楊富裕：碧草情深

在不久前落幕的中國共產(chǎn)黨第十八次全國代表大會上，胡錦濤總書記作的報告首次單篇論述“生態(tài)文明”，第一次提出“推進(jìn)綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展”“建設(shè)美麗中國”。

建設(shè)生態(tài)文明，是關(guān)系人民福祉、關(guān)乎民族未來的長遠(yuǎn)大計。要實現(xiàn)“美麗中國”計劃，生態(tài)文明建設(shè)與經(jīng)濟社會發(fā)展同飛，就必須把生態(tài)文明建設(shè)放在突出位置，貫穿于社會各方面建設(shè)的全過程?！靶〔荽笫聵I(yè)”，發(fā)展現(xiàn)代草業(yè)正是建設(shè)生態(tài)文明的重要內(nèi)容，現(xiàn)代草業(yè)涵蓋牧草、能源草、生態(tài)草、草坪草、觀賞草、食用草、藥用草等范疇，集生態(tài)、經(jīng)濟、社會效益于一體，是新興產(chǎn)業(yè)和朝陽產(chǎn)業(yè)。

“離離原上草，一歲一枯榮，野火燒不盡，春風(fēng)吹又生”，這是我們從小就能背誦的一首古詩，詩人白居易極為形象生動地謳歌了小草頑強的生命力，可是論起對小草的感情，生性執(zhí)著的楊富?？隙ú粫d色于詩人。這位草業(yè)專家與小草打交道已有十多年之久，無怨無悔，樂此不疲，硬是從小草里刨出了大文章。

楊富裕是中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院教授，在研究方面，他以草產(chǎn)品加工與利用為重點研究方向，開展了牧草飼料化利用關(guān)鍵技術(shù)研究，取得突破性進(jìn)展，為促進(jìn)草產(chǎn)業(yè)和飼草型節(jié)糧畜牧業(yè)發(fā)展及國家糧食安全作出了積極貢獻(xiàn)；在國內(nèi)率先系統(tǒng)開展能源草栽培與轉(zhuǎn)化技術(shù)研發(fā)，開拓了生物能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展新方向；組建全國牧草產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，有力提升了我國牧草產(chǎn)業(yè)技術(shù)核心競爭力；關(guān)注人文科學(xué)，出版第一本草原旅游專著，任繼周院士贊譽該書的出版填補了我國草業(yè)科學(xué)在草原旅游領(lǐng)域的空白，功不可沒。

近5年來，楊富裕還主持承擔(dān)了“十二五”國家科技支撐計劃“草業(yè)及草原可持續(xù)發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”、國家自然科學(xué)基金、863計劃、公益性行業(yè)科研專項等科研項目，先后被聘為中國草學(xué)會青年委員會秘書長，牧草產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長、農(nóng)業(yè)部牧草工程中心副主任、動物科技學(xué)院院長助理、國家第一屆非糧生物質(zhì)原料標(biāo)委會委員等職，即將進(jìn)入不惑之年的他正在草業(yè)事業(yè)上大跨步前進(jìn)。

牧草業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展推動機

現(xiàn)代草業(yè)肩負(fù)著畜牧業(yè)健康發(fā)展，保障生態(tài)安全，優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，保障糧食安全，促進(jìn)農(nóng)民增收的重要使命，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要組成部分。牧草是發(fā)展現(xiàn)代畜牧業(yè)生產(chǎn)的重要資源和物質(zhì)基礎(chǔ)，它是關(guān)系到畜牧業(yè)能否穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和高速度發(fā)展的關(guān)鍵。

牧草開發(fā)背景

牧草是指可供家畜采食的各種栽培和野生的一年生或多年生草類，還包括可供家畜采食的小半灌木和灌木等。優(yōu)質(zhì)多抗飼草新品種是增強我國草業(yè)國際競爭力的基礎(chǔ)，良種繁育系統(tǒng)構(gòu)建是草業(yè)規(guī)?；l(fā)展和生態(tài)建設(shè)的種源保障，優(yōu)質(zhì)高效飼草生產(chǎn)、多元化草產(chǎn)品開發(fā)和草畜高效轉(zhuǎn)化系統(tǒng)構(gòu)建是草食畜牧業(yè)健康發(fā)展和農(nóng)牧民增收的重要支撐。因此在《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》中，農(nóng)業(yè)優(yōu)先主題明確指出“開發(fā)牧草種質(zhì)資源，研究人工草地高效建植技術(shù)和優(yōu)質(zhì)草生產(chǎn)技術(shù)，重點研究開發(fā)牧草種植與高效利用技術(shù)”、“加大先進(jìn)適用技術(shù)推廣力度，突破資源約束，持續(xù)提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，加快建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的步伐。重點研究開發(fā)主要農(nóng)作物、林草安全優(yōu)質(zhì)高效飼草飼料和奶牛專用飼料?！薄爸攸c研究開發(fā)林草優(yōu)良種質(zhì)資源發(fā)掘與構(gòu)建技術(shù)，種質(zhì)資源分子評價技術(shù)，動植物分子育種技術(shù)和定向雜交育種技術(shù)，規(guī)?；品N、繁育技術(shù)和種子綜合加工技術(shù)”。但我國飼草產(chǎn)業(yè)、飼草科技發(fā)展的時間較短，研究基礎(chǔ)較薄弱，研究成果積累少，尚未形成科技發(fā)展與產(chǎn)業(yè)發(fā)展良性互動的局面。

牧草開發(fā)進(jìn)行時

在發(fā)展現(xiàn)代牧草業(yè)方面，楊富裕教授領(lǐng)導(dǎo)的課題組正開展優(yōu)良牧草資源開發(fā)與多元化草產(chǎn)品加工的節(jié)糧型畜牧業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研究。該方面的研究包括：利用大面積的中低產(chǎn)田、南方山地、冬閑田、疏林地、果園地、鹽堿地、灘涂等種植飼草，開發(fā)牧草豐產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)，形成適宜不同農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)特點和資源條件的牧草高效生產(chǎn)模式和栽培技術(shù)體系。并針對牛、羊、兔、鵝、豬、雞等食草動物不同的生理特點和不同時期的營養(yǎng)需要，開發(fā)適合不同生長階段牲畜的全價多元化草產(chǎn)品，包括干草捆、草粉、草顆粒、草塊、發(fā)酵全價混合飼料（TMR）等。

新型牧草生物青貯添加劑研究。開展改善原料物理結(jié)構(gòu)、抑制飼草青貯蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化、降解飼草青貯纖維組分、調(diào)節(jié)飼草青貯脂肪酸構(gòu)成、調(diào)控青貯真菌繁殖的生物青貯添加劑篩選和研制。開發(fā)出優(yōu)質(zhì)安全的飼草青貯專用乳酸菌和中草藥制劑、酶制劑的單一型或復(fù)合型添加劑，已申報了4項國家發(fā)明專利，大幅度提高了青貯飼料的發(fā)酵和營養(yǎng)品質(zhì)。

牧草纖維素高效降解與高效利用技術(shù)研究。開展牧草中纖維素降解機理及高效降解技術(shù)研究，以及奶牛高蛋白飼草高效利用技術(shù)、肉牛和肉羊育肥優(yōu)質(zhì)飼草轉(zhuǎn)化技術(shù)、兔和鵝等食草畜禽日糧配置和全混合日糧應(yīng)用技術(shù)體系、豬和雞等單胃動物優(yōu)質(zhì)蛋白草粉日糧替換技術(shù)等技術(shù)研究。重點發(fā)展食草豬、林下（果園）種草養(yǎng)雞、山地養(yǎng)羊、南方冬閑田種草養(yǎng)鵝等技術(shù)模式。如林下（果園）種草養(yǎng)雞模式可節(jié)約15-30%飼料糧，提高肉雞和雞蛋品質(zhì)，改善林下（果園）生態(tài)環(huán)境和果品品質(zhì)。狼尾草打漿飼喂肉豬，每頭豬每天添加0.5kg，肉豬平均日增重提高9.9%，料肉比降低3.96%，豬肉氨基酸含量提高5.65%，并建立了“草-豬-沼-草”的循環(huán)模式。

草產(chǎn)品品質(zhì)測定與質(zhì)量安全評價技術(shù)研究。開展近紅外技術(shù)快速測定牧草粗蛋白、粗纖維、粗脂肪等常規(guī)營養(yǎng)成分研究，實施判定草產(chǎn)品品質(zhì)。利用近紅外技術(shù)快速測定麥角固醇含量來判定草產(chǎn)品中真菌毒素污染情況，克服人為計數(shù)微生物數(shù)量的主觀性和變化性，實現(xiàn)了草產(chǎn)品質(zhì)量安全快速檢測。

以上技術(shù)研究的相關(guān)項目實施，對于我國中低產(chǎn)田、南方山地、林地（果園）、灘涂、冬閑田等不同區(qū)域生態(tài)條件與各種利用方式下的草種配置、牧草栽培、加工技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化方面推廣不夠等問題進(jìn)行針對性的研究，擴大了牧草來源，提高了牧草的產(chǎn)量和質(zhì)量，提高了草畜耦合效益，改善了節(jié)糧型畜牧業(yè)的生產(chǎn)水平和效率，有利于解緩飼料用糧對糧食安全的壓力，也有利于促進(jìn)農(nóng)牧民增收致富。

能源草已成為能源植物的研究熱點之一

能源草又稱草類能源植物，是一系列可以作為燃料使用及用作能源生產(chǎn)且通過光合作用可產(chǎn)生碳?xì)浠衔锏牟蓊愔参锝y(tǒng)稱，一般為二年或多年生高大叢生草本或半灌木、灌木植物，是生物質(zhì)能源重要原料之一。優(yōu)質(zhì)能源草具備生長速度快、生物量大，光合效率高，抗逆性強、適應(yīng)性廣、富含高纖維等特點，在大面積種植情況下，更易于實現(xiàn)機械化作業(yè)。

能源草開發(fā)背景

近年來，全球生物能源產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，生物質(zhì)能源研究已成為國內(nèi)外研究的熱點之一。能源草拓寬了中國草學(xué)發(fā)展空間，已成為能源植物的研究熱點之一。能源草生產(chǎn)易于實現(xiàn)機械化和產(chǎn)業(yè)化，生態(tài)、經(jīng)濟、社會效益顯著，發(fā)展前景廣闊、潛力巨大。

美國已將柳枝稷等能源草列為第三代能源植物，并投巨資進(jìn)行研發(fā)。能源草的應(yīng)用主要在燃?xì)庵苽?、顆粒直燃和生產(chǎn)乙醇方面，他們對原料的要求是類似的，即高產(chǎn)、木質(zhì)素含量和結(jié)構(gòu)合理，因此近年來在能源草遺傳改良上研究較多的就是這兩個方向。全球范圍內(nèi)，以能源用為第一目標(biāo)的專用草種尚未正式問世，目前主要應(yīng)用草種還是以抗逆和高產(chǎn)為主。但以降低木質(zhì)素含量、調(diào)節(jié)木質(zhì)素合成單體比例的研究正在開展，轉(zhuǎn)基因低表達(dá)木質(zhì)素的柳枝稷新品系已開始生產(chǎn)試驗，有望近年投放市場。

我國能源草產(chǎn)業(yè)近年來發(fā)展迅速。一是國家政策支持力度持續(xù)加大?！秶摇笆濉笨茖W(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》將生物質(zhì)能源和能源植物良種選育等進(jìn)行重點部署，國家能源局《生物質(zhì)能發(fā)展“十二五”規(guī)劃》中指出，到2015年建立30萬畝能源草等其他能源植物原料基地；二是產(chǎn)業(yè)發(fā)展不斷壯大。國內(nèi)已種植數(shù)萬畝的柳枝稷、芒草、狼尾草等能源草；三是科學(xué)研究投入不斷加大。“十二五”以來，國家對能源草科學(xué)研究投入已超過3000萬元（國家科技支撐計劃、863計劃、973計劃、國家自然科學(xué)基金、公益性行業(yè)科研專項等）；國家能源局2012年批準(zhǔn)成立國家能源非糧生物質(zhì)原料研發(fā)中心，能源草成為重要組成部分；四是研究和產(chǎn)業(yè)化人才隊伍不斷壯大。從事能源草研究的高校、科研院所和企業(yè)等已超過50家，研究隊伍200余人。

楊富裕教授敏銳的抓住機遇，積極開拓能源草事業(yè)，一方面開展狼尾草屬、甘蔗屬、芒屬能源草育種、栽培與轉(zhuǎn)化技術(shù)研究。在我國，利用邊際土地發(fā)展能源草產(chǎn)業(yè)是特有的國情，開展能源草抗逆研究，如耐鹽、耐旱、耐寒基因的克隆與轉(zhuǎn)化等，從長遠(yuǎn)看，在國際范圍內(nèi)是十分有意義的。另一方面，于2013年1月28日發(fā)起籌備中國草學(xué)會能源草類專業(yè)委員會，聯(lián)合20多家能源草產(chǎn)學(xué)研單位，大力推進(jìn)能源草產(chǎn)業(yè)發(fā)展，該項事業(yè)得到了任繼周院士、汪懋華院士等專家和業(yè)界的大力支持。

能源草開發(fā)進(jìn)行時

在能源草開發(fā)利用方面，楊富裕教授課題組率先開展了以下研究：能源草種質(zhì)創(chuàng)新與育種。開展狼尾草、芒、柳枝稷、虉草、斑茅、割手密等我國具有作為能源草潛力的資源挖掘與評價，采用傳統(tǒng)育種和分子輔助育種技術(shù)相結(jié)合，開展柳枝稷、芒、割手密等能源草能用性狀（木質(zhì)素、纖維素、糖、抗性等）相關(guān)重要調(diào)控基因（F5H，4CL，Mn-SOD基因等）的克隆與功能分析，創(chuàng)制新種質(zhì)、選育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)多抗的能源草新品種。在收集評價國內(nèi)外1000多份能源草種質(zhì)資源的基礎(chǔ)上，選育出能飼兼用新品種‘京西’葛和‘神禾1號’雜交狼尾草。

能源草高生物量栽培技術(shù)研究。以能源草生物量和產(chǎn)氣量為綜合指標(biāo)確定刈割頻率和刈割時間，挑選適宜種植培育的能源草。開展能源草叢枝真菌資源和生物多樣性研究，發(fā)現(xiàn)叢枝真菌與能源草結(jié)合良好，侵染頻度均超過85%，有望開發(fā)出提高能源草抗性和產(chǎn)量的叢枝真菌產(chǎn)品。

能源草適時收獲與預(yù)處理技術(shù)研究。開展能源草適時收獲，不同預(yù)處理方法（機械或熱處理等物理方法，酸、堿等化學(xué)方法和青貯、堆漚等生物方法）提高能源草產(chǎn)氣量研究；開展能源草發(fā)酵過程中厭氧微生物調(diào)控研究；研究不同預(yù)處理技術(shù)對能源草細(xì)胞壁降解屏障的影響，建立高效打開酶分子通道的可行方案。研究得出蒸汽加熱和青貯可分別提高能源草產(chǎn)氣率185%和44%。

能源草高效制備生物燃?xì)怅P(guān)鍵技術(shù)研究。以雜交狼尾草、柳枝稷等能源草為原料，進(jìn)行能源草最佳發(fā)酵工藝研究，考察能源草水解和發(fā)酵動力學(xué)特性，確定二次強化的優(yōu)化工藝。建立近紅外技術(shù)預(yù)測能源草產(chǎn)氣模型。

以上研究的開展，立足邊際土地，培育優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗能源草新品種（系），突破邊際土地上能源草高效培育核心關(guān)鍵技術(shù)，充分體現(xiàn)“不與人爭糧，不與糧爭地”的生物能源發(fā)展原則；以能源草為原料，研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的能源草高效轉(zhuǎn)化生物燃?xì)狻㈩w粒燃料和液體乙醇等技術(shù)，突破產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)瓶頸。