打破草种瓶颈　向草业要蛋白

　　南志标，中国工程院院士，兰州大学草地农业科技学院教授、草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室首席科学家，国家草地农业创新引智和国际合作基地负责人。

　　内蒙古锡林郭勒草原一碧千里，牛羊散落其中，景色宜人。　新华社记者　刘磊　摄

　　大食物观下，粮食安全不仅要关注五谷杂粮，还要着眼于肉蛋奶等副食。根据《“十四五”全国饲草产业发展规划》，要确保牛羊肉和奶源自给率分别保持在85％左右和70％以上的目标，对优质饲草的需求总量将超过1.2亿吨，尚有近5000万吨的缺口。我国草种资源丰富，但是草业供给缺口却成为导致草食畜产品供给缺口的重要原因之一，草种问题成为草业发展瓶颈。如何向草业要蛋白？怎样更好解决草种业问题？本期对话邀请中国工程院院士南志标进行深入探讨和分析。

　　南志标：在大食物观视角下，保障粮食安全，要在保障口粮安全和能量安全的基础上，保障营养素供应安全，让人们吃得丰富多样、营养健康。要放眼整个国土资源，开发国内食物资源，增加食物总量。

　　具体来看，一要扩大食物的来源。过去食物的生产来源主要是耕地，现在要从耕地资源向整个国土资源拓展，看到19亿亩耕地之外，还有33亿亩森林、近4亿公顷草原、300万平方公里海洋。遵照“宜粮则粮、宜经则经、宜牧则牧、宜渔则渔、宜林则林”原则，形成同市场需求相适应、同资源环境承载力相匹配的养殖业生产格局。二要转变食物的结构，不仅向主粮要食物，更要开发肉蛋奶、菜果鱼等副食。统筹考虑食物生产和营养结构，做到食物生产的开源减损并举、食物生产与营养结构的优化并举，实现提升食物产能与优化膳食营养结构的兼容并蓄。

　　南志标：随着社会发展水平提升，食物来源日益多元化，人们饮食观念产生变化，食物消费结构正在改变。从1982年到2019年，人均粮食产量共增长125.42公斤。肉类、水产品、牛奶和禽蛋的人均产量增速更为明显，牛奶增长了约14.4倍，水产品增长了约9.1倍，禽蛋增长了约8.6倍，肉类增长了约4.2倍。

　　人们不仅要吃饱，还在追求吃好。相关统计数据显示，2013年至2020年间，居民人均粮食消费量呈现下降趋势，而肉、禽、蛋、奶人均消费总量大幅提高。但是，我国居民膳食结构仍存在不合理之处，需要进一步提升优质蛋白质食物消费量。以奶类为例，2021年我国人均奶类消费42.3公斤，仅相当于全球平均水平的1/3。《中国居民膳食指南（2022）》建议居民增加饮奶量，将奶及奶制品的推荐摄入量调整为每人每天300—500克。

　　我国畜产品消费正在持续增长，但是草食畜产品生产发展相对滞后，存在牛羊肉价格连年上涨、畜产品多样化供给不充分等问题。造成这一局面的重要原因之一就是饲草供给不足。饲草不足，牛羊只能更多地消耗饲料粮，由此又加剧了饲料粮需求量的攀升。因此，保障食物安全，草业的发展至关重要。

　　南志标：草原是我国面积最大的陆地生态系统，占国土面积40％左右，全国草食畜牧业发展潜力很大。我国草原分布的野生植物中，可制成食品的就有2000多种，为畜牧业提供了大量的饲料资源，为人类提供了丰富的食物来源。要利用好现有资源，向草业要蛋白。

　　过去几年，优质饲草供应的增加，有力支撑了牛羊养殖规模发展，促进了草食畜牧业提质增效。从2015年到2020年，奶牛规模养殖比重从48.3％提高到67.2％，单产从5.5吨提高到8.3吨，每产出1吨牛奶的精饲料用量减少12％；肉牛、肉羊规模养殖比重分别从27.8％、36.7％提升到29.6％、43.1％，肉牛出栏活重从416公斤增加到479公斤，肉羊出栏率从94.6％提高到106.2％。

　　“十四五”时期，要确保牛羊肉和奶源自给率分别保持在85％左右和70％以上，对优质饲草的需求总量将超过1.2亿吨，尚有近5000万吨的缺口。根据《“十四五”全国饲草产业发展规划》，要发展饲草产业，需要推进重要饲草生产集聚发展、大力培育规模化集约化新型经营主体、深入推进饲草良繁体系建设、加快构建现代化加工流通体系。

　　南志标：种草并不意味着与地争粮，可以实现对中低产田的有效利用。此外，我国南方还存在大片草山草坡，有待开发利用。

　　中低产田和边际土地种植粮食的单产能力不高，但牧草种植对生长期内气候和土地资源的时间匹配性要求相对不严，所以能更充分地利用气候、土地和生物资源。豆科牧草具有固氮功能，比如种植1亩饲草和绿肥兼用作物——箭筈豌豆，每亩每年至少可以固定氮素32公斤。禾本科牧草具有大量的根系，可以为土壤提供有机质，并增加固碳功能。因此，农田种草有利于改良土质、提高地力，进而提高后续农作物产量。这也就是我们所说的“藏粮于草”的道理。发展农牧区耦合的草地农业系统是实现农业可持续发展的战略需求。

　　从大食物安全角度来看，饲草是作物种植结构和农业系统的重要组成部分，种草不影响种粮，种好草才能为种好粮奠定基础，种好草才能养好畜。

　　南志标：“草地农业”是一种现代农业方式，最早由中国工程院院士任继周提出。“草地农业”并非是仅在农区种草，而是统筹草地、耕地、林地和其他土地资源，充分利用水、热、光等自然资源，合理配置各种生产要素，实现种养加相结合、粮草畜相结合。在保证生态系统健康的前提下，生产饲草、畜产品和景观产品，并提供多种生态系统服务功能产品。草地农业的核心是实现不同生产系统、不同区域的系统耦合。

　　据考证，中国汉代以前以“草地农业”为主，近2000年以来，才以耕地农业为主导。当前“草地农业”分为四大块，第一块叫前植物生产，即以城镇草坪、草坪运动场、国家公园和自然保护区等观赏草地为主体，不以收获动植物产品为目的，而以提供景观产品获得经济效益。第二块是植物生产，就是生产牧草及与牧草相关的粮食、经济作物、园艺作物等产品。第三块叫动物生产，以天然草原和栽培草地为基础，生产肉、奶、毛、皮等产品。第四块叫后生物生产，实现草畜产品初加工和流通，以及经济管理、政策评估等。

　　作为现代农业的重要组成部分，“草地农业”在全国农村、牧区及城镇中均发挥重要作用，尤其在实施乡村振兴战略、推进农业供给侧结构性改革、推进农业绿色发展中具有不可替代的作用。

　　南志标：草原是全世界最大的生态系统，是我国最大的陆地生态系统，除了生产功能，草原的生态功能也至关重要，是生态安全的重要屏障。

　　草原在水源涵养、水土保持、防风固沙、调节气候、保护生物多样性等方面发挥着重要作用。草原蓄积的地表水量占全国地表水量的14％，等于全国所有大中型水库库容量的总和。草原的防风固沙能力比森林高3—4倍。草原能够固碳、固氮、减少二氧化碳排放，据测算，我国草原碳总储量占我国陆地生态系统的16.7％，占世界草原生态系统的8％左右。此外，我国草原主要分布在生物多样性保护区、水源涵养区、防风固沙区、土壤保持区等重要的生态功能区内，草地的生态功能直接影响国家的总体生态安全，保障草地生态安全是国家的重大战略需求。

　　草原还具有文化传承功能，草地农业文明和耕地农业文明共同组成了中华民族的灿烂文化。草原不仅是人类文明的摇篮，也是牧区和半牧区，特别是边疆少数民族农牧民赖以生存的基本生产资料。充分发挥草地生态功能和提高草地生产力将促进草原牧区的社会发展，对弘扬中华草原文明、保障民族团结起到重要作用。由过去的茶马互市发展为今天农区与牧区的系统耦合，将是对草原文明的巨大支撑。

　　南志标：“十三五”以来，国家相继实施草原生态保护补助奖励、粮改饲、振兴奶业苜蓿发展行动等政策措施，草食畜牧业集约化发展步伐加快，优质饲草需求快速增加，推动现代饲草产业迅速发展。2020年，全国优质饲草产量约7160万吨（折合干重），比2015年增长2400万吨。

　　草业发展成效显著，但还存在不小的困难挑战。从饲草产业来看，种植基础条件较差、良种支撑能力不强、机械化程度偏低等制约着行业发展，与发达国家相比还有不小差距，尤其是草种问题，成为制约草业发展的瓶颈。

　　南志标：我国草种业的主要问题是产能严重不足、供需矛盾突出。我国虽初步建立了较完整的草种产业体系，但尚未完成从草类植物种质资源大国到草类植物种业强国的转变，种业产能不能满足日益增长的需求。

　　草种业供需矛盾具体表现在四个方面。一是种质资源尚未充分发挥作用。二是草类植物品种数量少，难以满足多功能的需求。三是种子单产低、生产规模小。四是种子质量管理体系有待完善。我国草种子生产基本可以满足建立栽培草地的用种需求，但高质量草地和草坪草用种主要依赖进口，进口量占需求量的1/3，其中牧草种子进口量占需求量60％以上，草坪草种子进口量占需求量90％以上。过去10年，我国草种子年进口量由2012年的3.76万吨增加到2021年的7.16万吨，近5年年均进口量为5.95万吨。

　　南志标：我国草类植物育种起步于20世纪50年代初，可能比发达国家晚半个世纪左右。截至2021年，我国已审定通过651个草品种。其中，育成品种占37.79％，野生栽培品种占23.35％。长期以来，我国的牧草育种目标主要是高产，对品种抗逆性关注不多。近年来开始注重抗逆特性和营养成分含量。

　　当前我国草类植物育种存在以下问题。一是育成品种数量少。2011—2020年，我国培育牧草新品种170个，其中包括紫花苜蓿品种33个，而同期美国培育了1359个，包括紫花苜蓿品种730个，分别是我国的8倍和22倍。造成这种巨大差异的原因，固然和我国草类植物育种工作起步晚、积累少有直接的关系。但更重要的是我国企业尚未成为创新主体，在草类植物育种等方面未发挥重要作用。

　　二是已育成的品种不能满足多区域、多功能的需求。我国通过审定的品种中，绝大多数适用于农田种植，即在较为优异的生长环境下，进行牧草生产。缺少用于环境相对严酷的天然草原补播、改良等适宜品种。而城乡绿化和运动场草坪建植所需的草坪草品种，我国极度缺乏。

　　三是分子育种尚未全面展开。制约开展分子育种的3个关键瓶颈是，种质资源的大规模收集和智能化、高精细评价，高效再生、遗传转化和基因编辑体系的建立与优化，牧草基因组高精度组装与利用等。

　　南志标：首先，我国草种单产低。如紫花苜蓿种子平均单产仅相当于美国的47％。其次，种子田面积小。专业草种生产田仅10万公顷左右，远低于世界其他主要草种生产国。第三，草种企业产能不足。截至2018年，全国从事草种业的公司一共有64家，占全国草业相关公司总数的8.7％。其中，以种子生产为主的企业仅有4家。国内由公司生产、加工和销售的主要牧草种子包括紫花苜蓿、披碱草、老芒麦、羊茅、早熟禾等，仅占全国当年种子销售量的35％，牧草种子生产目前仍处于“自产自用”的小农经济状态。此外，我国草业企业创新能力不足、研发投入不够。70％的苜蓿生产企业科研投入每年不足5万元，60％的苜蓿生产企业没有自主品牌。

　　在大规模种子生产中，缺少专用的种子收获机械，是限制种子产量提高的主要因素之一。如披碱草、老芒麦等种子落粒性强、有长芒，使用现有农作物收获机械，仅能收回实际种子产量的1/3左右。绝大多数乡土草种的收获与清选依赖人工，未能实现机械化，进一步限制了其产能提升。又由于缺少政策扶持及成果转化机制，育种和种子生产“两张皮”，最终造成了“有品种，无种子”的局面。

　　南志标：我国是全世界草类植物种质资源的保存大国，保存的数量超过美国，仅次于新西兰。但是，我国草类植物种质资源收集与研究工作“重采集、评价少，重保存、共享少”，对重要牧草，如紫花苜蓿、披碱草、老芒麦等，尚未建立核心种质库，从遗传到表型特征，从生态到生产特性，仍需进一步深入研究与了解。我国尚未建立分子鉴定及高通量智能评价、优异基因挖掘等技术和平台，限制了宝贵资源充分发挥其应有的作用。

　　南志标：首先要加强种质资源的收集、保存和研究。我国已知草原饲用植物为246科1545属6704种，目前已收集入库的种质资源数为107科692属2105种，入库数量不及已知总数的50％。随着国家工业化、城镇化的发展，草地面积的减少不可避免。部分区域草地退化依然严重，有些重要的草类植物种质资源可能在不知不觉中已经消失，加大种质资源保存工作迫在眉睫。因此，应该充分利用现代生物技术、信息技术等手段，对现有种质资源开展重要基因挖掘、种质资源编码等方面的研究，并加强共享。还应加强种质库建设，建立主要草种的核心种质与核心基因库，明确分工、突出特色，在西北加强寒旱植物种质资源的收集，并建立具有特色的种质库。

　　二要全面加强草类植物育种工作。加强乡土草种驯化栽培。乡土草是指自然生长于当地的植物，可以直接驯化选育为栽培牧草、草坪草或生态修复用草，又可以在明确抗逆机理的基础上，挖掘利用其优异基因。还要加强放牧型牧草育种，满足不适宜农作物种植区域建立放牧型栽培草地的需求。

　　三要启动优质草种生产工程。在我国西北、华北等适宜种子生产的区域，重点扶持具有发展潜力的龙头企业，实施产学研相结合，打造以“万公顷”为规模的种子生产基地，形成区域产业特色与优势。首先以生产我国拥有自主知识产权的品种为主，争取短期内扭转“有品种、无种子”的局面，并对种子生产基地给予运营与维持经费，鼓励企业建立研发机构。还要建立完整的成果转移渠道，进行种子扩繁和生产，使已有的优良品种尽快应用于生产。

　　四要完善种子质量管理体系，进一步保护新品种权益。在此基础上，可建立育种者效益分成制度，即育种者可以从销售该品种的收益中提取一定的比例，用于进一步开展科学研究和补偿个人劳动。同时，设立草类植物育种基金，专门用于资助相关研究，促进种业发展。

　　南志标：草地在国家食物安全和生态安全保障中发挥着重要的作用，并且将越来越重要。振兴草种业，需要政策引导全民充分认识草业的重要性。建议国家适时将“植树造林”调整为“植树种草”。在中小学自然和环境教育课程中，增加草地和饲草的内容，普及相关知识，从娃娃抓起，提高全民的认识。

　　加大科技创新支持力度，强化基础研究。我国草类植物研究，由于起步晚、积累少，加之一些重要牧草多年生、基因组复杂、自交不亲和、杂合度高，同时，对于主要草种的生物学、生态学、生理学等方面均缺少深入的研究，成为采用现代生物技术开展基因编辑、分子设计育种的瓶颈。因此，需要加强草类植物的基础研究，为进一步研究和发展提供创新的源泉。

　　加强人才培养和队伍建设。建议为本科生开设种业工程等相关课程，并积极创造条件，设立草类植物种业工程专业，培养专门人才。研究生则加强育种学、栽培学、种子生产学等方面的训练，为草种创新提供人才支撑。

　　此外，饲草作物是重要的农作物之一，发达国家将其统一列入作物的范畴。建议国家将饲草与其他粮食与经济作物同等对待，列入政府种植业和农业用地计划，并给予相应的政策与经费支持。将牧草列入鲜活农产品目录，享受相关待遇。加强种子生产用地和经费保障，尽快扭转全国草种子田面积逐渐减少的状况。