楊富裕：碧草情深

在不久前落幕的中國共產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“生態文明”，第一次提出“推進綠色發展、循環發展、低碳發展”“建設美麗中國”。

建設生態文明，是關系人民福祉、關乎民族未來的長遠大計。要實現“美麗中國”計劃，生態文明建設與經濟社會發展同飛，就必須把生態文明建設放在突出位置，貫穿于社會各方面建設的全過程。“小草大事業”，發展現代草業正是建設生態文明的重要內容，現代草業涵蓋牧草、能源草、生態草、草坪草、觀賞草、食用草、藥用草等范疇，集生態、經濟、社會效益于一體，是新興產業和朝陽產業。

“離離原上草，一歲一枯榮，野火燒不盡，春風吹又生”，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，生性執著的楊富裕肯定不會遜色于詩人。這位草業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。

楊富裕是中國農業大學動物科技學院教授，在研究方面，他以草產品加工與利用為重點研究方向，開展了牧草飼料化利用關鍵技術研究，取得突破性進展，為促進草產業和飼草型節糧畜牧業發展及國家糧食安全作出了積極貢獻；在國內率先系統開展能源草栽培與轉化技術研發，開拓了生物能源產業發展新方向；組建全國牧草產業技術創新戰略聯盟，有力提升了我國牧草產業技術核心競爭力；關注人文科學，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科學在草原旅游領域的空白，功不可沒。

近5年來，楊富裕還主持承擔了“十二五”國家科技支撐計劃“草業及草原可持續發展關鍵技術研究與示范”、國家自然科學基金、863計劃、公益性行業科研專項等科研項目，先后被聘為中國草學會青年委員會秘書長，牧草產業聯盟秘書長、農業部牧草工程中心副主任、動物科技學院院長助理、國家第一屆非糧生物質原料標委會委員等職，即將進入不惑之年的他正在草業事業上大跨步前進。

牧草業是現代農業發展推動機

現代草業肩負著畜牧業健康發展，保障生態安全，優化農業產業結構，保障糧食安全，促進農民增收的重要使命，是現代農業的重要組成部分。牧草是發展現代畜牧業生產的重要資源和物質基礎，它是關系到畜牧業能否穩定、優質、高產和高速度發展的關鍵。

牧草開發背景

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。優質多抗飼草新品種是增強我國草業國際競爭力的基礎，良種繁育系統構建是草業規模化發展和生態建設的種源保障，優質高效飼草生產、多元化草產品開發和草畜高效轉化系統構建是草食畜牧業健康發展和農牧民增收的重要支撐。因此在《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》中，農業優先主題明確指出“開發牧草種質資源，研究人工草地高效建植技術和優質草生產技術，重點研究開發牧草種植與高效利用技術”、“加大先進適用技術推廣力度，突破資源約束，持續提高農業綜合生產能力，加快建設現代農業的步伐。重點研究開發主要農作物、林草安全優質高效飼草飼料和奶牛專用飼料。”“重點研究開發林草優良種質資源發掘與構建技術，種質資源分子評價技術，動植物分子育種技術和定向雜交育種技術，規模化制種、繁育技術和種子綜合加工技術”。但我國飼草產業、飼草科技發展的時間較短，研究基礎較薄弱，研究成果積累少，尚未形成科技發展與產業發展良性互動的局面。

牧草開發進行時

在發展現代牧草業方面，楊富裕教授領導的課題組正開展優良牧草資源開發與多元化草產品加工的節糧型畜牧業關鍵技術研究。該方面的研究包括：利用大面積的中低產田、南方山地、冬閑田、疏林地、果園地、鹽堿地、灘涂等種植飼草，開發牧草豐產關鍵技術，形成適宜不同農業結構、生產特點和資源條件的牧草高效生產模式和栽培技術體系。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需要，開發適合不同生長階段牲畜的全價多元化草產品，包括干草捆、草粉、草顆粒、草塊、發酵全價混合飼料（TMR）等。

新型牧草生物青貯添加劑研究。開展改善原料物理結構、抑制飼草青貯蛋白質轉化、降解飼草青貯纖維組分、調節飼草青貯脂肪酸構成、調控青貯真菌繁殖的生物青貯添加劑篩選和研制。開發出優質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合型添加劑，已申報了4項國家發明專利，大幅度提高了青貯飼料的發酵和營養品質。

牧草纖維素高效降解與高效利用技術研究。開展牧草中纖維素降解機理及高效降解技術研究，以及奶牛高蛋白飼草高效利用技術、肉牛和肉羊育肥優質飼草轉化技術、兔和鵝等食草畜禽日糧配置和全混合日糧應用技術體系、豬和雞等單胃動物優質蛋白草粉日糧替換技術等技術研究。重點發展食草豬、林下（果園）種草養雞、山地養羊、南方冬閑田種草養鵝等技術模式。如林下（果園）種草養雞模式可節約15-30%飼料糧，提高肉雞和雞蛋品質，改善林下（果園）生態環境和果品品質。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”的循環模式。

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

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

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且通過光合作用可產生碳氫化合物的草類植物統稱，一般為二年或多年生高大叢生草本或半灌木、灌木植物，是生物質能源重要原料之一。優質能源草具備生長速度快、生物量大，光合效率高，抗逆性強、適應性廣、富含高纖維等特點，在大面積種植情況下，更易于實現機械化作業。

能源草開發背景

近年來，全球生物能源產業迅猛發展，生物質能源研究已成為國內外研究的熱點之一。能源草拓寬了中國草學發展空間，已成為能源植物的研究熱點之一。能源草生產易于實現機械化和產業化，生態、經濟、社會效益顯著，發展前景廣闊、潛力巨大。

美國已將柳枝稷等能源草列為第三代能源植物，并投巨資進行研發。能源草的應用主要在燃氣制備、顆粒直燃和生產乙醇方面，他們對原料的要求是類似的，即高產、木質素含量和結構合理，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，以能源用為第一目標的專用草種尚未正式問世，目前主要應用草種還是以抗逆和高產為主。但以降低木質素含量、調節木質素合成單體比例的研究正在開展，轉基因低表達木質素的柳枝稷新品系已開始生產試驗，有望近年投放市場。

我國能源草產業近年來發展迅速。一是國家政策支持力度持續加大。《國家“十二五”科學和技術發展規劃》將生物質能源和能源植物良種選育等進行重點部署，國家能源局《生物質能發展“十二五”規劃》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；二是產業發展不斷壯大。國內已種植數萬畝的柳枝稷、芒草、狼尾草等能源草；三是科學研究投入不斷加大。“十二五”以來，國家對能源草科學研究投入已超過3000萬元（國家科技支撐計劃、863計劃、973計劃、國家自然科學基金、公益性行業科研專項等）；國家能源局2012年批準成立國家能源非糧生物質原料研發中心，能源草成為重要組成部分；四是研究和產業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，一方面開展狼尾草屬、甘蔗屬、芒屬能源草育種、栽培與轉化技術研究。在我國，利用邊際土地發展能源草產業是特有的國情，開展能源草抗逆研究，如耐鹽、耐旱、耐寒基因的克隆與轉化等，從長遠看，在國際范圍內是十分有意義的。另一方面，于2013年1月28日發起籌備中國草學會能源草類專業委員會，聯合20多家能源草產學研單位，大力推進能源草產業發展，該項事業得到了任繼周院士、汪懋華院士等專家和業界的大力支持。

能源草開發進行時

在能源草開發利用方面，楊富裕教授課題組率先開展了以下研究：能源草種質創新與育種。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，采用傳統育種和分子輔助育種技術相結合，開展柳枝稷、芒、割手密等能源草能用性狀（木質素、纖維素、糖、抗性等）相關重要調控基因（F5H，4CL，Mn-SOD基因等）的克隆與功能分析，創制新種質、選育高產優質多抗的能源草新品種。在收集評價國內外1000多份能源草種質資源的基礎上，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研究。以能源草生物量和產氣量為綜合指標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，發現叢枝真菌與能源草結合良好，侵染頻度均超過85%，有望開發出提高能源草抗性和產量的叢枝真菌產品。

能源草適時收獲與預處理技術研究。開展能源草適時收獲，不同預處理方法（機械或熱處理等物理方法，酸、堿等化學方法和青貯、堆漚等生物方法）提高能源草產氣量研究；開展能源草發酵過程中厭氧微生物調控研究；研究不同預處理技術對能源草細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氣率185%和44%。

能源草高效制備生物燃氣關鍵技術研究。以雜交狼尾草、柳枝稷等能源草為原料，進行能源草最佳發酵工藝研究，考察能源草水解和發酵動力學特性，確定二次強化的優化工藝。建立近紅外技術預測能源草產氣模型。

以上研究的開展，立足邊際土地，培育優質、高產、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鍵技術，充分體現“不與人爭糧，不與糧爭地”的生物能源發展原則；以能源草為原料，研制具有自主知識產權的能源草高效轉化生物燃氣、顆粒燃料和液體乙醇等技術，突破產業化生產的技術瓶頸。