用创新思路保障粮食和能源安全

 唐爱民 蒋高明 窦观一 本文2008年6月17日发表于《中国企业报》，有删节

 

目前，在全球高油价、高粮价、高铁矿石价的三重压迫下，欧美模式的现代化变得越来越“脆弱”。2007年春节期间，我国南方大面积雪灾也充分暴露了对化石能源过分依赖造成的各种弊端。为破解粮荒难题，科学家们试图通过转移有效基因促进粮食增产。在人口最多的中国，转基因声音一浪高过一浪：转基因抗虫棉、转基因抗黄矮病冬小麦、转基因抗白叶枯病水稻、转基因抗除草剂水稻、转基因抗青枯病马铃薯、转基因玉米新品种、基因工程疫苗，生物反应器等等，纷纷列入了国家优先发展的计划日程。为解决油荒，美国率先实施“粮变油”计划，开发粮食中的生物质能源。2006年美国投入4200万吨玉米生产乙醇，实施“生物能源计划”。然而，转基因食品是某种程度上的“不放心”食品，美国政府的“玉米换石油”工程，引导美国人烧掉了粮食，减少了国际市场供应，加剧了世界30多个国家的粮荒。

 

粮食和能源安全是制约国民经济持续发展的重大问题，如何科学解决这两个问题，需要从思想观念上突破传统粮食和能源概念，换种思路获得粮食和能源。这就是我们呼吁的第二次绿色革命――生态学唱主角的新农业革命。

 

 

太阳是地球唯一的能量来源。在我国，每年每亩接受的太阳能相当于114～190吨标准煤，这是大自然赋予人类的“厚礼”，又是工业发电永不枯竭的“绿色”原料。据测算，假如落到960万平方公里的土地上的太阳能有一半用于农业或林业种植，植物光合作用利用率为2%的话，平均每人每年也可以获得2吨以上的农林产品。对于粮食，过去仅局限在小麦、水稻、玉米等禾本科籽粒，其生物量占据地上部的40-50%(即收获指数)，其余50-60%的生物量则被认为是废弃物，农学家一般看不上。如果全国380万个自然村中有1/10村搞秸秆养牛，每村养1000头，年产生的粪便约1万吨，全国年沼气发电可达1520～2660亿度，接近3000亿度的全国照明年用电量，相当“种”和“养”出了2个永不枯竭的“三峡电站”。从生态效益看，2000亿度电可替代300座10万千瓦的燃煤电厂，替代0.82亿吨标准煤，相当于减排1.8亿吨二氧化碳。另外，大量秸秆过腹还田，可减少化肥用量、改良土壤、防止农田污染。

 

现在的问题是，由于农区动物“过腹还田”链条中断，我国农区7亿多吨的秸秆大量被农民在田间地头大量焚烧，造成了极大资源浪费外和环境污染。如果我们利用生态学的贡献，即利用植物光合作用，通过粮食生产、动物生产和经济作物生产，将太阳抵达地球的能量转为生物质资源后，一部分直接为人类利用，一部分通过动物过腹后变肉、变奶、变沼气、变肥料，既可以解决我国人口对营养的需求，又可以解决土地对有机肥的需求；同时，利用生物质能源替代化石能源，可以终结人类社会千余年来对化石燃料的依赖，减少温室气体净排放。

 

 

我国农区每年生产的秸秆量，是天然草原2.33倍。根据我们的试验，每7斤秸秆配合一定的精饲料可以转化为1斤牛肉(活牛)。如将我国每年产生的7亿吨作物秸秆中的3.5亿吨配若干精饲料变“废”为“宝”，至少可以养牛0.5亿头，其中，肉牛3375万头（等于我国牛肉现产量）；奶牛1625万头，日产牛奶3.5亿公斤（我国人均每天0.5斤奶），则相当于每年从秸秆中收获了1.25亿吨粮和1.27亿吨奶。因此，中国畜牧业的潜力在山东、河南、河北、湖南这样的农业大省，即畜要"南下"。

 

在内蒙古、新疆、西藏这样生态脆弱的地区，其非常低的初级生产力不仅限制了畜牧业发展，而且还付出了昂贵的生态成本。如2002年内蒙古畜牧业产值为112亿元，而国家投入的退化草原治理费用近100亿，净效益只有十几个亿；而同年山东省畜牧业产值为701亿，国家基本上没有投入生态退化治理的费用。

 

我国共有各类草地60亿亩，是农田的3.3倍，草原上各种昆虫、草籽、嫩叶、灌木籽、树种，都是很好的“粮食”。这些“粮食”人虽无法下口，牛羊也不屑采食(草叶除外)，但两条腿的鸡则非常喜欢。2007年，我们自筹资金在内蒙古正蓝旗巴音胡舒嘎查(村)和山东平邑县蒋家庄丰产林下各开展了养鸡试验。一个生长季节下来，草原上2000只鸡消耗粮食2300公斤，而在山东则高达4838公斤。草原生态养鸡平均每只可省粮2.27公斤，节粮率达52%。如果将全国47亿只鸡的三分之一从农区转移到草原牧区散养，那么每只鸡可享受的空间可达3.85亩(2568平方米)，仅从鸡嘴里夺粮35.56亿公斤。草原这块后备粮仓，要由鸡去“开荒”，即禽要“北上"

 

然而遗憾的是，现行草原流行的畜牧业和多年的超载过牧，造成了我国90%的草原出现了不同程度的退化，成为危害国家生态安全的沙尘暴源头。而鸡主要在农区大量养殖，人禽争粮。更糟糕的是，农民们将鸡的生存空间缩小到几层到十几层的铁丝笼子里，喂养所谓的添加剂使其"速肥"，将生理周期由散养的300多天缩短到不足45天。这样违背生物学规律的养殖和滥用饲料添加剂，造成了城市里出现了大量"肥胖族"；狭小的空间造成禽流感的蔓延，给食品和卫生安全造成大量隐患。

 

为集约开发我国秸秆中潜藏的蛋白质资源、肥料资源和生物质能源，自2005年以来，我们在山东弘毅生态农场利用粉碎、揉搓、外包膜等整合后的“微贮鲜秸草”技术，仅利用环境中的微生物，不使用外来菌种，将秸秆制成密实“鲜秸草”喂养牛羊。从5头牛4个月的阶段性试验结果来：肉牛生长主要依靠非粮饲料尤其秸秆；每7.0千克秸秆（干重）可转化为1千克牛肉(活牛重)；5头肉牛4个月经济效益可达5450.32元；从根本上解决了青储饲料加工成本昂贵、时间短、烂窖、吸收转化低的许多难题；牛羊育肥精料的比例由50-80%降低到25-30%，农民增收效果显著。

 

同时，在内蒙古浑善达克沙地，我们利用500亩草地散养柴鸡15000只，每亩可养50鸡，每只鸡在草原上耗粮仅5元左右，不计人工成本，每只净赚15元以上，亩可收入750元，是传统养牛和羊的75倍(目前内蒙古退化草原的产值不足10元/亩)。又因牛羊被鸡替代，草出现富裕，带来直接卖草收益。由于没有了大牲畜压力，4万亩沙地草地试验地里，连续7年保持较高的生产力，是内蒙古自治区最好的草原之一。生态恢复后每年为该嘎查带来至少72万元的直接卖草收益。美国著名的《科学》杂志以3个完整篇幅报道了该试验成果。

 

总之，解决国家粮食安全和能源安全根本出路，就是要充分发挥生态学的巨大优势，突破传统农学和生物技术局限，在全国实施大规模试验示范，让事实说话，让老百姓获益，逐步恢复退化的天然生态系统和日益恶化的农田生态环境。

 

(唐爱民为中国科学发展观研究开发中心主任、蒋高明为中国科学院植物研究所首席研究员、窦观一为九三学社南通分社宣传部长)