。

研發(fā)優(yōu)質牧草與農作物秸稈混合青/黃貯技術

農作物生物產量的一半以上是秸稈。早在1997年，時任國務委員陳俊生在山東考察時就指出，大力發(fā)展秸稈養(yǎng)畜是畜牧業(yè)持續(xù)發(fā)展的根本出路。秸稈依然是我國最重要的飼草來源。以山東省為例，其2018年牛羊肉總產量為113.2萬噸，占全國牛羊肉總產量的10%，排在全國第2位，僅次于內蒙古自治區(qū)。而人工種草的面積，山東省為228.4萬畝，僅占全國人工種草面積的1%。山東省每年秸稈生產量約為6000萬—7000萬噸，用于飼草的約為1200萬—1400萬噸。筆者在山東省肉羊養(yǎng)殖大縣利津縣（年出欄肉羊160萬只）調查結果表明，該縣飼草的90%以上來自于山東、河北、河南3省的作物秸稈。作物秸稈的飼草化利用在牛羊養(yǎng)殖中起到了至關重要的作用。秸稈飼草化不僅解決了牛羊飼料不足的問題，同時也解決了豬禽精飼料的生產與加工的問題。目前，隨著收割機械的進步，部分地區(qū)已經實現(xiàn)了糧食和秸稈同步分收。主要糧食作物小麥、玉米、水稻等禾本科農作物秸稈具有纖維素含量高、蛋白質含量低的特點。牛羊等草食動物可以將纖維素轉化為糖進行利用，因此秸稈是育肥的重要能量來源。為了更好地利用秸稈，通過“濱海草帶”生產高蛋白牧草與高纖維素農作物秸稈合理配比，實現(xiàn)生物質資源利用的最大化。

把“濱海草帶”作為飼草的重要蛋白來源，不僅解決飼草量不足的問題，還能更好地解決秸稈蛋白質含量低的問題。因此，需要研究牛羊不同生長階段日糧的養(yǎng)分結構，從而確定高蛋白牧草與高纖維素秸稈的比例關系；研究青牧草與黃秸稈適宜混合發(fā)酵水分含量、篩選適宜菌群，從而開發(fā)混合青/黃貯技術。

打造“濱海草帶”生態(tài)屏障

牧草具有很強的防止水土流失、涵養(yǎng)水分、培肥地力的功能。防止水土流失。近年來，全球氣候變化、海平面上升加速等現(xiàn)象進一步加劇了海岸侵蝕風險，緩解海岸侵蝕、抵御沿海地區(qū)洪水災害刻不容緩。“濱海草帶”在抵御海浪、控制侵蝕方面功能顯著。有研究表明，在濱海灘涂種植大米草有明顯的消浪促淤作用：凡生長大米草的潮灘都有促淤效果，而不管原來是否侵蝕。牧草覆蓋的土壤表面可以防止風蝕作用——牧草的根須可以鎖住泥土，防止水土流失，對濱海地區(qū)土壤起到很好的保護作用。改良土壤。種植牧草可以降低土壤含鹽量。例如，種植田菁、蘇丹草、苜蓿、堿蓬半年后，0—80厘米土層的土壤脫鹽率達到26%—35%。種植牧草可以提高土壤肥力。例如，種植4年的苜蓿地，0—10厘米土層中全氮、全磷分別提高20.9%、23.7%。種植牧草還可以改良土壤土滲透性和通氣狀況，提高了土壤保肥蓄水的能力。例如，種植4年的苜蓿地，0—60厘米土壤容重下降7.5%—7.9%、土壤孔隙度提高8.8%—9.3%。

通過“濱海草帶”建設，可以在濱海地區(qū)構建起一道生態(tài)屏障，防止海水對岸邊的侵蝕，加大濱海鹽堿荒地的覆蓋率，改善濱海地區(qū)微氣候，減少水分蒸發(fā)，降低土壤含鹽量，改善土壤理化性質。“濱海草帶”對維護濱海生態(tài)系統(tǒng)健康、提升生態(tài)系統(tǒng)服務功能具有重要作用。因此，要深入研究“濱海草帶”建植的防蝕促於效應及其動力學機理，為生態(tài)防波堤建設提供科學依據(jù)；研究“濱海草帶”覆蓋鹽堿荒地如何改變蒸發(fā)/蒸騰和水鹽運移規(guī)律，降低鹽分的表聚，以及改良土壤的機理，以促進“濱海草帶”的建植和生產力的形成。

實現(xiàn)“濱海草帶”的碳匯生態(tài)價值

碳匯生態(tài)價值是區(qū)域經濟社會發(fā)展－自然資源可持續(xù)利用的重要保障。濱海鹽堿非耕地具有較大的固碳潛力。隨著原生植被群落的演替（光灘→鹽篙→茅草），濱海土壤中有機碳、微生物碳、可溶性碳含量均依次增加。通過建植植被形成土壤-植被系統(tǒng)是提高區(qū)域碳儲量的有效途徑。墾殖后，土壤有機碳含量較未墾殖鹽堿地均表現(xiàn)為顯著提高，鹽堿地墾殖顯著增加了0—40厘米土壤的碳儲量，且隨墾殖年限增加而增加。種植4年的苜蓿地，牧草根系轉化為土壤有機碳，0—10厘米土層中提高固碳能力47.7%，形成重要的碳匯。濱海鹽堿地通過牧草種植，可以從4個方面增加土壤碳：凋落物；根生物量的生長和周轉；根系分泌物；土壤微生物碳的增加。同時，飼草過腹還田的牛羊糞便返回到鹽堿地中，可以提升土壤有機質含量，促進鹽堿土壤的有機碳固定。

通過研究牧草種植對土壤固碳規(guī)律和潛力影響，可為我國碳達峰、碳中和提供數(shù)據(jù)支撐。因此，要研究刈割方式、殘茬量對土壤碳蓄積的影響；研究鹽漬化程度對細根周轉、根系分泌物形成規(guī)律的影響；研究牧草根瘤菌和叢枝菌根對濱海鹽堿地土壤微生物的影響，以及牛羊糞便發(fā)酵還田對促進濱海鹽堿地熟化耕層的形成的作用。

加快“濱海草帶”建設的對策與建議

優(yōu)化牧草品種審定機制

我國現(xiàn)行的牧草品種實行的是國家、省（自治區(qū)、直轄市）兩級審定制。在這種制度下，適應區(qū)域特殊自然稟賦的牧草很難通過審定，這也是耐鹽耐澇牧草品種少的主要原因。以耐鹽耐澇的長穗偃麥草為例，在牧草審定體系中沒有長穗偃麥草這一物種，因此無法進行審定。目前，我國農作物在品種審定中劃分為主要農作物和非主要農作物。主要農作物實行國家、省（自治區(qū)、直轄市）兩級審定制，確保主要農作物品種不出問題，保障國家糧、棉、油安全；非主要農作物實行登記制，可以因地制宜應用，促進產業(yè)結構調整和農民增產增收。牧草作為特殊的農作物，無疑均為“非主要農作物”。建議：將牧草品種審定制優(yōu)化為部分登記制，將有助于適宜濱海鹽堿地的耐鹽耐澇牧草品種選育，為“濱海草帶”建設提供物質保障。

扶持規(guī)模化草牧場建設

牧草生產的季節(jié)性強，收儲、加工條件嚴格，收割不及時、霉變、發(fā)黃會導致牧草失去其應有的營養(yǎng)價值。濱海地區(qū)降水量大，地下水位淺，收儲條件更加苛刻。一家一戶小規(guī)模分散種植，難以實現(xiàn)牧草機械化快速收儲作業(yè)；同時，牧草種植與畜牧養(yǎng)殖分離容易造成養(yǎng)殖場壓價或者種植戶抬價，不利于草牧業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。建議：充分利用濱海地方經濟發(fā)達的優(yōu)勢，鼓勵工商資本特別是當?shù)毓ど藤Y本建設集牧草生產、飼料加工、牛羊養(yǎng)殖、肉聯(lián)生產于一體的集約化、規(guī)模化、標準化現(xiàn)代草牧場，就地消費牛羊肉產品，從而節(jié)約牧草和肉制品運輸成本。在土地、稅收等方面出臺扶持政策，實現(xiàn)非農土地集約化、規(guī)模化利用；同時，對牧草種植納入糧食種植補貼，牧草生產機械納入農機補貼，以促進“濱海草帶”畜牧產業(yè)化發(fā)展。

建立“濱海草帶”生態(tài)補償機制

非農濱海鹽堿地無疑是生態(tài)脆弱區(qū)。“濱海草帶”建設可以防止水土流失、涵養(yǎng)區(qū)域水源、提高土壤肥力、促進土壤碳蓄積、維持生物多樣性、改善生態(tài)環(huán)境、保持生態(tài)系統(tǒng)平衡，大幅度提高區(qū)域生態(tài)服務功能，生態(tài)效益顯著。然而，我國濱海地區(qū)大多屬于經濟發(fā)達地區(qū)。在濱海鹽堿地種草養(yǎng)畜，雖有利于促進畜牧業(yè)特別是草食家畜發(fā)展，可以獲得較高的經濟效益，但相對于該地區(qū)的其他產業(yè)而言，經濟上的比較效益并無優(yōu)勢。建議：通過評估“濱海草帶”生態(tài)服務功能價值，建立生態(tài)補償機制，促進“濱海草帶”持續(xù)健康發(fā)展。

總之，在我國耕地資源有限，既要確保口糧絕對安全，又要滿足牛羊肉消費量快速增加的大背景下，利用濱海鹽堿地解決飼草、飼料種植不“與糧爭地”的問題，將是保障國家糧食安全的重要途徑。通過建設資源高效、經濟高質、環(huán)境友好的“濱海草帶”，利用非農土地發(fā)展畜牧業(yè)，將有助于拓寬我國動物性蛋白供給渠道，為我國糧食安全作出重要貢獻，并在濱海建立起一道綠色生態(tài)屏障。

（作者：胥偉華，中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究、中國科學院種子創(chuàng)新研究院；王建林，中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究、中國科學院種子創(chuàng)新研究院；劉小京，中國科學院種子創(chuàng)新研究院、中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所；謝旗，中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究、中國科學院種子創(chuàng)新研究院；楊維才，中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究、中國科學院種子創(chuàng)新研究院；曹曉風，中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究、中國科學院種子創(chuàng)新研究院；李振聲，中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究、中國科學院種子創(chuàng)新研究院；《中國科學院院刊》供稿）

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