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高科技如何守护绿色净土

作者:尹力|时间:2016-10-26 10:09|来源:zhaoyinwanda.com资讯网|评论数:|字号:[小] [大]
核心提示:高科技如何守护绿色净土

(原标题:高科技如何守护绿色净土)

?在呼伦贝尔生态草牧业试验区的油菜田里,研究人员用无人机释放防治虫害的赤眼蜂小球。

▼呼伦贝尔大草原是中国最肥美的草原,素有“北国碧玉”之美誉。

你梦想中的草原,是否“风吹草低见牛羊”?而你眼见到的草原,很可能“浅草才能没马蹄”!

由于不合理利用,我国草地载畜量正不断下降。据统计,如今我国约90%的草地都出现了不同程度的退化。

如何才能让草原恢复繁茂与美丽?

2015年3月呼伦贝尔生态草牧业试验区建设启动后,至今已有来自中国科学院22个研究所的190多位研究人员参与其中。他们在中国最肥美的草原——呼伦贝尔大草原上进行各种试验,希望找出一条大草原的绿色发展之路。

今年7月底,《经济日报》记者赴呼伦贝尔,对试验区进行调研。

算大账:

种粮太多,不如种草?

“草牧业”的发展理念,是生态学家、中国科学院院士方精云提出的,他也是这个试验区的科学带头人。接受记者采访时,他列举了一组数据来说明当前我国农业生产结构的弊端:“北粮南运”耗水量相当大,农业生产空间布局不合理。产粮区要消耗大量水资源,而我国粮食主产区很多都在缺水的北方。2001至2010年间,“北粮南运”相当于北方平均每年向南方输水530亿立方米,而南水北调工程目前年调水量180亿立方米,仅为其三分之一。农业灌溉对北方地区的水资源造成极大压力。例如,在1987至2010年间,内蒙古湖泊数量减少了34%,总面积缩小了30.3%,其中农牧交错带地区80%的湖泊萎缩是由于农业灌溉用水导致的。

粮食自给率已跌破85%,粮食生产结构与消费结构不匹配。2015年我国粮食总产量6.2亿吨,主要面向居民口粮。但我国居民膳食结构已出现显著变化,口粮消费逐渐减少(2014年仅占31%),肉奶蛋等动物性食品总消费量急剧增加。这种变化带来主粮的高库存和饲料粮的高缺口。2014年饲料用粮已达到我国粮食总消费量的40%,工业用粮近1亿吨。2015年我国进口粮已超过1亿吨,绝大部分都是饲料和工业用粮。

发达国家2至4成耕地用于种草种饲料,而我国不足5%。

用了大量北方紧缺的水资源,种出居民吃不完的口粮,又有大规模的饲料不足需要进口。在方精云看来,厘清这些问题后,解决方案也就呼之欲出——

种粮太多,不如种草!

“‘草牧业’是以草为基础的畜牧业,可以粗略地理解为‘草业’和‘畜牧业’的合成词,但准确地说,它是在传统畜牧业和草业基础上提升的新型生态草畜产业,关键在于‘草—畜’结合、‘草—畜’协调,达到‘1+1远大于2’的效果。”方精云说,要解决我国饲草料短缺的问题,必须改变农业种植结构,建设集约化人工草地,增加饲草在种植业中的比重。

为实现这一设想,2015年3月,中国科学院与呼伦贝尔农垦集团合作在呼伦贝尔垦区建设“生态草牧业试验区”。

巧置换:

用十倍单产解放九成草场

生态草牧业试验的科学基础,是在牧区利用不足10%水热条件适宜的耕地,建立集约化人工草地,使优质饲草产量提高10倍以上,从根本上解决草畜矛盾;对其他90%以上的天然草地进行保护、恢复和适度利用,提升其生态屏障和旅游功能。

“草是畜牧业发展基础,畜牧业发展又是草业发展的出口,二者不可分割。我们可以把10%的水肥条件比较好的土地拿来做高效草地,保障畜牧业发展。90%的草场休养恢复,重建生态文明。”记者采访期间,正在试验区工作的中国科学院院士匡廷云表示,生态草牧业概念的提出,完全符合国家的大发展方向。“我是做光合作用研究的,非常高兴能加入方院士团队,为提高牧草生产效率作贡献。”

显然,人工草地的饲草产量能否达到天然草地草产量10倍以上,是试验能否成功的关键点。因此,记者的第一个调研点,就选在呼伦贝尔农垦集团谢尔塔拉农牧场的人工草试验区。

7月26日下午,阳光正烈,试验区里金黄的燕麦已成熟,一架无人机盘旋在草地上空,吹起麦浪滚滚。

现场操作无人机的,是中科院植物所助理工程师庞树鑫。他告诉记者,无人机上携带激光雷达,可以通过激光测距迅速采集到作物的密度高度等生长情况,再用自主开发的软件进行数据处理,得出草场生物量。

“今天测量了草籽,一亩有500斤。”西南民族大学教授、中科院内蒙古草业研究中心特聘专家周青平说,这片草场没有灌溉条件,今年天旱歉收,但依然达到亩均产干草近600公斤,加上新测出的燕麦籽产量,人工草地产量能达到天然草地的15倍,平均每亩纯收入比种小麦多五六百元。

这些人工草被运到农垦集团的谢尔塔拉农牧场,那里已经集中饲养了五六千头三河牛。谢尔塔拉农牧场分管牧业的副场长吴宏军告诉记者,这里最好的天然草场,亩产也只能达到70公斤干草。人工草地的高产量,可以让他们将更多牛圈养起来,不必去放牧,让更多天然草场休养生息。“我们牧场有1.2万头牛,现在已有近半集中饲养,下一步要增加到8000头,未来有可能全部集中。”

“现在是万亩人工牧草,下一步农垦集团将推广到百万亩。”呼伦贝尔农垦集团董事长张福礼也对这一年多的试验结果非常满意。

细调养:

让天然草场恢复勃勃生机

呼伦贝尔人工草场的产量经过了验证,天然草场的恢复情况又如何呢?

7月27日,在特泥河农场的一片天然草场上,记者看到,中科院植物所副研究员陈全胜等人正在开展天然草场改良恢复试验。

“这块地过去连年打草,养分得不到回补,生产力连年下降,优质牧草减少,狼毒大戟等毒草开始大量滋生。”陈全胜说,他们根据牧民割草所带走的养分为最高标准,设计了精细的施肥方案,进行草地养分回补,并在初春通过免耕补播优质牧草,提高优质牧草比例。“分区轮刈”也是他示范的内容,把草地分成3个区,每年只割走2个区的牧草,留下1个区休养生息,来年再行轮换。这样,每年只打三分之二面积的草,根据他们的研究,“3年后,每年的牧草产量比连年全部割走还高。施肥等成本是每亩5至10元,多出的收益则是每亩20至30元”。

7月29日,在谢尔塔拉农牧场的天然草地恢复示范区,中科院植物所副研究员潘庆民细致地向记者解释了他们为天然草地恢复摸索出的一整套制度。

“把天然草场完全圈起来不让放牧,当然也可以慢慢恢复,但这种方法太简单粗暴,不符合当前实际。我们既要保护,同时还要合理利用,这就需要从放牧制度和技术措施两个层面上进行调整。”潘庆民表示,“对天然草地修复的目标是:保护生物多样性、恢复草地生产力,提高优质牧草的比例,实现天然草地生产与生态功能的合理配置。”

他给草地开出了“一休、二轮、三调、四补”的“药方”。“一休”是指季节性休牧,主要包括春季休牧和秋季休牧。春季休牧是让牧草能更好返青,进入快速生长期,秋季休牧则让牧草能够大量结出果实,补充土壤种子库。“二轮”是指放牧场的牧刈轮替和打草场的分区轮刈。“三调”和“四补”是草地恢复和改良的集成技术。

“呼伦贝尔草原上,优质牧草羊草本来是优势种,但因为连年被牛羊过度啃食,羊草在群落中的比例越来越少。”在天然草地恢复试验区,记者很明显地看到,作为对照组的未经改良的天然草场上,优质牧草比例不到10%,细叶白头翁、狼毒大戟等带毒性的草却有很多,而比邻的经过改良的草场,优质牧草的比例已经提高到50%至70%。

用中科院植物所研发的天然草地改良剂和天然草地羊草促进剂,通过养分调控、植物生长调控和土壤微生物调控,让优质牧草的种群得到恢复,而毒草受到抑制。

“羊草本来就是当地优势种,把它扶持起来,通过物种之间的竞争作用,其他杂类草的比例就会降低。”潘庆民说,从经济效益来看,其成本约为20至25元/亩,一次治理,5年有效,平均到每年每亩地的治理成本仅4至5元。根据生态草牧业试验区的结果,牧草亩产量由46公斤提高到161公斤,经济收益明显提高。

“对天然草原的保护,其意义远不止此。”潘庆民说,“草原具有多方面的生态功能,对草原的修复,就是要恢复天然草地的多功能性,保护其生物多样性,保护宝贵的种质资源。”他举例说,“获得过国家科技最高奖的李振声院士,把偃麦草的优质、抗逆基因引入小麦,显著提高了小麦产量,改善了小麦品质。今天,我们通过天然草地的恢复,保护草地的生物多样性,就是为子孙后代保住未来可能很重要的生物资源”。

高科技:

打造绿色农畜产品输出基地

在呼伦贝尔生态草牧业试验区,你可以在每一个环节感受到高科技的魅力。

比如新种选育。

中科院遗传发育所研究员朱保葛说起他的宝贝大豆来如数家珍:“我们根据农场不同需要进行新品种选育。有超高产型,能增产20%以上;有高蛋白型,可用作高蛋白饲料;有小粒豆,用于发豆芽;有豆奶豆浆专用豆,口感好无异味……”

比如害虫防治。

中科院动物研究所研究员秦启联给呼伦贝尔的油菜花田打造了一支生物防控害虫的特种兵——赤眼蜂战队。他向记者展示了可以释放赤眼蜂的塑料小球:“小球需要具备隔热、防撞、防水,落地后还不能让赤眼蜂的天敌蚂蚁等爬进去,我们尝试了许多次才做出来。”小球用无人机携带投放,每亩地释放两个,每个有五六千只赤眼蜂,它们可以消灭小菜蛾等害虫,令每亩地减施农药100至150毫升。

比如畜种改良。

三河牛、呼伦贝尔羊是当地特色品种,但中科院西北院副研究员杨果认为,它们的产奶、产肉性能还有很大提升空间。“利用基因标记技术,我们可以用比传统育种方法更短的时间选出优秀品种,建立三河牛、呼伦贝尔羊的核心育种群。再结合昆明动物所的胚胎工程技术,引入蒙贝利亚牛、杜泊羊等优良品种,建立高效快繁群。”

比如精确施肥。

中科院微生物所研究员仲乃琴给记者展示了一种白色颗粒,这是她研发的新型环保肥料增效剂。“通常施用到地里的肥料,只有三成被作物吸收,七成流失并污染环境。我们利用微生物技术复配天然纳米材料,做出环保肥料增效剂,可以像网兜一样兜住肥料,缓缓释放,随用随有,放在作物根系周围,作物长得好,肥料用得少。”

……

最后,他们还用信息技术将所有高科技集成起来,形成一整套智能化的精准农牧业生产体系。

在海拉尔市的呼伦贝尔农垦集团总部,中科院合肥智能机械研究所常务副所长、研究员王儒敬展示了他牵头研制的农牧业生产指挥决策管理系统。该系统能基于卫星、无人机遥感、农业传感器、气象监测等数据,对农田进行可视化监测,可获取到每块农田、每台农机、每头奶牛的最新信息,并据此实现施水、施肥、施药等生产过程的科学决策。

“有了精准数据,才能精准生产、科学决策,并最终实现市场细分。”王儒敬表示,未来在此系统基础上,中科院将帮助呼伦贝尔农垦集团建起芥花油和草畜产品两条产业链的全程可追溯质量体系。“将来,你在市场上买到的每一瓶芥花油,都能追溯到它是在哪一块地里生产的油菜花籽压榨出来的。更绿色、品质更高的农畜产品,自然会卖出更好的价钱。”

“农垦集团今年62岁,中科院的专家来了,给我们这个‘老瓶’斟上了‘新酒’,让我们重获新生。”呼伦贝尔农垦集团董事长张福礼说,“我们的目标是,通过3年左右时间,在2018年建成可复制、可推广的生态草牧业试验区示范样板,打造绿色农畜产品输出基地。”(经济日报记者佘惠敏)

(原标题:高科技如何守护绿色净土)


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