国家重点研发计划“北方风沙区油沙豆防风固沙技术研究与示范”项目取得阶段性成果

    我国是世界上沙化土地面积最大的国家之一，沙化土地占国土面积17.9%，其中，北方沙漠化土地占全国沙化土地面积 93.9%，严重制约了区域生态、经济和社会可持续发展，存在沙漠化土地生物修复成本高、效益低、不可持续等问题。目前，我国北方沙化地区积极探索培育兼顾防风固沙、生态修复的优质、高产、高效经济作物，促进生态保护与经济发展双赢。 油沙豆作为一种抗逆耐瘠、粮油饲兼用的生态经济型植物，产业链条丰富、综合利用价值高，属于新型植物油料作物，对保障国家粮油安全和农民增收、沙漠化土地生态治理与可持续利用均具有重要意义。“十三五”以来，国家科技部高度关注油沙豆产业科技创新，开展调研、组织专家研讨，纳入国家科技创新战略布局，加大油沙豆产业关键共性研发部署，开展集成示范。
2019年国家重点研发计划“典型脆弱生态修复与保护研究”重点专项——“北方风沙区油沙豆防风固沙技术研究与示范”项目在内蒙古启动实施，该项目由内蒙古自治区农牧业科学院牵头，联合中科院新疆生态与地理研究所、北京林业大学、内蒙古大学、吉林省农业科学院、吉林省好易收农牧业科技开发有限公司等科研院所、高等院校及龙头企业开展技术攻关、集成示范和成果转化。
   据项目负责人内蒙古农牧科学院院长路战远研究员介绍，该项目针对北方沙漠化土地风蚀盐碱化重、治理难等突出问题，系统开展了适沙耐盐油沙豆种质资源鉴选与新品种培育、适沙抗逆种植、减蚀高效采收等关键技术与装备研究，拟集成建立油沙豆防风固沙技术体系与模式，创新油沙豆有效成分提取技术并产业化，构建北方沙漠化土地油沙豆防风固沙“生态治理、生态产业、生态富民”相结合的“三生共赢”模式。
目前，项目研究工作进展顺利，取得了阶段性成果。2020年9月中下旬，召开了项目年度中期检查会暨现场观摩会，中国21世纪议程管理中心委派检查组先后对项目实施区的鄂尔多斯市恩格贝镇、巴彦淖尔市磴口县、通辽市奈曼旗东明镇、吉林省长岭县和农安县5个油沙豆防风固沙种植示范基地进行了检查。
    检查组专家一致认为在疫情严重影响下，项目能够较好的按照年度计划和任务目标组织实施，项目进度抓得紧，各项工作抓得实，试验示范取得较好效果，为全面完成项目任务打下了良好的基础。
    项目科研团队开展了油沙豆种质资源收集与鉴选、油沙豆抗逆分子调控机理解析及关键功能基因挖掘等研究工作，完成42份油沙豆资源(国外7份，国内35份)收集和基因组分型及资源鉴定。通过辐射诱变、单株选择等方法创新油沙豆优异种质资源，在吉林省公主岭、长岭、双辽、农安、洮南地区等地通过品比试验、区域试验和生产试验开展了油沙豆新品种（系）的选育，试验田植株病虫害少，较耐干旱、耐瘠薄。
    2020年9月24日，选育出的“吉莎11号”新品系通过专家组现场验收。该品系的选育成功，将解决北方沙漠化土地缺泛适沙耐盐碱专用油沙豆品种的关键性问题。
    科研团队通过开展干旱盐碱胁迫实验、不同种植和采收模式防风功能效应监测与模拟等工作，研究阐明适沙抗逆生理机制与调控途径、防风固沙功能效应等，为解决北方沙漠化土地油沙豆适应性机制、固沙-沃土-丰产的物质与能量过程及调控机理等关键科学问题提供了理论基础。
    针对油沙豆防风固沙抗逆栽培技术滞后、地上部茎叶采收方式单一、地下根茎采收动土量大、能耗高等突出问题，项目开展了油沙豆适沙抗旱耐盐品种鉴选、不同播期、密度调控、水分控制、配方施肥等栽培试验，以及不同条带网构建、物种配制优化，油沙豆带状采收、留茬覆盖采收等防风固沙试验，初步研发了油沙豆适沙耐盐抗旱栽培、油沙豆免少耕多方式覆盖防风减蚀、油沙豆开源耦合防风固沙、油沙豆生态友好型低成本采收、油沙豆生产全过程农艺-生态型装备等关键技术，为突破油沙豆抗逆种植和减蚀高效采收等技术瓶颈提供了解决方案。2020年，在内蒙古磴口县、恩格贝镇和东明镇，吉林农安县和长岭县，新疆团结新村和哈拉玉宫乡分别建设了试验示范基地，相关技术、模式等科研成果进行了大面积示范。
    针对油沙豆生产全过程农艺-生态型机械装备的开发与应用，项目研发出了免耕播种机、油沙豆剪草机、牵引式收获机、自走式收获机、油沙豆烘干机，目前部分设备已完成样机研制并进行了实地操作测试，部分设备正在进行设计优化和改进，后续将完成正式样机和实地测试。
    项目在前期对新疆和田市、库尔勒市等风沙严重、轻度盐渍化地和中轻度盐碱种植基地调研的基础上，在新疆库尔勒和田市、内蒙古磴口县和恩格贝镇试验示范区开展了品种、物种配置、水分梯度、肥料梯度、覆膜等栽培试验研究，布置了油沙豆-梭梭间作、油沙豆-红枣间作、油沙豆-玉米间作、油沙豆-苜蓿间作、油沙豆-沙漠桑间作、油沙豆-葡萄间作、油沙豆-桃树套作等防风固沙种植技术和模式的试验和示范，防风固沙效果良好。2020年，内蒙古磴口县和恩格贝示范区示范面积约1800亩；新疆库尔勒、和田示范区示范面积约5000亩。
    项目针对油沙豆根茎、地上茎叶有效成分的结构、含量和生物活性不明确、提取技术滞后、开发利用不充分等突出问题，开展了油沙豆粕活性肽的研究，研究了纤维素酶辅助碱提酸沉法提取油沙豆粕蛋白质工艺，优选出该提取的最佳工艺条件为：酶解温度42.09℃、酶解pH 4.39、料液比21.66（g/ml）、酶添加量0.1%、酶解时间1h，此条件下油沙豆粕蛋白质的提取率为73.43%。
    开展了油沙豆酵素发酵工艺的研究，阐明了油沙豆粕糖化的最优条件；进行了油沙豆品种（4个）及油沙豆粕（8种）营养成分的测定；开展了油沙豆副产品堆肥处理的研究和堆肥实验装置的设计；进行了油沙豆副产品固态发酵产蛋白饲料研究-预实验，选取复合菌种液作为发酵菌种，比较不同发酵温度对于固态发酵产蛋白效能的影响，确定了油沙豆副产品固态发酵的适宜发酵温度；在生态产业孵化方面，完成了SFE-CO2（超临界CO2萃取）提取油沙豆油条件优化实验，并对提取的油脂成分进行了检测，下一步拟从增强免疫力，缓解体力疲劳，耐缺氧功能三个角度申报保健食品。
    结合立地条件和示范效果，项目在内蒙古境内的乌兰布和沙漠、库布齐沙漠、科尔沁沙地等油沙豆试验示范区，提炼出适于试验示范区特点的植被覆盖度变化率、油沙豆种植面积、农牧民收入增长率等20个关键性评价指标，从生态修复、产业发展、农牧民增收等方面构建“三生共赢”模式，建立评价指标体系构建，进行指标数据收集。
    同时，开发了油沙豆生态-经济-社会适应性管理数据库，对核心示范区自然-经济-社会基本情况、试验示范情况和效果等指标进行分类分角色统一管理，目前已完成主体框架建设。
    通过实施国家重点研发计划，自治区联合中科院等大院大所、吉林省、新疆维吾尔自治区，整合资源力量，加强产学研合作，依托北方风沙区的资源禀赋优势，开展协同创新、联合攻关，为加快油莎豆产业规模化高效健康发展强化科技供给。