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小秸秆做出“大文章”——记浙大动科院王佳堃教授科研团队

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-09-30  浏览次数:8769
          中国秸秆网综合报道,中国科学院植物研究所曾做过这样一个统计:秸秆中,用作饲料的占23%,37%被直接焚烧,0.5%用来生产沼气,4%被工业利用,其余的被扔掉。我国秸秆每年产量9亿多吨,多年以

来没有找到好的解决方案,出现地区性、季节性、结构性的秸秆过剩,致使农村一直乱丢乱烧,不仅制造雾霾,污染空气水体,而且由于有机质没有归还土壤,造成土壤板结,肥力减退。

            

    另一组数据:我国优质粗饲料资源缺乏,缺口达2.3亿吨,且以每年10%的速度递增。中国海关数据统计2015年中国进口苜蓿草突破120万吨,同比增37.18%。

两组数据对比,让人揪心。秸秆用作饲料的只有23%,而每年我国又有2.3亿吨的饲料缺口。如何在这两者间搭一座桥?如何变“废”为“宝”?这就是本文要推出的主人公——浙江大学教授、求是青年学者王佳堃博士的研究方向。王教授2013年获得省自然科学基金资助,2016年获得国家自然科学基金优秀青年科学基金。

秸秆的出路何在?

牛羊这类反刍动物吃草、产奶、产肉,不与人畜争粮,被誉为节粮型畜种。反刍动物养殖是我国发展最快的养殖行业之一。粗饲料在反刍动物养殖中具有至关重要的地位,但我国优质粗饲料资源缺乏,进口量大,而且缺口每年都在扩大。以往秸秆主要被焚烧和直接还田,造成资源的巨大浪费,也污染了大气环境,随着“禁烟”行动的开展,面对各级政府出台的农作物秸秆禁烧令,环保部门甚至动用无人机、卫星对秸秆焚烧点进行监控,还在官网上实时通报起火点。但每逢农忙期间,秸秆遍地焚烧现象依然严重,屡禁不止。所以如何利用好秸秆,让秸秆饲料化,是秸秆处理最优路径。

在记者的采访中,王教授回忆起当初自己的博士论文就是这一研究领域。说实话,博士论文研究秸秆,引起了不小的争议。既不新颖,也不前沿,是个吃力不讨好的活。可就是这一小秸秆,做出了“大文章”。那是一篇符合中国国情、接地气的文章。

突破的难点在哪?

方向选定了,可是困难却不小。秸秆消化性差、养分不足、动物利用率很低,针对这一问题,前期科研人员提出了物理、化学和生物预处理、营养补饲等方法。但实际应用时仍不能满足易操作、环境友好和效果稳定的要求。为此需要进一步提升最具潜力的外源酶和营养补饲应用的可行性。

针对外源酶,需要挖掘高效的酶,并避免其被瘤胃微生物降解,王佳堃教授利用酵母表面展示技术实现了酵母酶的开发,实验分析显示酵母酶促进了瘤胃微生物的有益代谢,减少了微生物的裂解,有效改善了玉米秸的消化性,使玉米秸秆的供能效率提升了36%,降低了甲烷的生成量;针对营养补饲,需要找到优劣粗饲料代谢差异的本质。王佳堃教授所在反刍动物团队,通过补饲淀粉和过瘤胃氨基酸使饲喂玉米秸达到了饲喂苜蓿的效果,而且发现果胶比淀粉的补饲效果更好。反刍动物经长期的进化,利用粗饲料的过程中会产生甲烷这类温室气体,利用秸秆的过程中减少这部分温室气体的排放,将对环境和动物生产具有双重意义。

成果应用怎么样?

基础研究越来越受重视,记者在采访中也格外关注研究的应用情况,当问及这个问题时,王老师信心满满。她告诉记者:“上述研究发表在反刍动物领域顶级刊物上,并向微生物和酶应用类刊物延伸,授权国家专利5项,以我们研究成果为核心的非常规资源营养优化与高效利用关键技术,推广秸秆饲料520余万吨,覆盖牛群100万头以上,新增产值30亿元,创直接经济效益1.4亿元。”

采访的最后,她表示了对浙江省自然科学基金委员会的感谢,2013年在研究的困难时期,获得省自然科学基金“反刍动物与单胃草食动物消化道氢代谢微生物差异研究”一般项目的资助。基于这部分结果,2014年成功获得“反刍动物与单胃草食动物甲烷排放差异的微生物机制研究”国家自然科学基金面上项目资助,这部分研究成果成为她优青答辩的核心部分之一。

 
 
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