走进科学-盐碱地种出甜高粱
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写在前面
目前我国粮食比较充足，但随着人们食肉比例的增加，导致畜牧业优质饲料还是比较缺乏的。
中科院遗传发育所的谢旗研究员(和我在一层楼工作)，一直在这方面做着努力。请看央视《走进科学》栏目《盐碱地种出甜高粱》对其研究成果报导。
走进科学-盐碱地种出甜高粱(上)
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这是一种在很多年前就几乎没人种的农作物品种，因为没有多少利用率，几乎快被人淡忘，然而，在中科院遗传发育所的专家眼里，它有着重要的用途。如今，我国的粮食供应已经远远趋于饱和，但是，肉的价格，尤其是牛羊肉的价格始终居高不下，这源于我国的饲料种植匮乏，尤其是优质的饲料更是难得，一些牧场喂优质的紫花苜蓿，但价格昂贵，肉的价格就居高不下。生物学家发现，甜高粱的蛋白质含量不亚于一些优质的牧草，而且含糖量高，经过青贮以后，成为牛羊等很多牲畜喜爱的饲料。
走进科学-盐碱地种出甜高粱(下)
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新疆，宁夏，还有一些沿海的滩涂地区，大面积都是盐碱地，土地板结严重，绝大多数农作物都不能在这样的土壤中生存，全国这么多盐碱地如果荒废闲置，这将失去很多可利用的土地。如何能够将这些荒废的土地的土地重新利用起来呢？这成了中科院遗传发育所的专家思索的问题，它们利用分子生物学的方法从甜高粱的中提取抗盐，抗碱的基因片段移植到某一种品种上，使甜高粱在盐碱地也能够大面积种植，收获后的甜高粱成为替代优质牧草的牲畜饲料。
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谢旗：和天和地和民的新农业
对本研究感兴趣的小伙伴，可以阅读谢老师在CC讲坛的报告，内容更详细。下文为报告视频和原文。
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“CC讲坛”（第十七期）于2017年2月9日在北京大学百周年纪念讲堂举行，中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员、博士生导师、十三五国家重大科学研究计划—蛋白重大专项的首席科学家谢旗出席并进行题为《和天和地和民的新农业》的演讲。
以下为发言实录：
谢旗：我今天来给大家分享一下我们现在正在全国推广的一个农牧业的新的理念。
大家都知道我们中国人，喜欢喝一点酒，尤其喜欢喝白酒。高档的白酒一定要用红高粱来酿酒。但是我今天不给大家讲红高粱以及讲酒，我要讲一个由红高粱变异的东西，它叫甜高粱。
大家在这个图上看到的就是甜高粱。它跟红高粱唯一的不同点，就是除了能够结籽以外，茎秆里面还有很多的糖，所以也叫糖高粱。一般，它的糖锤度能达到15%到23%。大家一般都喜欢吃新疆的哈密瓜、广东的沙糖桔，这些很甜的水果，一般来说糖锤度是17%，那你就可以理解了甜高粱茎秆中含多少糖。所以甜高粱以前都是用来做榨糖和生物能源用，但是我今天要给大家讲一个新的理念，我们正在做的一个推广的项目——让它来做饲料。
首先，我们吃的肉食它是怎么产生的？大家认识一下我们现在在全球用的最多的做饲料的作物，其实就是大家看的图中的玉米，玉米来做饲料，这是最大的，全球种的最多的。我们有多少粮食用在动物上，来给我们人类供应高档的蛋白、肉类？我们现在吃的肉主要是以猪肉、鸡肉跟牛羊肉为主，因为中国每年生产六亿吨粮食，但是有一半都来拿来喂猪鸡了。这些动物吃了多少粮食？它能够贡献多少肉呢？大家可以看一下，最右边的这个是猪，一般的话，猪要吃六公斤玉米籽它可以产一公斤肉；那鸡呢？它是长得比较快的，它要吃接近三公斤的玉米籽才长一公斤肉；那么牛羊呢？牛羊其实只要吃一公斤的玉米它就可以长一公斤肉，因为牛羊是反刍动物，它的胃可以利用纤维素，它吃的不仅是一棵玉米的玉米籽，它可以把整株的吃下去。而且我们现在推广的项目是把它去发酵，青贮了以后吃青贮饲料。农村里的农民都会把玉米秆去喂牛，晒干的玉米杆只有15%能够变成肉。但是青贮了以后，发酵了以后，就像我们吃酸奶一样，动物就能够把接近50%的这个秸秆以及玉米变成肉。
那玉米是不是一个最好的用来作为饲料的能源呢？甜高粱大家都已经知道了，它是国际上已经知道的生物量最大的作物，一般的话，它除了茎秆含糖，它也有籽粒。另外，它有个非常大的特征，它的叶子里面含很多的蛋白。大家可以看到在左边的这个甜高粱，看到它的高度，这个梯子是四米，而且还有绿油油的叶子含高蛋白质，所以呢，一般来说，它是一个具有非常大的生物量的作物。再有一个，甜高粱还可以多次收割。可能大家有是从农村来的，大家知道玉米割了以后它不会再生的，甜高粱呢？我们做出了有些品种，你割了以后它还可以再生，甚至在一个季度可以割三次到四次，所以甜高粱它是一个非常好的饲料的来源。我们在做的一个项目就是要把甜高粱做出更高的生物量，更高的含糖量，抗逆性更强，更高的蛋白以及不同纤维，能够喂不同的牲口，像牛跟羊。
我们用分子生物学的方法，在实验室工作，同时我们在田间进行实验，为了加速我们的研究，大家都知道哈尔滨现在零下二十几度，但是我们的海南岛和西双版纳现在还是风和日丽，二十多度。所以我们利用冬天大家休息的时候，我们的研究人员都会到这些地方去进行冬繁，这样的话就加速了一年种几代，我们的这样的研究，就可以加速得到新的品种，能够来服务于社会。
大家看一下这下面的就是我们的工作人员在那做杂交、套袋子，这样的话，每个袋子套的都可能是一个将来希望的种子的品种，所以大家可以看到这个工作量有多大。这就是通过一系列的工作我们育出来的一个品种，这个糖锤度就是我刚才说的达到23%。但是一般的甜高粱糖锤度才是20%左右。我们育出来甜高粱是单分蘖的，单分蘖有什么用呢？因为现代的整个农业都是机械化的，它喜欢就是播一粒种子长一粒苗，这对机械化生产很重要。但是，还有的地方，它要的是多分蘖的，就是它一个种子种下去可以长出很多的枝上来。为什么？举个例子，在西部，大家都知道是少水的地方，干旱的地方，地又不平整，低凹的地方它一粒种子萌发了，有些没水的地方种子不萌发，萌发的种子一棵可以长多个分支的话，它就把空间用起来。这样的话，当地的那些干旱地区的农民就很喜欢这个多分蘖的。
同时，我们还要根据有些地方的需求进行密植，就是改变现在农民的观点。以前他们一亩地只种六千株，那我们现在一亩地种一万五千株，而且我们密植，多次的来割，玉米只能割一季，我们甜高粱可以割两季三季，甚至有的地方割四季。那它的产量一般的话就有了玉米产量的两到三倍，甚至到四倍的。那我们在这个割了以后来养牛跟羊，大家看到下面右下角的，这个是宁夏我们做的项目的滩羊。宁夏的滩羊是一种非常优质的羊，它们是没有任何膻味的。经过我们四年的实验跟推广，就发现吃了我们甜高粱的这个羊它的肉就更加瘦，羊肉的味道更加好，那牛呢，也产更好的牛奶。
其实，做很多的这些实验有时候非常波折，刚开始做的也没有很多经验，我们在农场播种的师傅就给我打电话，这是2011年的时候，他说：谢老师，我们今年播下的高粱出了问题，为什么？我们播了一块地，去年人家种过高粱，有一些种子混杂在我们里面。那我马上就开着车去了农场，果然发现很多的苗，那很糟糕，就等于这个实验失败。但是在失败的同时，我看到地里，大家看一看在图中我插牌子的这个地方，每个地方都播了种的，但是这个是4月12号，我记得清清楚楚，这一天天气还只有十二度，我看到有一排的我们育出来的一个品系它现在就能萌发，而且长得很好，那我一下就兴奋了。那这个品系是不是能够耐冷地生长？尤其这个意义是对于我们北方，因为我们北方的整体积温比较低，我们整个夏天、春秋的时间比较短，假如能够很快地生长，我们就能在北方种。果然我们再重种一块地，大家就可以看到了，这个就是我们期望的一个可以在我们北方推的，我们可以推到齐齐哈尔，我们可以推到赤峰，这些地方一般不能种甜高粱的，现在因为它们能够耐冷地生长就可以种了。这是我们做出来的一个品种。
同时还有一个，甜高粱本身就有一个很好的特性，相对于其他作物，它的耐盐性非常强。那我们就问出这样的一个问题，我们能不能把甜高粱做的更耐盐？能够把它种到那些边际土地，那些盐碱地非常高的，比如海边，种到我们内陆的盐碱地，大新疆这些地方？
我们想让我们的甜高粱在这种长不了粮食的地方能长，我们把育出来的所有的品种在那个地方进行实地筛选，通过我们筛选的品种，那我们想把它推到了全国那些盐碱地。我们中国盐碱地大约占了46%，这个包括原有的盐碱地跟次生盐碱地，因为我们施了很多化肥，导致了很多地的盐碱的升高。这个你们肯定的一看是以为是下雪，其实不是这样的，当地的师傅说这个不是雪，这个是地里的盐碱。在这种贫瘠的地方，你能不能把它利用起来？不能种其它庄稼的时候我们能不能种高粱？能够让它为我们人民做贡献？这个就是我们研发的一个品种，我们叫中科甜三号。这个品种在新疆推广的一个情况就是种在这种白花花的盐碱地上，它可以长得很好，能够用来喂牛喂羊。这是通过我们的一系列的研究跟推广，我们现在已经在全国布下了这么多点，这个里面紫颜色的代表就是大规模的几万亩的生产规模的。而且我们国家一般的牧业地都是在整个大西北，这就是国家说的镰刀弯地区，这些地方一般都人烟稀少。所以你要做农业的话，就不能够有很多的农民跟工人，那你就要做机械化。这个是我们在做的，我们用的这个机械化的收割，这个机器一天可以收割五百亩，一亩地四到八吨，那大家知道一天的产量。这个收割完了，粉碎了以后，就拖到场地来，进行下面的叫青贮这个过程。这个就是一个青贮的过程，把甜高粱粉碎了以后来打包，我刚才说的打包就是发酵，其实发酵过程就跟我们家里做咸菜一样，我们打包也是一样，这个打完包一般二十天以后就成熟了，打包之前我刚才说的只有15%的牛羊可以利用，打包以后就变成了50%左右的可以变成肉。而且打好的这个包五年内营养价值都没有什么变化，这就是我们现在在做的一个工作。
但是我们中国还有很多地方人口众多，一家可能只有两三亩地，那能不能这些两三亩地的也种上甜高粱呢？大家可以看这个图上，这个机器就小很多了，你虽然看到图中很多人，这是我们在农村推广的现场，在生产的时候只要一个两个农民就可以做这样的一个工作了，所以一般小农经济也可以做。那像大的牛场可以不打包，因为打包需要一定的材料。那怎样做呢？就是挖地窖。在新疆的地窖一般是挖在地下，因为它很少下雨；在南方的话就要做到地面。我们现在有一个这样的开发单位，在江苏盐城，它每天消耗七十吨青贮的饲料，这样的话每天就会产生五十吨左右的粪便，那粪便我们怎么办？我们进行了高温发酵、无毒处理，我们再跟稻草粉碎了，麦秸粉碎了以后跟少量的泥混成一个高档的肥料。我们的理念是我们要和地，要让地还能够保持它的生力。
当然做任何的工作都不是一帆风顺的，我刚才给大家看的甜高粱很高，人家说树大招风是吧，高粱高了以后也是一样，那我们要想一些有相应的对策。吹倒了以后一般不影响产量，但是机械就收割不了，所以没人会种。我刚到新疆去推广这个项目的时候，有一个牧场主就跟我说：谢老师，我不会种。我问他为什么，他说我种了美国来的个种子以后，全部倒下来了，两百亩我收不了，我要赶牛去吃，牛要赶三百多米，然后我要赶牛回来挤奶。我说，您放心，我们现在做的是不倒伏的。还有，我们有新的种植模式，大家看一下，我们把玉米跟甜高粱来混种，就是套种，大家看中间四行，左边的中间四行是甜高粱，这右边跟左边是玉米，四行四行种，早期的时候，因为甜高粱它是弱势植物，它种子小，长得慢，但是玉米长的很快，您看右边的图就会看到，高的就是甜高粱，玉米它已经灌好浆，结好棒了，这时候甜高粱啪啪啪地往上长，农民说我夜里假如在在地里夜深人静的时候都能听到它抽节的声音，这样种出来的话产量很高。还有一个，甜高粱有很多糖，高蛋白，玉米有淀粉，这样就混在一起，这样的饲料牛更爱吃。所以这些我给大家讲一些新的我们的一些理念，这也是我们现在全国推广的。
但是做任何的农业都不是那么简单的，你种一点点小的没有什么问题，种多了就有一系列的病虫害。大家看一看左边这是蚜虫，我刚才说的糖锤度茎里是23%，假如芽虫叮了十天到十五天以后，它茎秆的糖锤度就剩下了5%到6%。我们要来研究解决这些问题，我带了学生到地里去看，我们看到了这个两个甜高粱，这两个甜高粱的距离就是六十公分，我问这两个高粱有什么不同？他马上告诉我这个右边有很多粉尘，我说还有什么？有没有看到左边的都是蚜虫？因为它产很多的糖，蚜虫很喜欢，那右边的一个蚜虫没有。那我就告诉他这个右边的甜高粱的资源里面应该有一个让蚜虫不喜欢吃的基因，那我们就可以通过一系列的生物学技术把这个基因导到我们现在在大量种植的甜高粱，那我们就不用打农药，我们的牛吃了以后就更加健康，我们的食品就更加可靠。
那要做的这些工作并不容易。这是我们在北京通州的育种基地，这里插一个牌子，就是我们育出来一个品系。你可以看到开春的时候，下面的小图是我们的研究人员，我们的博士后，我们的学生去播种，然后发现这些希望的种子。可能在这个几千份种子里面只有一份有希望，而且这希望的种子，我们还要看它的适应性，我们就把它拿到全国各地推广。这是我们在宁夏做的，我们请了当地的人，和我们的学生研究人员，在当地做适应性的种植。大家都知道，天南海北每一个地方的温度、湿度、土壤、环境不同，所以我们要进行一系列的研究，找到最适合当地生长的甜高粱。
我们现在做的新型的农业要“和天”，我们选择的是能够利用太阳能最高的，把太阳能变成生物能最高的一个作物，来用太阳给的我们的能量变成我们人民需要的能量；第二就是“和地”，我们用那些一般的作物不能用的边际土地贫瘠土地来生产，将牛羊吃了以后产生的粪便再进行无害处理，又回到地里去，这样我们保持土地的可持续利用；再有一个就是说因为甜高粱它的产量是玉米和其他作物的两到三倍，我就可以种一年，把地歇一年，就是说我们保持我们的地；第三，我们整个的目的就是“和民”，大家都知道甜高粱的产值一亩地是玉米的两到三倍，这样一来产值就高了，同样的一亩地卖出去的价格就高了，所以让我们的农民致富。最后一点，我们种出来的甜高粱跟玉米一起，所有的秸秆都拿来进行了动物的利用，这样就没有焚烧秸秆这样一回事了，减少污染，让我们的农业更加地惠民，让我们创造更多美好的蓝天。
这也是我们科学家的一个研究推广的情怀！谢谢大家！
Reference
CCTV：上集 http://tv.cctv.com/2017/09/04/VIDEeGASxEyixgckc10OrvDy170904.shtml 下集 http://tv.cctv.com/2017/09/05/VIDEOYLpSOGtAJ28HlugqoJj170905.shtml
遗传发育所新闻 http://www.genetics.cas.cn/xwzx/zhxw/201709/t20170907_4856411.html
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