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看不见的微生物 看得见的科技扶贫路
——记微生物所钟瑾研究员的科技扶贫事迹
作者: 刘黎琼      来源: 微生物研究所       发布时间:2020-4-30 11:10:16

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钟瑾,博士,研究员,博士生导师。中科院微生物所微生物资源前期开发国家重点实验室乳酸菌分子遗传及资源利用研究组组长,中科院大学岗位教授,《微生物学报》编委,中国食品科技协会乳酸菌分会理事,农业农村部全株玉米青贮技术支撑专家,黑龙江省特聘专家,黑龙江科学院及广西科学院客座研究员,广西现代生态养殖与生物饲料专家委员会委员。主要从事微生物分子遗传学研究,尤其是乳酸菌益生分子机制、微生物生物活性物质生物合成、代谢调控、结构功能等研究及微生物菌剂在农业及健康等领域的应用开发等。主持及完成公益性行业(农业)科研专项、国家自然科学基金、国家 863计划项目、中科院知识创新重要方向项目、STS项目及优秀青年专项等课题。近年来在 J Biol Chem, Bioresource Technol, Biochem J等学术刊物发表研究论文 60余篇;国家发明专利获授权 10余项;培养研究生 30余名;获省级科技成果 2项。参编乳酸菌及青贮相关专著 5部。主持研发的微生物青贮菌剂“微青”系列在十五个省 /自治区的苜蓿、玉米、燕麦等草产品加工中示范应用近百万余吨,取得良好经济及社会效益。

人民的需求就是科学研究的方向

我国现代微生物学的开拓者之一、著名工业微生物学家方心芳先生一生秉持“人民的需求就是我们的研究方向”,在微生物所应用微生物领域多年来发展壮大的过程中,这一理念贯穿始终,如火炬高擎,成为这里科研工作者的精神遵循和思想指南,身为其中优秀的一员,钟瑾研究员更是如此。从她潜心多年的科研实践来看,可以说,这正是她坚持长期做科技扶贫事业的指导思想。在国家倡导科研事业面向国民经济主战场、造福社稷苍生的当前,钟瑾的科技扶贫工作更是无形中切中了时代主旋律和社会诉求。

占据我国北方大片疆域的农牧区,冬季严寒漫长,当地牧民的牛羊养殖业经常陷入“夏壮秋肥冬瘦春死”的怪圈,每年造成的直接经济损失达数十亿元。2015年中央一号文件提出了“草牧业”的发展理念,这是在传统畜牧业和草业基础上提炼和升华的新型生态草畜产业,草牧业含有三个重要环节:种草、制草、养畜,其中制草环节即草产品加工技术在我国发展滞后,成为短板,现实不容乐观:草产品要么不加工,营养组分损失严重,贮存期短,造成资源浪费或环境污染;要么加工方式单一、落后,如我国大部分地区多采用传统青贮加工技术,只利用天然微生物进行简单发酵,青贮过程因杂菌污染损失较大,营养组分不能被有效利用,霉变损失严重,在影响饲用安全性的同时也增加了生产成本。“草供应”严重滞后于“畜需求”,而如何通过青贮加工提高饲草质量和利用率,调节饲草生产的季节差异、年度丰欠差异,均衡供应优质饲草饲料,从而最终提高畜牧业的经济效益,促进畜牧业可持续发展,就是农牧区“人民的需求”。解决这一需求,也正是科学家可以有所作为之处。

库伦旗位于内蒙古自治区通辽市南部,是国家级贫困旗县,同时也是中国科学院在内蒙古自治区的定点与对口帮扶旗县。库伦旗土地辽阔,资源丰富,畜牧业是传统经济支柱之一,但草畜之间的供需矛盾严重制约着当地畜牧业的发展。而库伦旗漫长的冬季给越冬牲畜更是带来了营养不足、掉膘严重等问题。这一发展难题呼唤着优质青贮加工技术的介入,而这一技术的核心要义包括:含有针对性强、成本低廉的高效青贮菌剂及相应的青贮加工技术,可应用于优质青贮饲料加工及秸秆饲用化利用,以大幅提高青贮质量,锁住原料养分,改善饲料适口性,延长保存时间,从而提高动物生产性能,保障冬春两季牛羊青绿饲草的供应,最终促进养殖业提质增效。简言之,内蒙库伦旗牧区人民的需求,就是北方牧区人民实际需求的典型代表。

经过对该地区面临问题的精准分析,钟瑾和她的团队不断地思考着合理有效的解决策略和方法。经过六七年持之以恒的不懈努力,钟瑾带领青贮研发团队,依托微生物所强大的微生物资源优势,分离筛选了几千株来源于不同地域、不同原料的乳酸菌菌株,建立高通量初筛及复筛方法,高效筛选出生长快、产酸高等候选功能菌株,并通过模拟发酵及相关数据分析,进一步获得针对不同特点饲草原料最适合的性质优良的微生物功能菌株;在此基础上,她依据不同青贮原料的理化及微生物特点,研制开发出适应不同地区地理环境特点、不同种类青贮原料(如全株玉米、燕麦、甜高粱、苜蓿、玉米小麦秸秆等)的“微青”系列青贮复合微生物菌剂。通过对菌剂使用后青贮效果的比较分析,进一步优化菌剂配方,最终获得了系列高效微生物青贮复合菌剂,将这一技术的核心内涵推进了一大步。

随后,钟瑾团队在我国重要农牧区如内蒙、青海、河北、河南、宁夏、山东、西藏、山西、黑龙江、广西等十五个省/自治区开展了复合微生物菌剂在青贮加工中的应用及示范工作,推广青贮加工各类青贮原料(包括全株玉米、天然牧草、燕麦、甜高粱、苜蓿、羊草、饲用大豆、巨菌草、黑麦草、蛋白桑、饲用油菜、芦苇、甘蔗尾叶、小叶锦鸡儿、高水分玉米、玉米小麦秸秆等)近百万吨,均取得了较满意的青贮效果。尤其在业内公认的因含糖量低、附着有益菌少或易霉变、难青贮的青贮原料如苜蓿、高水分玉米、饲用大豆、南方甘蔗尾叶等饲料的青贮加工上,团队取得了较大的技术突破,青贮质量经第三方检测,均为优等。同时,团队还根据当地不同种类牧草和饲料作物,研发青贮加工利用新技术,采用窖贮、裹包青贮、混合青贮等不同加工方法及技术制备系列青贮饲料,有效提高青贮饲料的产品质量及营养水平,实现秸秆等农业废弃物的综合有效利用。团队充分发扬了为人民服务的精神和实事求是的工作作风,因时制宜,因地制宜,建立起适合当地资源条件的一整套青贮饲料生产技术体系,厥功甚伟。

经过实地检测,采用“微青”菌剂制备获得的优质青贮饲料,可显著提升饲草品质,提高牲畜的生产性能。全株玉米的饲喂比对结果表明,仅通过使用菌剂青贮,就可使肉羊增重提高 11.8%,饲料转化率提高 13.4%;肉羊的屠宰率和肉骨比显著提高,每头羊仅增重就可增加经济效益 63元,每头奶牛每天增加经济效益达3.28元;而多个牧场的实证试验表明,使用菌剂加工的青贮苜蓿替代进口苜蓿干草饲喂奶牛后,可进一步使每头奶牛每天降本增效达 10元以上。高效菌剂在青贮饲料加工中的应用有力促进了养殖业的提质增效。

2016年 8月 29日,汪洋副总理在呼伦贝尔听取了钟瑾研究员的工作汇报,对微生物所青贮工作予以肯定,并指示将青贮菌剂技术予以更好地推广,惠及更多的农牧民。

钟瑾团队在高效青贮菌剂及优质青贮加工上的技术储备,直接面向库伦旗畜牧支柱产业的技术需求,解决了牧区脱贫路上面临的实际重大问题,是中国科学院技术精准扶贫工作的优秀案例。

把文章写在贫困户的笑脸上

从 2015年起,钟瑾及其团队就一直走在库伦的科技扶贫路上。

2015年 6月,应库伦旗张铜会副旗长的邀请,钟瑾研究员、陶勇研究员考察调研了库伦旗八个乡镇的种植业和养殖业,通过走访有代表性的农户,发现当地存在青贮加工技术极其落后、设施简陋、青贮质量低下、霉变甚至长虫造成的损失严重、青贮原料无法得到有效利用等实际问题。在与牧民交流的过程中,钟瑾对他们的焦灼、困惑感同身受,她深深地意识到:攻克这一技术难关,帮助当地牧民尽快脱贫,过上安宁祥和的生活,将成为她未来成就感和幸福感的来源之一。

通过取样回实验室进行相关分析,并有针对性地复配青贮微生物菌剂,8月份,钟瑾带着菌剂再次回到库伦旗,通过现场示范和讲解,指导当地农牧民和贫困户采用窖贮及裹包等不同方式,分别青贮加工全株玉米及玉米秸秆等原料230余吨。她带来的技术解决问题的效果如此直接且显著,得到了当地农牧民的一致好评。在牧民们绽开的笑脸里,钟瑾也深切体会到了科技服务于民造福于民的意义。科学的价值不应只在实验室和重点期刊上彰显,它有更广阔的自我实现的空间。在广袤大地上换来百姓实实在在的幸福指数,是科学家应有的济世情怀。应当地农户要求,2016 年 8月,钟瑾研究员等继续奔赴库伦,扩大示范户到 28户(分属库伦镇、茫汗苏木、额勒顺镇、先进苏木、水泉乡等),当年共示范加工青贮玉米达 3 000吨;2017 年推广到 63户,加工玉米青贮 6 000吨,其中建档立卡户贫困户 25户,共加工青贮玉米饲料 3 000吨; 2018 年推广到 92 户,加工玉米青贮 8 100 吨。

除了主要的饲草原料全株青贮玉米,库伦旗还先后在库伦镇、额勒顺镇等地引进推广了甜高粱。钟瑾团队于 2017、2018年多次奔赴库伦旗,现场指导当地农牧民掌握甜高粱的青贮加工方法。针对当地的秸秆、苜蓿、小叶锦鸡儿等青贮加工难度较大的青贮原料,团队更是手把手地将菌剂及青贮技术传授给当地的技术骨干或贫困户,尽团队最大的努力,帮助他们扩大饲草来源,降低养殖成本,优化饲草性能。

经初步估算,采用菌剂青贮每吨成本仅增加 10元,就可产生 40-50元的直接经济效益。按照每个贫困户每年平均需要 40-50吨优质青贮饲料计算,利用这项技术每年可以直接增加 1200-1500元的收益,2—3年就可实现稳定脱贫。科技带来的收益是实实在在的,科学家贡献的力量也是实实在在的。

目前,钟瑾研究员也将这项技术带到了贵州水城、广西西林等扶贫点,帮助更多有需求的贫困户通过此技术脱贫。

授人以鱼不如授人以渔,钟瑾团队将扶贫的技术成果以多种形式进行传授和传播。除了现场的示范讲解、讲座和培训,指导当地农户、贫困户、企业、或畜牧相关管理及技术人员掌握规范青贮制作流程之外,钟瑾同时参与了各种形式的科普工作,包括编写青贮加工技术流程和规范,参与编写出版《全株玉米青贮制作与质量评价》《全株玉米青贮实用技术问答》等书籍,参与中央七套《科技苑》栏目的拍摄录制、中央人民广播电台《乡村讲堂》的节目录制等,在普及“人民需要”“贫困户需要”的技术的道路上不懈前行。

“微生物,高科技,大产业”,看不见的微生物,可以创造看得见的效益,也可以铸造看得见的大产业。科技扶贫、精准扶贫还有很长的路要走,微生物如何发挥更大作用,钟瑾将带领团队矢志不移地探索下去。

(素材提供:钟瑾研究员及其团队)

作者简介

刘黎琼,微生物研究所综合处六级职员