➤“天然草场退化问题的本质是饲草料生产和畜牧业发展中的草畜矛盾。”

➤在鄂温克族自治旗的草地快速恢复示范区，通过草地快速恢复技术，修复区牧草产量、优质牧草比例比对照区分别提高149%和308%

➤五年内项目组将揭示苜蓿等主要牧草全基因组变异与性状关联，创新发展复杂性状解析技术，形成全基因组选择分子设计育种技术，将育种时间从12—15年缩短至5—7年

作为生态草牧业科学家，中科院植物研究所景海春研究员对呼伦贝尔草原几年前退化的场景印象深刻，“长期过度放牧导致了天然草场生产力下降，羊草等优势物种数量下降，荒漠化严重”。

今年，在鄂温克族自治旗的草地快速恢复示范区，草原的往昔茂盛景象开始重现——通过科研人员研发的草地快速恢复技术，修复区牧草产量、优质牧草比例比对照区分别提高149%和308%。

我国是草原大国，草地面积达39.68亿亩。草原是国家生态安全的重要绿色屏障，也是农牧民赖以生存的主要生产资料。随着居民饮食中肉奶等蛋白类食物消费比例增加，草牧业压力陡增。我国每年需干草5亿吨，天然草地年产干草约3亿吨，还有2亿吨缺口需进口，草原长期处于超载过牧状态。

2015年，我国提出加快发展草牧业，2022年，农业农村部发布《“十四五”全国饲草产业发展规划》，草牧业发展受到重点关注。

“天然草场退化问题的本质是饲草料生产和畜牧业发展中的草畜矛盾，其深层次原因是支撑草牧业发展的科技力量不足。”中国科学院院士、植物表观遗传学家曹晓风告诉《瞭望》新闻周刊记者。

针对此，中国科学院2021年启动了A类战略性先导科技专项“创建生态草牧业科技体系”（下称生态草牧业先导专项），集聚60多家院所高校的科研骨干，围绕生态草牧业开展系统集成性研究。

作为生态草牧业先导专项首席科学家助理，景海春介绍，在方精云院士提出的“以小保大”、生态生产协调发展的生态草牧业理念指导下，生态草牧业先导专项通过揭示生态健康条件下的草畜平衡调控机制，创新基于分子设计理念的牧草育种技术，突破牧草种植加工等制约我国草牧业发展的科技瓶颈，打造生态草牧业全产业链技术与绿色发展模式，最终实现草业和畜牧业协同发展。

在呼伦贝尔农垦草原改良与对照示范地，生态草牧业专项科研人员在改良好的草地进行野外采样调查 中科院植物研究所供图

“以小保大”发展生态草牧业

加快草原生态修复是向草原要食物的重要一环。

自上世纪80年代开始，我国草原发生了大面积、不同程度的退化。2000年以来，我国陆续实施了退牧还草、京津风沙源治理等多个重大工程和草原生态补助奖励政策，一定程度上遏制了草原快速退化的势头，但恶化的态势尚未得到根本遏制。

中国科学院院士、生态草牧业先导专项首席科学家方精云介绍，我国草原牧区可以在“以小保大”理论指导下，发展小面积优质高产的人工草地，大幅提高饲草供应能力，从而保护大面积天然草地，实现其生态功能的恢复和提升。在保护草原生态环境前提下提高畜牧业生产能力，能更好地服务于国家粮食安全和生态安全。

“以小保大”的核心内涵包括两方面：

一是在草原牧区利用10%以内水热条件适宜的土地，建立集约化的高产高效人工草地，提供发展畜牧业所需要的优质牧草。一般来说，人工草地的牧草产量是天然草地的10倍以上，如果以蛋白质产量计算，则是天然草地的20倍以上，这将在很大程度上取代依赖天然草地进行畜牧业生产的传统做法，减轻天然草地压力。

二是对其余90%以上的天然草原进行保护、恢复和适度利用，实现生态与生产功能的双提升。对于中度和重度退化的天然草原，科研人员已经开展了诸多研究，通过技术手段解决自然恢复缓慢的问题，最终目标是再现生物多样性得以保持、生态系统结构完好、生态功能与生产功能完善、草—畜关系协调的草原群落。

景海春等科研人员在鄂温克族自治旗退化草地建设了草地快速恢复示范区。俯瞰这片天然草场，可以发现深绿色、浅绿色条状依次排列的大块草地。深绿色草地是科学家通过草地快速恢复技术得到的茂盛草地，浅绿色草地则是没有人工干预的对照组。

“羊草是优质牧草，草地修复中，我们使用生物剂调节羊草侧芽分化，增加羊草数量。以前夏季施肥，容易挥发60%—70%的养分，我们就在融雪期施肥，减少养分挥发。此外还使用了有机无机融合肥料、肥料缓释技术等。”景海春介绍，这些草地修复技术3—5年使用一次即可，相较于对照组，修复过后的草地牧草密度、产量增加，羊草比例明显增加。

今年10月，经呼伦贝尔市科学技术局组织的测产结果表明，该示范区内，修复区草地每亩可产鲜草577公斤，其中优质鲜草322公斤。而对照区每亩产鲜草仅208公斤，其中优质鲜草68公斤。

“这些结果启示我们，加快修复退化草地关键在科技。只要技术方法得当，我国退化的天然草原不仅能大幅度提高生产力，还能提高优质牧草比例。”中科院植物研究所研究员潘庆民介绍。

同时他也认为，我国天然草原类型多样，利用方式和退化程度不同，其恢复的限制因子也各不相同。因此，需要针对不同类型草原，针对性地研发突破性技术，从而使退化草原都能得以高效快速恢复。“目前此类技术还相当缺乏，是我们下一步的努力方向。”

分子设计培育优良草种

“我国进口的大豆主要用做饲料，其重要特征是蛋白质含量高。我们可以种植一些高蛋白含量的牧草，比如紫花苜蓿，部分替代大豆。但我国紫花苜蓿用种量的80%以上依赖进口。”中国科学院院士、生态草牧业先导专项首席科学家种康认为，加快研发高产优质牧草品种是保证我国草牧业可持续发展的关键。

现阶段，我国自主选育的优良草品种短缺，截至2022年6月，我国共审定草品种651个，栽培利用的草品种资源不足100种，而美国和欧洲互认的牧草登记品种约5000个。我国年需求15万吨的商品草种中有1/3以上依赖进口。

这主要因为我国牧草育种起步晚，1987年才开始审定牧草新品种，现在年均育成紫花苜蓿品种3.3个。

当前我国牧草育种技术主要停留在驯化选育的1.0和杂交选育的2.0时代，主要依赖于经验，效率低。发达国家牧草育种已步入分子育种的3.0时代。通过分子设计方式精准改良牧草品种培育超级牧草，能缩短育种进程，提高育种效率。

推动饲草育种尽快步入设计育种时代，实现饲草优异种质的设计与创造，是国家的重大战略需求。为此生态草牧业先导专项部署了牧草新品种定向分子选育项目，利用多种遗传资源和多学科手段，培育高产优质牧草新品种。

中科院植物研究所研究员金京波介绍，五年内项目组将揭示苜蓿等主要牧草全基因组变异与性状关联，创新发展复杂性状解析技术，发掘和鉴定高产、耐逆、抗病、优质、高效固碳与固氮等复杂性状形成的分子基础，为牧草新品种精准改良提供分子元件，形成全基因组选择分子设计育种技术，将育种时间从12—15年缩短至5—7年。

曹晓风说，利用分子设计育种培育能在边际土地、盐碱地上种植的牧草品种是未来方向。我国耕地资源有限，充分利用土层浅薄、盐碱度高、有机质低、养分瘠薄的边际土地种植牧草，可以避免与粮争地。天然野生乡土草往往蕴含优异的抗逆基因，耐逆适应性更强，因此要充分挖掘和利用其中的耐逆资源，系统开展高产、优质、抗逆分子模块的耦合与拆分效应分析，建立牧草高通量分子选育技术，实现耐逆性强、品质优异牧草的跨代驯化选育。

种康建议国家实施更多饲草生物育种科技创新研究项目，尽快设立牧草分子设计育种专项。具体研究方向包括构建苜蓿、羊草等重要饲草的核心种质，全面解析饲草的基础生物学特性，建立饲草基因组解析、全基因组扫描和分子设计育种的技术体系，获得可用于分子设计的分子模块；在饲草种质创新和品种培育平台建设方面，借重组国家重点实验室体系的契机，建成饲草种质设计的国家战略科技力量。

制好料、养好畜

“用中国的草养中国牛羊，还要解决草产品加工难题。”景海春提到，种草—制草—养畜是贯穿生态草牧业的核心产业链条，科学制草可以有效链接起前端种草和后端养畜环节，是我国草牧业发展的关键一环。

以苜蓿为例，美国等主要苜蓿生产国有成熟的设备及技术，形成了完善的饲草种植、田间管理、收割、青贮或干草调制、商品化过程，其生产的苜蓿干草产品大量出口。我国牧草加工技术仍存难题，例如北方种植苜蓿在第2、3茬收获制备干草时，正值雨热同期，苜蓿收获困难，造成优质蛋白损失，影响饲草营养价值。

对此，生态草牧业先导专项部署了研发牧草减损、提质、安全和高效利用的精细加工技术项目，以及研究特色牛羊耐寒、饲料转化、肉质等性状分子机理与精准营养调控技术项目。

例如针对饲草贮存加工中存在的霉变、饲用价值提升有限等瓶颈，科研人员采用微生物组手段结合饲草品质及饲用价值分析，重点研究饲草贮存加工中干物质损失机制、关键养分及元素转化路径、真菌毒素积累转化规律等。

中科院微生物研究所微生物资源前期开发国家重点实验室研究员钟瑾介绍，在理论突破的基础上，科研人员研发了相应的减少草产品损失、保障草产品安全、提升饲草饲用价值的高效功能生物制剂，包括青贮高效菌剂、减毒脱毒生物制剂等。并结合配套加工技术，生产加工优质安全的草产品。

在营养调控方面，受访专家建议研发推广饲草料精细加工技术和专用饲料配方，推进饲草料专业化生产。

例如中科院团队在前期研究中发现，在肉羊日粮中添加3—4g/kg儿茶素可有效改善肉羊肌肉品质，提升肌肉中不饱和脂肪酸的比例。在泌乳羊日粮中增加单宁，羊乳中单不饱和脂肪酸及多不饱和脂肪酸含量随日粮中单宁添加量增加而线性增加。

“当前通过日粮调控方法改善草食家畜乳肉产品中磷脂、肌氨酸和肉毒碱等重要功能成分研究较少。基于其在草食家畜乳肉产品和人类营养中的重要性，需要加强针对这些重要功能成分的靶向日粮配制技术和功能型饲料产品研发。”中科院亚热带农业生态研究所研究员贺志雄提出。