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　　中國科學(xué)院院士曹曉風(fēng)
　　吉林省白城市鎮(zhèn)賚縣的稻田（右）與鹽堿灘涂（2022 年7月12日攝） 潘晟昱攝
　　保障我國糧食安全，必須同時兼顧現(xiàn)有耕地質(zhì)量提升和后備耕地資源的合理開發(fā)利用。
　　“我國現(xiàn)有11.7億畝（7800萬公頃）邊際土地，是耕地的戰(zhàn)略 后備資源，是國家糧食安全戰(zhàn)略保障體系的重要一環(huán)。”中國科學(xué)院院士、中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員曹曉風(fēng)告訴《瞭望》新聞周刊記者。
　　邊際土地是指由于土壤障礙限制突出、水熱資源約束強(qiáng)、地形條件局限大導(dǎo)致農(nóng)業(yè)產(chǎn)能和經(jīng)濟(jì)效益低下、生態(tài)脆弱的土地。當(dāng)前，利用植物—土壤—微生物互作機(jī)制協(xié)同提升邊際土地產(chǎn)能和生態(tài)功能已經(jīng)成為國際研究新趨勢。包括選育耐逆作物品種，篩選可利用的根際促生菌，強(qiáng)化微生物提升土壤質(zhì)量的功能等。
　　曹曉風(fēng)認(rèn)為，我國的基本國情決定了飼草生產(chǎn)不能與糧爭地，利用邊際土地發(fā)展草牧業(yè)是填補(bǔ)我國優(yōu)質(zhì)飼草需求缺口、減輕對進(jìn)口優(yōu)質(zhì)飼草依賴的重要途徑。落實大食物觀，需要協(xié)同突破邊際土地的改良工程體系與牧草育種技術(shù)體系，開展邊際土地品種選育、水肥資源高效利用等方面的基礎(chǔ)理論研究，通過理論與技術(shù)突破促進(jìn)我國邊際土地資源的可持續(xù)利用。
　　邊際土地發(fā)展畜牧業(yè)前景可期
　　《瞭望》：我國邊際土地主要利用方式是什么？
　　曹曉風(fēng)：邊際土地主要包含東北蘇打鹽堿土、西北內(nèi)陸鹽堿土、濱海鹽堿土、南方山地丘陵紅壤等多種土壤類型。我國的邊際土地總面積約11.7億畝，包括8.5億畝尚未開發(fā)的耕地后備資源和3.2億畝現(xiàn)有低等耕地。邊際土地一般會面臨土層淺薄、鹽堿度高、有機(jī)質(zhì)低、養(yǎng)分瘠薄及缺乏灌溉等各種不利因素，致使主糧作物無法在未經(jīng)改良的邊際土地中正常生長。綠色、高效地改良和利用邊際土地是亟待解決的重大問題。
　　當(dāng)前，在邊際土地上發(fā)展畜牧業(yè)是最具生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的措施。增加優(yōu)質(zhì)飼草供應(yīng)、降低畜牧業(yè)對玉米等糧食的消耗和對進(jìn)口豆粕等的依賴，可以更好保障我國糧食安全和提升人民生活品質(zhì)。開發(fā)耐逆性強(qiáng)、品質(zhì)優(yōu)異的新型飼草資源，將邊際土地對農(nóng)作物生產(chǎn)的劣勢變?yōu)榘l(fā)展牧草種植的優(yōu)勢，能建立起與土地資源環(huán)境承載力相匹配的生態(tài)農(nóng)業(yè)新格局。
　　2020年，中科院院士李振聲提出了利用環(huán)渤海地區(qū)的濱海鹽堿荒地建設(shè)“濱海草帶”的設(shè)想。長穗偃麥草是多年生冷季型禾本科牧草，豆科田菁則在夏季生長迅速，兩者都具有耐鹽堿、耐澇、耐旱和生物量大等特點。此外，還有一些優(yōu)質(zhì)牧草，例如燕麥也具有較高的耐逆性。通過建立禾本科與豆科牧草混種的“濱海草帶”和“鹽堿地牧場”、商品草生產(chǎn)和畜牧養(yǎng)殖示范農(nóng)場，帶動草產(chǎn)業(yè)發(fā)展，打造邊際土地畜牧業(yè)的完整產(chǎn)業(yè)鏈，對確保我國牛羊肉和奶源自給率分別保持在85%和70%以上以及避免草糧爭地的目標(biāo)十分重要。此外“濱海草帶”還可提供生態(tài)屏障，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
　　《瞭望》：在改良利用邊際土地方面，你帶領(lǐng)團(tuán)隊做了哪些工作？
　　曹曉風(fēng)：鹽堿地是我國主要的邊際土地類型。種植耐鹽堿植物是鹽堿地生物改良的前提，因地制宜培育和種植適生的耐鹽堿植物對鹽堿地改良利用極為重要。我們與黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院等多家科研單位合作，篩選了800余份植物資源，獲得了耐逆性強(qiáng)、生物量大、蛋白含量高的豆科綠肥植物田菁，并收集了來自世界各地的400余份田菁資源，建立了全國最大的田菁種質(zhì)資源庫。經(jīng)過我們篩選改良后的田菁，不僅適宜在鹽堿地種植，而且對土壤具有顯著的修復(fù)作用，例如降低了土壤pH值，提高了土壤有機(jī)質(zhì)，改善了土壤結(jié)構(gòu)和肥力。通過在全國多點種植，我們發(fā)現(xiàn)田菁對于各種生長環(huán)境具有廣泛的適應(yīng)性，而且田菁可以作為模式植物進(jìn)行耐逆機(jī)理研究，也可以開發(fā)成肥飼兼用的新型豆科牧草，有著十分廣闊的應(yīng)用前景。
　　針對松嫩平原鹽堿化草地及鹽堿荒地亟待生態(tài)修復(fù)和利用的現(xiàn)狀，中科院“黑土糧倉”科技會戰(zhàn)團(tuán)隊以田菁和耐鹽堿禾草為核心，創(chuàng)建了松嫩鹽堿化草地“一優(yōu)三改”的生態(tài)修復(fù)模式。“一優(yōu)”是選用優(yōu)良、耐鹽堿牧草品種，“三改”分別是改變傳統(tǒng)的單播模式，采用多種牧草優(yōu)化組合的混播模式；改變傳統(tǒng)的深翻深松整地措施，采用輕耙淺旋的土壤低擾動技術(shù)；改變傳統(tǒng)的平播種植方式，采用大壟多行播種技術(shù)。
　　我們構(gòu)建了田菁—羊草—老芒麥—星星草等多種耐鹽堿牧草優(yōu)化組合的混播模式，結(jié)合輕耙淺旋的土壤低擾動耕作技術(shù)及大壟多行播種技術(shù)，良種與良法結(jié)合，促進(jìn)新牧場的創(chuàng)建。2021年和2022年，該技術(shù)模式在黑龍江省安達(dá)市和肇源縣示范改良鹽堿化草地120畝，種植當(dāng)年田菁的蓋度可達(dá)75%。土壤pH值平均降低7.35%，有機(jī)質(zhì)增加30%以上，土壤改良效果十分明顯。種植第二年，多年生羊草、老芒麥、星星草快速擴(kuò)繁，植被蓋度由改良前的20%～30%提高到90%以上，植被恢復(fù)效果顯著。
　　總的來看，種植田菁比苜蓿節(jié)省了三分之一土地與三分之二種植時間，且刈割后可再生，對牛羊來說田菁是營養(yǎng)豐富、口感較好的飼料。目前，我們在各地進(jìn)行種植和青貯試驗，初步取得良好效果，得到了相關(guān)企業(yè)的關(guān)注。
　　選育耐逆飼草品種“藏糧于技”
　　《瞭望》：在選育耐逆飼草品種方面還需要做哪些工作？
　　曹曉風(fēng)：我們團(tuán)隊在中科院前期“邊際土地產(chǎn)能擴(kuò)增機(jī)理與藏糧于地技術(shù)模式”和目前正在進(jìn)行的“創(chuàng)建生態(tài)草牧業(yè)科技體系”“黑土地產(chǎn)能和質(zhì)量提升的現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)”項目支持下，開展了多年生羊草和一年生田菁的研究，目前完成了田菁和羊草基因組測定，建立了基因組編輯體系，為深入研究和利用相關(guān)草資源提供了技術(shù)保障。
　　從整體上看，我國主糧作物科研投入較林草大，而且林草管理內(nèi)部林強(qiáng)草弱的局面長期存在，草業(yè)發(fā)展相對落后。鄉(xiāng)土草科學(xué)研究長期被忽視，牧草生物學(xué)的基礎(chǔ)研究還十分薄弱，主要體現(xiàn)為基因組信息匱乏、基因功能研究不足、生物技術(shù)體系未建立及調(diào)控牧草重要性狀的關(guān)鍵基因未知，我國草品種培育存在技術(shù)瓶頸，草種資源和草產(chǎn)品供應(yīng)遠(yuǎn)不能滿足需求。
　　為振興草業(yè)，自2015年起國家有關(guān)部門出臺了多項政策。建議繼續(xù)加強(qiáng)適合我國生長的鄉(xiāng)土草種基礎(chǔ)生物學(xué)研究，構(gòu)建現(xiàn)代高效牧草育種體系。從生理學(xué)、生態(tài)學(xué)、遺傳學(xué)、發(fā)育學(xué)、分子生物學(xué)等角度系統(tǒng)深入開展優(yōu)良牧草耐逆、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)等重要性狀形成的分子基礎(chǔ)研究；快速挖掘與鑒定牧草優(yōu)良性狀的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，研發(fā)牧草高通量定向分子選育新技術(shù)，篩選和創(chuàng)制優(yōu)異新品種；利用基因編輯技術(shù)和遺傳轉(zhuǎn)化體系，快速高效地對牧草優(yōu)異性狀進(jìn)行改良和選育。
　　此外，建議設(shè)立國家草業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中心，匯聚整合國內(nèi)優(yōu)勢研究力量，聚焦草種業(yè)、草牧業(yè)、草原生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)、國土綠化及草坪產(chǎn)業(yè)的科技需求，從優(yōu)質(zhì)草種創(chuàng)新創(chuàng)制、優(yōu)質(zhì)草產(chǎn)品加工利用、高效草原生態(tài)修復(fù)、高質(zhì)量草坪建植養(yǎng)護(hù)等理論和技術(shù)研發(fā)上協(xié)同攻關(guān)，構(gòu)建國家草業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系，發(fā)展創(chuàng)制高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、耐逆適生、具有特異應(yīng)用價值的草業(yè)優(yōu)異新品種分子設(shè)計育種理論和技術(shù)體系，突破限制草業(yè)發(fā)展的種源創(chuàng)新和邊際土地利用關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，提升我國草業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力，為我國草業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、保障國家糧食安全、生態(tài)安全、提升草原生態(tài)系統(tǒng)碳匯潛力和綠色可持續(xù)發(fā)展提供戰(zhàn)略支撐。
　　擴(kuò)增邊際土地產(chǎn)能“藏糧于地”
　　《瞭望》：你對擴(kuò)增邊際土地產(chǎn)能有哪些建議？
　　曹曉風(fēng)：我國在“十三五”期間啟動了與邊際土地相關(guān)的重點研發(fā)項目，包括七大農(nóng)作物育種、糧食豐產(chǎn)增效科技創(chuàng)新、化學(xué)肥料和農(nóng)藥減施增效綜合技術(shù)研發(fā)、典型脆弱生態(tài)修復(fù)與保護(hù)研究、水資源高效開發(fā)利用、智能農(nóng)機(jī)裝備等。有些項目中關(guān)于邊際土地的研究相對分散，針對性和系統(tǒng)性不足。建議設(shè)立邊際土地專項任務(wù)，以培育和挖掘我國大面積邊際土地的生產(chǎn)潛力和生態(tài)效益為出發(fā)點，系統(tǒng)性突破理論和技術(shù)模式，促進(jìn)邊際土地相關(guān)學(xué)科融合發(fā)展。
　　一是制定邊際土地治理規(guī)劃。以我國不同類型、成片分布的邊際土地為重點對象，基于空地一體化立體調(diào)查、聯(lián)網(wǎng)定位試驗、分子生物學(xué)和現(xiàn)代分析方法，明確我國不同類型邊際土地分布規(guī)律及特征、建立邊際土地清單，評價開發(fā)潛力、生態(tài)風(fēng)險和生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益，制定邊際土地保護(hù)和治理區(qū)域規(guī)劃。
　　二是研究邊際土地生態(tài)農(nóng)業(yè)相關(guān)技術(shù)。針對生態(tài)脆弱區(qū)的干旱、鹽堿、侵蝕脅迫，闡明邊際土地水分、鹽分、養(yǎng)分遷移轉(zhuǎn)化和作物利用原理，研發(fā)邊際土地水、肥協(xié)同利用與障礙調(diào)控技術(shù)，建立保護(hù)與產(chǎn)能增效的協(xié)同發(fā)展機(jī)制。
　　三是開發(fā)植物根系微生物組裝配技術(shù)。在選育耐逆品種和消除土壤障礙的同時，發(fā)展沃土生物群落構(gòu)建理論和生物多功能調(diào)控技術(shù)，揭示微生物—土壤—植物互作關(guān)系，篩選適應(yīng)植被演替、促進(jìn)植物抗逆境脅迫的功能菌株，突破植物根系微生物組裝配的關(guān)鍵技術(shù)難題。
　　四是制定連片分布邊際土地利用模式。聚焦黃河灘地和濱海鹽堿土、東北蘇打鹽堿土和西北內(nèi)陸鹽堿土、西北黃綿土，集成耐逆品種、水熱資源高效利用技術(shù)、土壤障礙消減技術(shù)，以及植物—土壤—微生物互作培肥技術(shù)，構(gòu)建邊際土地分類利用技術(shù)模式，為我國開展大面積邊際土地改造提供示范樣板。例如，集成微域地形改造、咸水灌溉和種養(yǎng)技術(shù)，建立濱海鹽堿地生態(tài)農(nóng)場模式，在坡頂建立咸水灌溉經(jīng)濟(jì)植物模式，在坡面建立生物降鹽牧草種植模式，開溝噴灌種植羊草、堿茅、田菁等耐鹽植物，配合接種根瘤菌、高效纖維素降解菌等沃土微生物，促進(jìn)田菁等生長改良土壤。