高科技如何守護綠色凈土
在呼倫貝爾生態草牧業試驗區的油菜田里，研究人員用無人機釋放防治蟲害的赤眼蜂小球。
呼倫貝爾大草原是中國最肥美的草原，素有“北國碧玉”之美譽。
你夢想中的草原，是否“風吹草低見牛羊”？而你眼見到的草原，很可能“淺草才能沒馬蹄”！
由于不合理利用，我國草地載畜量正不斷下降。據統計，如今我國約90%的草地都出現了不同程度的退化。
如何才能讓草原恢復繁茂與美麗？
2015年3月呼倫貝爾生態草牧業試驗區建設啟動后，至今已有來自中國科學院22個研究所的190多位研究人員參與其中。他們在中國最肥美的草原——呼倫貝爾大草原上進行各種試驗，希望找出一條大草原的綠色發展之路。
今年7月底，《經濟日報》記者赴呼倫貝爾，對試驗區進行調研。
算大賬：
種糧太多，不如種草？
“草牧業”的發展理念，是生態學家、中國科學院院士方精云提出的，他也是這個試驗區的科學帶頭人。接受記者采訪時，他列舉了一組數據來說明當前我國農業生產結構的弊端：“北糧南運”耗水量相當大，農業生產空間布局不合理。產糧區要消耗大量水資源，而我國糧食主產區很多都在缺水的北方。2001至2010年間，“北糧南運”相當于北方平均每年向南方輸水530億立方米，而南水北調工程目前年調水量180億立方米，僅為其三分之一。農業灌溉對北方地區的水資源造成極大壓力。例如，在1987至2010年間，內蒙古湖泊數量減少了34%，總面積縮小了30.3%，其中農牧交錯帶地區80%的湖泊萎縮是由于農業灌溉用水導致的。
糧食自給率已跌破85%，糧食生產結構與消費結構不匹配。2015年我國糧食總產量6.2億噸，主要面向居民口糧。但我國居民膳食結構已出現顯著變化，口糧消費逐漸減少（2014年僅占31%），肉奶蛋等動物性食品總消費量急劇增加。這種變化帶來主糧的高庫存和飼料糧的高缺口。2014年飼料用糧已達到我國糧食總消費量的40%，工業用糧近1億噸。2015年我國進口糧已超過1億噸，絕大部分都是飼料和工業用糧。
發達國家2至4成耕地用于種草種飼料，而我國不足5%。
用了大量北方緊缺的水資源，種出居民吃不完的口糧，又有大規模的飼料不足需要進口。在方精云看來，厘清這些問題后，解決方案也就呼之欲出——
種糧太多，不如種草！
“‘草牧業’是以草為基礎的畜牧業，可以粗略地理解為‘草業’和‘畜牧業’的合成詞，但準確地說，它是在傳統畜牧業和草業基礎上提升的新型生態草畜產業,關鍵在于‘草—畜’結合、‘草—畜’協調，達到‘1+1遠大于2’的效果。”方精云說，要解決我國飼草料短缺的問題，必須改變農業種植結構，建設集約化人工草地，增加飼草在種植業中的比重。
為實現這一設想，2015年3月，中國科學院與呼倫貝爾農墾集團合作在呼倫貝爾墾區建設“生態草牧業試驗區”。
巧置換：
用十倍單產解放九成草場
生態草牧業試驗的科學基礎，是在牧區利用不足10%水熱條件適宜的耕地，建立集約化人工草地，使優質飼草產量提高10倍以上，從根本上解決草畜矛盾；對其他90%以上的天然草地進行保護、恢復和適度利用，提升其生態屏障和旅游功能。
“草是畜牧業發展基礎，畜牧業發展又是草業發展的出口，二者不可分割。我們可以把10%的水肥條件比較好的土地拿來做高效草地，保障畜牧業發展。90%的草場休養恢復，重建生態文明。”記者采訪期間，正在試驗區工作的中國科學院院士匡廷云表示，生態草牧業概念的提出，完全符合國家的大發展方向。“我是做光合作用研究的，非常高興能加入方院士團隊，為提高牧草生產效率作貢獻。”
顯然，人工草地的飼草產量能否達到天然草地草產量10倍以上，是試驗能否成功的關鍵點。因此，記者的第一個調研點，就選在呼倫貝爾農墾集團謝爾塔拉農牧場的人工草試驗區。
7月26日下午，陽光正烈，試驗區里金黃的燕麥已成熟，一架無人機盤旋在草地上空，吹起麥浪滾滾。
現場操作無人機的，是中科院植物所助理工程師龐樹鑫。他告訴記者，無人機上攜帶激光雷達，可以通過激光測距迅速采集到作物的密度高度等生長情況，再用自主開發的軟件進行數據處理，得出草場生物量。
“今天測量了草籽，一畝有500斤。”西南民族大學教授、中科院內蒙古草業研究中心特聘專家周青平說，這片草場沒有灌溉條件，今年天旱歉收，但依然達到畝均產干草近600公斤，加上新測出的燕麥籽產量，人工草地產量能達到天然草地的15倍，平均每畝純收入比種小麥多五六百元。
這些人工草被運到農墾集團的謝爾塔拉農牧場，那里已經集中飼養了五六千頭三河牛。謝爾塔拉農牧場分管牧業的副場長吳宏軍告訴記者，這里最好的天然草場，畝產也只能達到70公斤干草。人工草地的高產量，可以讓他們將更多牛圈養起來，不必去放牧，讓更多天然草場休養生息。“我們牧場有1.2萬頭牛，現在已有近半集中飼養，下一步要增加到8000頭，未來有可能全部集中。”
“現在是萬畝人工牧草，下一步農墾集團將推廣到百萬畝。”呼倫貝爾農墾集團董事長張福禮也對這一年多的試驗結果非常滿意。
細調養：
讓天然草場恢復勃勃生機
呼倫貝爾人工草場的產量經過了驗證，天然草場的恢復情況又如何呢？
7月27日，在特泥河農場的一片天然草場上，記者看到，中科院植物所副研究員陳全勝等人正在開展天然草場改良恢復試驗。
“這塊地過去連年打草，養分得不到回補，生產力連年下降，優質牧草減少，狼毒大戟等毒草開始大量滋生。”陳全勝說，他們根據牧民割草所帶走的養分為最高標準，設計了精細的施肥方案，進行草地養分回補，并在初春通過免耕補播優質牧草，提高優質牧草比例。“分區輪刈”也是他示范的內容，把草地分成3個區，每年只割走2個區的牧草，留下1個區休養生息，來年再行輪換。這樣，每年只打三分之二面積的草，根據他們的研究，“3年后，每年的牧草產量比連年全部割走還高。施肥等成本是每畝5至10元，多出的收益則是每畝20至30元”。
7月29日，在謝爾塔拉農牧場的天然草地恢復示范區，中科院植物所副研究員潘慶民細致地向記者解釋了他們為天然草地恢復摸索出的一整套制度。
“把天然草場完全圈起來不讓放牧，當然也可以慢慢恢復，但這種方法太簡單粗暴，不符合當前實際。我們既要保護，同時還要合理利用，這就需要從放牧制度和技術措施兩個層面上進行調整。”潘慶民表示，“對天然草地修復的目標是：保護生物多樣性、恢復草地生產力，提高優質牧草的比例，實現天然草地生產與生態功能的合理配置。”
他給草地開出了“一休、二輪、三調、四補”的“藥方”。“一休”是指季節性休牧，主要包括春季休牧和秋季休牧。春季休牧是讓牧草能更好返青，進入快速生長期，秋季休牧則讓牧草能夠大量結出果實，補充土壤種子庫。“二輪”是指放牧場的牧刈輪替和打草場的分區輪刈。“三調”和“四補”是草地恢復和改良的集成技術。
“呼倫貝爾草原上，優質牧草羊草本來是優勢種，但因為連年被牛羊過度啃食，羊草在群落中的比例越來越少。”在天然草地恢復試驗區，記者很明顯地看到，作為對照組的未經改良的天然草場上，優質牧草比例不到10%，細葉白頭翁、狼毒大戟等帶毒性的草卻有很多，而比鄰的經過改良的草場，優質牧草的比例已經提高到50%至70%。
用中科院植物所研發的天然草地改良劑和天然草地羊草促進劑，通過養分調控、植物生長調控和土壤微生物調控，讓優質牧草的種群得到恢復，而毒草受到抑制。
“羊草本來就是當地優勢種，把它扶持起來，通過物種之間的競爭作用，其他雜類草的比例就會降低。”潘慶民說，從經濟效益來看，其成本約為20至25元/畝，一次治理，5年有效，平均到每年每畝地的治理成本僅4至5元。根據生態草牧業試驗區的結果，牧草畝產量由46公斤提高到161公斤，經濟收益明顯提高。
“對天然草原的保護，其意義遠不止此。”潘慶民說，“草原具有多方面的生態功能，對草原的修復，就是要恢復天然草地的多功能性，保護其生物多樣性，保護寶貴的種質資源。”他舉例說，“獲得過國家科技最高獎的李振聲院士，把偃麥草的優質、抗逆基因引入小麥，顯著提高了小麥產量，改善了小麥品質。今天，我們通過天然草地的恢復，保護草地的生物多樣性，就是為子孫后代保住未來可能很重要的生物資源”。
高科技：
打造綠色農畜產品輸出基地
在呼倫貝爾生態草牧業試驗區，你可以在每一個環節感受到高科技的魅力。
比如新種選育。
中科院遺傳發育所研究員朱保葛說起他的寶貝大豆來如數家珍：“我們根據農場不同需要進行新品種選育。有超高產型，能增產20%以上；有高蛋白型，可用作高蛋白飼料；有小粒豆，用于發豆芽；有豆奶豆漿專用豆，口感好無異味……”
比如害蟲防治。
中科院動物研究所研究員秦啟聯給呼倫貝爾的油菜花田打造了一支生物防控害蟲的特種兵——赤眼蜂戰隊。他向記者展示了可以釋放赤眼蜂的塑料小球：“小球需要具備隔熱、防撞、防水，落地后還不能讓赤眼蜂的天敵螞蟻等爬進去，我們嘗試了許多次才做出來。”小球用無人機攜帶投放，每畝地釋放兩個，每個有五六千只赤眼蜂，它們可以消滅小菜蛾等害蟲，令每畝地減施農藥100至150毫升。
比如畜種改良。
三河牛、呼倫貝爾羊是當地特色品種，但中科院西北院副研究員楊果認為，它們的產奶、產肉性能還有很大提升空間。“利用基因標記技術，我們可以用比傳統育種方法更短的時間選出優秀品種，建立三河牛、呼倫貝爾羊的核心育種群。再結合昆明動物所的胚胎工程技術，引入蒙貝利亞牛、杜泊羊等優良品種，建立高效快繁群。”
比如精確施肥。
中科院微生物所研究員仲乃琴給記者展示了一種白色顆粒，這是她研發的新型環保肥料增效劑。“通常施用到地里的肥料，只有三成被作物吸收，七成流失并污染環境。我們利用微生物技術復配天然納米材料，做出環保肥料增效劑，可以像網兜一樣兜住肥料，緩緩釋放，隨用隨有，放在作物根系周圍，作物長得好，肥料用得少。”
……
最后，他們還用信息技術將所有高科技集成起來，形成一整套智能化的精準農牧業生產體系。
在海拉爾市的呼倫貝爾農墾集團總部，中科院合肥智能機械研究所常務副所長、研究員王儒敬展示了他牽頭研制的農牧業生產指揮決策管理系統。該系統能基于衛星、無人機遙感、農業傳感器、氣象監測等數據，對農田進行可視化監測，可獲取到每塊農田、每臺農機、每頭奶牛的最新信息，并據此實現施水、施肥、施藥等生產過程的科學決策。
“有了精準數據，才能精準生產、科學決策，并最終實現市場細分。”王儒敬表示，未來在此系統基礎上，中科院將幫助呼倫貝爾農墾集團建起芥花油和草畜產品兩條產業鏈的全程可追溯質量體系。“將來，你在市場上買到的每一瓶芥花油，都能追溯到它是在哪一塊地里生產的油菜花籽壓榨出來的。更綠色、品質更高的農畜產品，自然會賣出更好的價錢。”
“農墾集團今年62歲，中科院的專家來了，給我們這個‘老瓶’斟上了‘新酒’，讓我們重獲新生。”呼倫貝爾農墾集團董事長張福禮說，“我們的目標是，通過3年左右時間，在2018年建成可復制、可推廣的生態草牧業試驗區示范樣板，打造綠色農畜產品輸出基地。”
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