兰州大学庆阳野外观测站——黄土高原草地农业模式践行的基地

蔡巧玉

围绕国家生态文明建设和“一带一路”倡议需求，兰州大学积极建立野外科学观测台站。其中，庆阳草地农业生态系统野外科学观测研究站（以下简称“庆阳站”）针对甘肃陇东地区农业生产中存在的水土流失严重、农业结构不合理等问题，连续开展草地农业系统研究与实践，取得了一系列理论和实践成果，有力地指导了当地农业生产和生态建设。根据陇东地区的传统产业特色和独有的生态环境特点，庆阳站充分发挥草学一流学科和院士专家团队优势，精准开展草畜产业咨询服务与技术保障帮扶，开创了中国草地农业研究的先河。

四十年筚路蓝缕，传承接力创辉煌

兰州大学庆阳草地农业生态科学观测站于1981年正式成立，是黄土高原地区重要的草地农业科学研究示范基地。40年来，在任继周院士和南志标院士的带领下，在庆阳市委、市政府的支持下，庆阳站团队人员扎根高原，一路攻坚克难，不忘初心，砥砺前行。

现任庆阳站负责人、兰州大学草地农业科技学院沈禹颖教授介绍说，黄土高原生态环境恶劣，在国家退耕还林还草工程的推动下，水土流失得到有效缓解，但目前每年仍有近亿吨泥沙流入黄河。同时，黄土高原降水资源分布十分不匀，土壤由于连年耕作而肥力下降，耕地资源十分有限。因此，如何利用好有限的降水和土地资源，减少水土流失，增加农业产出，这不仅是生产实践中的重要问题，也是科学研究中需要攻克的永久命题。

陇东黄土高原传统农业种植系统中冬小麦种植比例约为70%，为当地粮食安全供给提供了有力保障，但冬小麦的生长周期与当地雨水资源匹配程度低。一般而言，冬小麦9月中下旬播种、次年7月上旬收获，每年7—9月就会出现“空窗期”。而黄土高原整年降雨也基本集中在7—9月，此时如果没有作物种植，地表裸露，大量水土资源就被浪费。不仅如此，传统农业种植模式不仅光热水土资源浪费严重，还导致农民收入增长缓慢，生活水平改善有限。

任继周院士针对黄土高原水土资源不能充分利用现象，提出了草地农业的理论。任院士认为，解决黄土高原现存问题的关键是种草养畜。种粮可解决温饱问题，种草可解决水土资源利用问题。以草养畜，不仅可以高效利用饲草资源，同时养畜还能为农民带来收入。“藏粮于草”思想的提出，为黄土高原农业的高效与可持续发展指明了方向。

但黄土高原及国内其他地区还没有成熟的草地农业模式，草地农业生产理论与模式在大面积推广前需要反复试验论证。例如，选择什么样的饲草可以适应黄土高原特殊的环境条件？种植什么饲草品种及如何进行栽培管理才能实现饲草的高产、优质与可持续生产？饲草与粮食作物如何搭配才能弥补因占据粮食作物种植面积而带来的损失？庆阳站需要研究解决的生产实践及科学问题不胜枚举。

通过澳大利亚国际对外援助局资助的澳大利亚—甘肃草地农业发展项目，研究站为庆阳地区筛选了适宜当地气候和土壤的苜蓿品种，建立并评价了8个粮草轮作模式的生产性能和经济效益。同时，为解决当地农户家畜购买资金短缺问题，庆阳站提出“养殖滚动”模式，即投放种羊，还以羔羊。如此一来，草地农业模式的发展，不仅促进粮食总产提高37%，化肥用量减少三分之一,家畜头数增加1.4倍，而且还助力黄土高原解决了水土流失问题，促进黄土高原生态环境良性发展，实现农民增收和农业增效双丰收。

2000年，秉承任继周院士关于草地农业系统的理论，沈禹颖来到庆阳站工作，针对黄土高原农区高投入、低产出及种养分离导致的农业系统不可持续等问题，她和团队从草地健康合理利用机制、粮草耦合模式、草畜一体高效转化等方面展开系统的试验研究。

具体而言，他们要解决的问题包括：首先，在草田轮作系统中，草地高效生产机制是什么？它是如何实现减少化肥氮投入、提高饲草抗旱和耐瘠薄特性，进而适应黄土高原的环境？其次，在粮草耦合的草地农业模式中，如何兼顾粮食和饲草生产，提高水氮利用效率以及系统可持续性？最后，如何高效转化牧草-家畜模式，实现区域草牧业的提质增效？

历经多年试验研究，庆阳站筛选评价了适应我国北方传统农区粮草耦合生产系统的牧草品种；建立了冬小麦与紫花苜蓿和冬小麦与一年生饲草轮作模式，提高了季节性饲草供给保障能力。尤其值得一提的是，科研团队开创性地提出了冬小麦粮草兼用及绵羊放牧技术体系。在冬小麦返青后拔节前进行绵羊放牧采食，不仅能提高母羊繁殖率，而且冬小麦产量还能增加14%左右。沈禹颖表示，冬小麦粮饲兼用技术可以有效改善北方夏秋多草而冬春缺草的现状，有力支撑北方畜牧业的发展。这些技术已经在当地推广应用，并取得显著的经济、生态和社会效益，多项科研成果也获得省部级科技奖励。

不忘初心，踏实奋进，监测科研推广育人齐发展

得益于多年来潜心研究农业实用生产技术，全力服务地方经济。2018年，庆阳站成功入选甘肃省首批14个省级野外台站之一，2019年成功入选教育部野外科学观测站。沈禹颖说：“庆阳站取得的每一份成绩与荣誉，都离不开团队成员的努力和付出。”

团队合影

在庆阳站科研一线，有近30位研究骨干，其中包括教育部长江学者、国家优秀青年基金获得者、国务院学科评议组成员、甘肃省飞天学者等，人才济济。这些年，研究团队紧紧围绕国家农业发展需求，从草原合理利用、草地资源评价到农区草业和草畜一体化，全方面开展研究。他们坚持采集第一手数据资料，解决每一个实践问题。除了研究骨干，试验站还拥有一支实验技术人员队伍，提供野外试验长期观测、数据收集和整理等服务。

经过一代代草业科技工作者艰苦卓绝的努力与奋斗，庆阳站已成为国内草地农业生态系统理论研究和技术推广的重要试验示范基地和实践教学基地。目前庆阳站建有占地3000亩的天然草原合理利用长期样地，建有近20年的保护性耕作轮作试验区、草田轮作试验区、优良牧草引种区、果-草-畜系统试验区及家畜饲喂试验棚舍等。在仪器设备建设上，庆阳站具备农田生态系统基本观测设备，向智慧农业靠拢，气象观测通量塔实现实时传输数据，采用高清摄像系统、无人机技术实现地空高效结合。在人才培养上，迄今为止，庆阳站已成功培养出140多名博士和硕士研究生，草业科学专业的第一位博士生就是在庆阳站完成的毕业论文研究工作。“任继周院士、南志标院士带领的草学学科是最早把草地农业思想用于设计完整人才培养体系的学科”，沈禹颖自豪地说。

不负韶华，砥砺前行，撸起袖子加油干

对于未来，沈禹颖有很多畅想，但也有很多困难和阻碍。她总结说：“想做长期的监测与研究，就需要有长期稳定的经费保障，野外站基础建设更新、科研设备购置都需要大笔花销，没有固定的经费来源，正常的科研活动就要受影响。”还有如何广泛普及草地农业的思想，进一步在农区推广草畜一体化。“农民追求经济效益，如何通过种草让农民获益，进而让农民接受草田轮作，实现沃土肥田，是野外站工作面临的又一大任务”。

前路漫漫，未知且艰难。未来，庆阳野外站将继续以国家战略为目标，传承草地农业的思想，实现我国从“耕地农业”向“粮草兼顾型”农业转型升级，在国家绿色发展背景下，进一步对研究方向进行凝练，突出特色，加强研究成果的总结和推广，发挥服务地方功能，加强校内外多学科之间的交叉融合，坚持对国内外开放，以国际视野办站，不断为黄土高原农业可持续发展和生态环境保护贡献智慧和力量。