羊草守望者:劉公社與他的生態羊草夢

在中國北方廣袤的草原上,壹場靜默的綠色革命正在悄然發生。中國科學院植物研究所研究員劉公社用三十年的堅守,讓壹種名爲羊草(拉丁學名Leymus chenensis)的古老植物重煥生機,成爲修複北方草原生態屏障、破解飼草産業難題的“綠色鑰匙”,成爲助力鄉村振興的關鍵物種。從科爾沁沙地到黃土高原,再到西北邊陲,他培育的“中科羊草”系列品種正編織著壹張綿延萬裏的生態長城,書寫著新時代的“草業傳奇”。  

羊草之困:亟待破解的生態難題

我國擁有4億公頃草原,占國土面積的41.7%。然而,由于過度放牧、氣候變化等因素,90%的草原出現不同程度退化。“草原退化最直觀的表現就是羊草的消失,”劉公社回憶道,“這種曾經在草原上占優勢的植物,到上世紀末在很多優質草場已經難覓蹤迹。”1995年,當劉公社站在內蒙古草原上,目之所及是裸露的沙地與稀疏的植被。曾經“風吹草低見牛羊”的盛景已成記憶,每年因風蝕損失的土壤高達1.2億噸。更嚴峻的是,作爲草甸草原和典型草原優勢種的羊草因“三低”難題(結實率低、發芽率低、抽穗率低)瀕臨退化,直接威脅著數億公頃草原的生態安全。  

羊草是歐亞草原東部的建群種,具有三大獨特優勢:壹是生態價值:地下橫走根莖和須根可形成密集的根網,持續固土能力是普通牧草的3倍-5倍。二是飼用價值:粗蛋白含量達12%~16%,適口性優于其他禾本科牧草,牛、馬、羊、鵝、兔均喜食。三是抗逆性:耐寒、耐旱、耐鹽堿、耐刈割、耐放牧。然而,羊草固有的“三低”難題,加之育種周期長。嚴重制約了草原修複和草牧業發展。

彼時的劉公社,本是研究向日葵的專家,師從“世界雜交向日葵之父”法國導師帕特裏斯。但壹次與中科院院士李振聲的交流改變了他的科研軌迹。“草原家畜要吃飯,土地要綠化,多年生優質鄉土草才是答案”,李振聲的這句話,讓劉公社毅然轉向冷門的羊草研究。

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(1997年在渾善達克沙地,劉公社手中的羊草有1米多長)

“當時全國只有6個羊草品種,種子都買不到”,劉公社回憶道。他帶著團隊踏遍北方草原,甚至從內蒙古彙宗寺的廢墟中采集野生種質,曆時15年建立起包含1086份種質資源的“羊草方舟”——中國首個規範的羊草種質資源圃,提出了“從草原來再到草原去”的理念以及解決羊草之困的具體方案。  

科技創新:破解“禾草之王”的遺傳密碼 

羊草的自交不親和性如同壹道天然屏障,導致其自然結實率低,畝産種子僅有3—5公斤,而且發芽率不足16%。劉公社團隊創新提出“雜交-群體壹早發選擇”育種法,通過分子標記輔助技術,從幾千份雜交組合中篩選出高産品系。2014年,中科1號羊草通過國家審定,種子産量突破30公斤/畝,發芽率突破75%,終結了當時我國20年無國審羊草品種的曆史。 

劉公社忽覺撥雲見日,決心開辟壹個嶄新的研究領域——羊草種質資源研究,率先攻克羊草有性繁殖難題。在共同開展“北方農牧交錯帶可持續發展技術研究”課題的過程中,劉公社和李振聲院士交流甚多,形成了許多共同的研究導向:開發鄉土草種質資源,解決草原家畜吃飯問題,同時修複草原,築起我國北方生態長城。

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李振聲院士(中)在內蒙古草原檢查指導劉公社的項目(1996)

2010年,正值劉公社羊草團隊研究工作艱難攻關階段,李振聲院士在《羊草種質資源研究》(第壹卷)專著出版之際,爲他題詞“開發羊草種質資源,再現草原牧歌美景”,鼓勵他守望羊草。2014年,在劉公社羊草研發團隊慶祝20周年之時,李院士回憶羊草種質資源研發坎坷之路,深情地感慨“爲學之道,貴在積累”。2017年,當劉公社研發取得壹系列重要進展的時候,李院士又題詞“羊草研發大捷,潛力仍待開發”,既肯定成績,同時又提醒戒驕戒躁。相差27歲的兩代人,心心相通,壹個高瞻遠矚,謀略長遠;壹個踏實低調,守望冷門。

“前人從生理和生態的角度研究了羊草種子的休眠,而我們另辟蹊徑,從遺傳資源的角度研究問題。通過對上千份種質資源的自交和雜交結實評價,我們發現羊草自交結實很低,于是在遺傳學、細胞學、分子生物學研究結果的基礎上第壹個提出了羊草自交不親和性作用機理模型。”劉公社說,“我們通過雜交提高羊草的結實率,從數千份雜交組合中,選育出種子産量較高的新材料和新品種。”缺人、缺經費、成果産出慢,績效工資少,職稱提得慢,羊草種質資源還要繼續搞嗎?有多少個夜晚,劉公社輾轉難眠。但如果中斷羊草研發壹年,育種材料的損失將難以估量,10多年的科研積累也將前功盡棄。想到這些,他暗下決心,壹定要把羊草事業堅持下去,直到夢想成真。“缺經費時,我們擠牙膏式搞研究;缺人手時,女同事扛鋤頭下地”,劉公社笑稱自己像“野草壹樣耐逆”。他曾在大雪天遭遇車禍,在洪水中搶救試驗田,卻始終未改初心:“草原是地球的皮膚,修複它功在千秋”。  

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(中科羊草研發基地,劉公社與助手齊冬梅)

如今,劉公社團隊已育成中科1號至10號系列品種,推廣至內蒙古、新疆、陝西等三北生態工程重點地區。

生態修複:綠進沙退的生態奇迹

羊草的生態功能在多個示範點得到驗證:在科爾沁沙地,種植3年的羊草草地使風速降低63%,輸沙量減少92%,是羊草能夠實現防風固沙的生動見證;在黃土高原試驗區,地表徑流減少40%,土壤侵蝕量降低70%,是羊草有效推進水土保持的具體體現。“羊草就像守護大地的‘工匠’,”生態學家王教授評價,“它能將破碎的生態系統重新建立起來。”

爲何說羊草是利于草原生態修複的優質草種?原來羊草有壹個特殊的“武器”——“橫走根莖”。“壹棵羊草有主莖有分蘖,地下還有橫著跑的壹種特殊器官——橫走根莖。橫走根莖生長時會不斷産生根莖芽並伸出地面,它會形成壹個又壹個新的植株。新的植株再次複制,又會産生主莖、分蘖、橫走根莖……羊草如此繁殖下去,會在草原上從點到線、再擴展到面,形成網狀,‘橫走根莖’就是草原生態修複的優異性狀。多年以後,羊草恢複成優勢種的時候,地上蓋度和生物量明顯增加,地下根網密布,就會顯著增加退化草地的碳彙。”劉公社說。

劉公社認爲,對羊草的研究,不能只關注羊草,還要關注羊草與生態環境的關系。

陝西省榆林市佳縣方塔鎮的薛春幀從小就在自家周圍放羊。2017年,在科技部的引薦下,薛春幀試種中科羊草,他把幹草的畝産從30公斤提高到400公斤,並與科技人員合作,在玉米地套種羊草,提高了土地利用率;內蒙古通遼市開魯縣小街基鎮通過大力發展中科羊草,全面推進以羊草爲基礎的科爾沁草原山水林田湖草沙壹體化保護和生態修複工程,讓鹽堿荒灘重披“綠衣”,不僅改善了當地居民的生活環境,更成爲推動地方經濟發展的重要力量。位于科爾沁沙地腹地的第壹個“中科羊草小鎮”,實現了綠進沙退的發展目標,築起了生態保護的綠色長城。

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(劉公社在羊草研發基地工作

劉公社的故事,是科學家與土地的深情對話。他的羊草築起了壹道生態屏障。劉公社用半生堅守,讓“風吹草低見牛羊”的盛景重回北方草原。他的研究不僅解決了飼草難題,更探索出壹條生態保護與經濟發展雙贏的道路。未來,隨著羊草産業的進壹步推廣,這片“綠色黃金”或將成爲中國草原可持續發展的新希望。


     編輯:白恪凡
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