一種耐鹽堿牧草——長穗偃麥草研究進(jìn)展

李宏偉 ，鄭琪 ，李濱 ，趙茂林 ，2，李振聲

（1. 中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所，植物細(xì)胞與染色體工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100101；2. 中科東營分子設(shè)計(jì)育種研究中心，山東 東營 257509）

長穗偃麥草（Elytrigia elongata=Thinopyrum ponticum）屬禾本科小麥族偃麥草屬，是一種疏叢型多年生冷季型牧草。在全世界偃麥草屬植物有50 多個(gè)種而在我國僅有6個(gè)。除長穗偃麥草外，偃麥草屬植物還包括偃麥草（Elytrigia repens）、中間偃麥草（Elytrigia intermedia）、百薩偃麥草（Elytrigia bessarabica）、脆軸偃麥草（Elytrigia juncea）、毛偃麥草（Elytrigia trichophora）和硬葉偃麥草（Elytrigia smithii）等。其中，偃麥草在我國主要分布于新疆、青海、西藏、甘肅、內(nèi)蒙古和東北各地［1］。我國有關(guān)科研單位已開展了大量偃麥草的研究，涉及資源鑒定、栽培生理與品種選育等［2-12］。

長穗偃麥草有二倍體（2n=2x=14）、四倍體（2n=4x=28）、六倍體（2n=6x=42）、八倍體（2n=8x=56）和十倍體（2n=10x=70）等。十倍體長穗偃麥草基因組組成最為復(fù)雜，Zhang 等［13］建議其基因組組成為StStEeEbEx，其中St 基因組來自擬鵝觀草屬（Pseudoroegneriaspecies，2n=2x=14），Ee基因組來自二倍體長穗偃麥草（Thinopyrum elongatum，2n=2x=14），Eb基因組來自百薩偃麥草（E. bessarabica，2n=2x=14）。天然雜交、無性繁殖、環(huán)境等導(dǎo)致長穗偃麥草染色體數(shù)目非整倍體化。Zheng 等［14］對美國USDA-ARS 搜集的偃麥草屬5個(gè)種共208 份種質(zhì)材料進(jìn)行了細(xì)胞學(xué)鑒定，發(fā)現(xiàn)80%的二倍體長穗偃麥草、＞70%的十倍體長穗偃麥草和40.5%的中間偃麥草為非整倍體。

本研究中長穗偃麥草特指十倍體長穗偃麥草，起源于歐洲東南部、小亞細(xì)亞和俄羅斯南部。自1909年引入美國至今，已在美國、加拿大、澳大利亞、阿根廷及歐洲部分國家大面積種植。例如在阿根廷，種植面積超過50 萬hm2［15］。在我國，最早是由一位美國專家“勞徳民”（音譯）從美國帶到天水水土保持站。1954年李振聲從天水水土保持站引種到中國科學(xué)院北京遺傳栽培室。1956年又帶到陜西楊凌用作小麥（Triticum aestivum）的野生親本，開始了長達(dá)31年的小麥遠(yuǎn)緣雜交育種研究。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)從“普通小麥×長穗偃麥草”的雜交后代中選育了八倍體、附加系、代換系、易位系等新材料。并在此基礎(chǔ)上育成了小偃4/5/6 號(hào)等系列小偃麥品種。1987年，李振聲又將長穗偃麥草帶回中國科學(xué)院遺傳研究所。2008年依據(jù)農(nóng)藝性狀，選擇了7個(gè)株系。2012年起在北京、曹妃甸、南皮、東營等地開始了多年多點(diǎn)種植試驗(yàn)。1980-1990年代我國曾從前蘇聯(lián)、加拿大和美國等國多次引進(jìn)長穗偃麥草品種，如Jose、Alkar、Largo 等，這些品種在我國北方一些省引種成功并作為優(yōu)良牧草和防風(fēng)固沙植物得以利用［16］。2000年以來我國研究人員還陸續(xù)從美國、加拿大及歐洲一些國家引進(jìn)了一些長穗偃麥草種質(zhì)資源?！笆濉逼陂g，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州畜牧與獸藥研究所從美國公司引種了長穗偃麥草等優(yōu)良牧草［17］。多年來，我國研究人員開展了長穗偃麥草耐鹽、抗旱、形態(tài)、光合生理、幼穗和成熟胚高頻再生體系等方面的研究［2-5，18-27］。

1 長穗偃麥草抗逆性研究

最 早 Dewey［28］于 1960年 報(bào) 道 ，用 0.6%、1.2% 和 1.8% 的 NaCl 與 CaCl2混 合 鹽 溶 液 對 14個(gè) 冰 草 屬（Agropyron）物種（當(dāng)時(shí)長穗偃麥草被歸為冰草屬）的25 份種質(zhì)材料鑒定后，發(fā)現(xiàn)長穗偃麥草最耐鹽（耐鹽指數(shù)達(dá)13.9），而無芒冰草（Agropyron inerme）和穗序冰草（Agropyron spicatum）對鹽脅迫最敏感。隨后，長穗偃麥草耐鹽堿特性不斷被證實(shí)［26，29-32］。彭運(yùn)翔等［24］研究表明，長穗偃麥草的耐鹽性強(qiáng)于偃麥草。長穗偃麥草耐鹽堿特性呈品系間差異［28，30，33］，部分品系在電導(dǎo)率（electrical conductivity，ECe）為 13.9 dS·m-1的鹽堿地也能較好生長［28］，甚至某些品系可在 750 mmol·L-1NaCl 溶液中存活［29］。Bazzigalupi 等［34］認(rèn)為 18 dS·m-1ECe可用于耐鹽長穗偃麥草品系選擇。長穗偃麥草可在pH 6.5～10.0 生長，最適宜pH 7.5～9.0［35］。谷安琳［16］指出長穗偃麥草在內(nèi)蒙古黃灌區(qū)含鹽量0.3%～0.9%、pH 7.5～10.1 的低濕鹽堿地生長良好，建植率達(dá)60%～80%，干草產(chǎn)量為6750～7500 kg·hm-2。

減少根系Na+吸收及Na+向地上部轉(zhuǎn)運(yùn)的Na+外排機(jī)制是植物耐鹽堿的重要生理機(jī)制。研究顯示，長穗偃麥草耐鹽堿能力與地上部Na+和K+含量及K+/Na+［30］、葉片甜菜堿含量［33］和脯氨酸含量［36］等有關(guān)。耐鹽堿長穗偃麥草品系的地上部積累了較少的Na+和較高的K+，維持了較高的K+/Na+［30］。相對于四倍體長穗偃麥草，十倍體長穗偃麥草選擇性吸收K+，積累了較少的Na+［37］。高鹽溶液中添加10 mmol·L-1鈣可使Na+含量降低、K+含量升高，進(jìn)而提高長穗偃麥草耐鹽堿能力［36］。

二倍體長穗偃麥草可在500 mmol·L-1NaCl 溶液中存活［29］。利用二倍體長穗偃麥草與普通小麥的二體代換系，Omielan 等［38］將調(diào)控長穗偃麥草 Na+外排基因定位于 3E 染色體上。Mullan 等［39］利用 3E 染色體與小麥 3A 染色體發(fā)生重組獲得了小片段易位系，該易位系保留了長穗偃麥草的Na+外排基因。山東大學(xué)夏光敏團(tuán)隊(duì)利用十倍體長穗偃麥草與濟(jì)南177 小麥品種進(jìn)行細(xì)胞融合（體細(xì)胞雜交），創(chuàng)制了一批耐鹽堿遺傳材料，并育成了耐鹽堿的山融3 號(hào)等小麥品種［40］。他們利用長穗偃麥草小片段滲入系結(jié)合轉(zhuǎn)錄組［41］和蛋白組［42］等技術(shù)進(jìn)行了長穗偃麥草耐鹽基因研究。自2008年起，中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所李振聲組重新啟動(dòng)了長穗偃麥草與普通小麥的遠(yuǎn)緣雜交，開展了規(guī)?；孜幌祫?chuàng)制工作。截至目前已獲得400 余份易位系，并從中鑒定到一些耐鹽堿易位系。此外，日本研究人員也創(chuàng)制了耐鹽堿的小麥-長穗偃麥草小片段易位系［43］。這些易位系不僅為耐鹽堿小麥遺傳改良提供了育種元件，而且為長穗偃麥草耐鹽基因克隆提供了研究材料。

除耐鹽堿外，長穗偃麥草還具有耐旱［15］、耐澇［44-46］等特性。據(jù)報(bào)道，長穗偃麥草最適年降水量350～600 mm，也可在年降水量125～200 mm 的干旱地區(qū)生長［47］。Ciria 等［48］發(fā)現(xiàn)在雨養(yǎng)條件下，長穗偃麥草的經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)于黑麥（Secale cereale），生產(chǎn)耗能僅為黑麥的40%。長穗偃麥草能固定更多的CO2，進(jìn)而降低溫室效應(yīng)。Vergiev［46］發(fā)現(xiàn)，經(jīng)海水淹沒 5、10、15、20、25 和 30 d 后，長穗偃麥草根莖生活力和生物量均有所提高。Elortegui 等［45］對全展 3葉期和全展5 葉期的長穗偃麥草幼苗進(jìn)行部分淹水（淹水至植株高度1/2 處）和全部淹水（淹水至1.5 倍植株高度處）處理14 d，結(jié)果發(fā)現(xiàn)部分淹水后，全展3 葉期生物量下降而全展5 葉期生物量增加48%。全展5 葉期長穗偃麥草生物量增加與根通氣組織形成、葉片和假莖伸長有關(guān)。完全淹水導(dǎo)致全展3 葉期幼苗成活率降至70%，但對全展5 葉期幼苗成活率影響?。?5］。長時(shí)間嚴(yán)重澇害也會(huì)降低長穗偃麥草的生物量和存活率，特別是建植當(dāng)年，長穗偃麥草對鹽堿和水澇更為敏感。Jenkins 等［44］指出星星草（Puccinellia ciliata）比長穗偃麥草更耐鹽堿和水澇。長穗偃麥草適宜的生長溫度為12～20 ℃，正常生長的最低溫度為4.5 ℃。長穗偃麥草具有較好的抗寒能力，可耐-29～-7 ℃的低溫。長穗偃麥草屬長日照植物，14 h 以上的光周期可誘導(dǎo)其正常開花，生長周期為120～270 d。在18～20 ℃，連續(xù)7 d（16 h 以上的黑暗）的條件下可使90%以上的長穗偃麥草種子發(fā)芽［47］。長穗偃麥草種子休眠期短，張艷紅等［18］發(fā)現(xiàn)盛花后26 d 長穗偃麥草種子發(fā)芽率可達(dá)90%，這與其短根莖的特點(diǎn)有關(guān)。

2 長穗偃麥草牧草品質(zhì)

長穗偃麥草是一種優(yōu)質(zhì)牧草［49］，可用于放牧、曬制青干草和制作青貯飼料。Vogel 等［50］對美國農(nóng)業(yè)部搜集的50 份長穗偃麥草種質(zhì)材料測定后發(fā)現(xiàn)，抽穗期地上部粗蛋白含量為6.6%～11.0%，體外干物質(zhì)消化率（in vitrodry matter digestibility，IVDMD）為41.8%～54.8%；而抽穗期刈割3個(gè)月后，再生苗的粗蛋白含量為20.8%～26.3%，IVDMD 為57.6%～72.2%。Jafari 等［51］對來自伊朗的22 份長穗偃麥草種質(zhì)材料的測定顯示，營養(yǎng)生長期、拔節(jié)期、抽穗期、開花期、乳熟期和蠟熟期的平均粗蛋白含量依次為20.5%、16.0%、10.8%、11.6%、13.4%和13.0%；這些長穗偃麥草種質(zhì)材料的粗蛋白含量變幅為13.5%～15.0%。馬振宇［27］的研究表明，拔節(jié)期、抽穗期、開花期、結(jié)實(shí)期和再生期長穗偃麥草的粗蛋白含量分別為20.47%、14.07%、6.94%、6.31%和25.68%。刈割頻率和留茬高度也是決定長穗偃麥草飼草品質(zhì)的重要因素。相對于留茬高度，刈割頻率對長穗偃麥草牧草品質(zhì)影響更大。當(dāng)留茬高度為15 cm 時(shí)，一年4、2 和1 次刈割的長穗偃麥草飼草粗蛋白含量分別為12.8%、10.1%和7.3%［52］。李振聲組在東營開展的湖羊舍飼喂養(yǎng)試驗(yàn)表明，無論長穗偃麥草鮮草、青干草還是青貯飼料，湖羊均喜食。此外，放牧試驗(yàn)也表明湖羊喜食長穗偃麥草牧草（圖1）。

圖1 長穗偃麥草草地放牧（東營，拍攝于2021年10月19 日）Fig.1 Tall wheatgrass for sheep grazing in Dongying photographed on 19th October，2021

3 長穗偃麥草可替代玉米被用作能源植物

長穗偃麥草干物質(zhì)產(chǎn)量高的特點(diǎn)使其可用作能源植物。長穗偃麥草品種Szarvasi-1 的干物質(zhì)產(chǎn)量平均為10000～15000 kg·hm-2，Csete 等［35］認(rèn)為 Szarvasi-1 可替代玉米（Zea mays）用作能源植物。水澇條件下，Szarvasi-1的干物質(zhì)產(chǎn)量比玉米高50%～100%［53］。但也有研究顯示Szarvasi-1 的能量利潤（energy profit）低于玉米。例如在捷克Szarvasi-1 的干物質(zhì)產(chǎn)量為6100～8600 kg·hm-（2低于＞12000 kg·hm-2可盈利產(chǎn)量），能量利潤為101.4 GJ·hm-2，約為玉米（214.1 GJ·hm-2）的一半［54］。Kopecky 等［55］連續(xù) 5年測定長穗偃麥草的平均干物質(zhì)產(chǎn)量為7400 kg·hm-2，能量利潤為133 GJ·hm-2。盡管長穗偃麥草的干物質(zhì)產(chǎn)量和能量利潤沒有玉米高，但其具有減少土壤侵蝕和減少農(nóng)藥使用的生態(tài)效應(yīng)［55］。Nazli 等［56］發(fā)現(xiàn)長穗偃麥草在干旱半干旱地區(qū)產(chǎn)量高，建議其在歐洲東部半干旱地區(qū)可用作能源植物。Martyniak 等［57］提出了短而窄的葉片、短穗、高生物量和高熱值等是長穗偃麥草作為能源植物的特征。據(jù)此特征，未來可在Szarvasi-1 基礎(chǔ)上進(jìn)一步選擇能量利潤高的能源植物新品種。

4 長穗偃麥草品種選育研究

自1932年長穗偃麥草種質(zhì)材料PI98526 被引入美國至今，美國科研人員已育成了6個(gè)以上的長穗偃麥草品種（表1）。其中，Alkar 是通過混合單株選擇法從PI98526 中培育而成的，自1951年釋放至今還在種植［58］。Platte是從PI98526 與未知來源的長穗偃麥草品系的雜交后代中選育而成，1972年釋放［58］。Largo 是從PI109452 中選育而來，1961年釋放，但隨后被 Jose 代替［50，58］。Jose 是從 PI150123 中混合選擇而來，該品種具有突出的耐鹽堿和耐旱特性且牧草品質(zhì)優(yōu)良［59］。據(jù)推測，僅在美國俄克拉何馬州、得克薩斯州和新墨西哥州，Jose 已累計(jì)種植超過10 萬 hm2，Jose 可生長 25年以上［60］。為提高 Jose 的可再生性、可持續(xù)生產(chǎn)力及可消化養(yǎng)分含量，Trammell 等［60-61］從Jose 中選育出了再生性更好、更易消化且早熟的新品種NFTW6001 和Plainsmen，這兩個(gè)品種于2014年被認(rèn)證和釋放。

表1 長穗偃麥草種植國家的推廣品種Table 1 Tall wheatgrass varieties released in the major grown countries

1950年代中期，Largo 被引入澳大利亞。隨后澳大利亞研究人員從中選出了更耐鹽堿且適合澳大利亞南部種植的Tyrrell，但其飼草品質(zhì)降低。1998年基于Tyrrell，Jose 和Largo 的混合群體，澳大利亞研究人員從中選育出了Dundas，該品種已成為澳大利亞的主栽品種［62］。PI98526 被引入加拿大后，研究人員以耐寒性和耐澇性為目標(biāo)，從Nebraska98526（選自PI98526）和當(dāng)?shù)亻L穗偃麥草種質(zhì)的雜交后代中選出了Orbit。其抗寒性突出且能夠忍受3～4 周的水澇，該品種于1966年釋放［58］。匈牙利品種Szarvasi-1 選自當(dāng)?shù)啬望}堿品系與來自中亞耐旱品系的雜交后代，2004年釋放。由于其生物量大被建議用作能源植物［35］。此外，Szarvasi-1 還可用于牧草、造紙和土壤修復(fù)等［35］。

長穗偃麥草品種主要是通過品系混合選擇或品系間雜交后代混合選擇選育而成，這導(dǎo)致當(dāng)前長穗偃麥草品種的遺傳基礎(chǔ)狹窄。品種間或?qū)匍g雜種優(yōu)勢在長穗偃麥草品種選育方面也有潛力或可拓展長穗偃麥草品種的遺傳基礎(chǔ)。研究顯示，不同耐鹽堿的長穗偃麥草品系間雜交F1代耐鹽能力和生長速率均超雙親［33］。汪文佳等［63］研究表明，“普通小麥×長穗偃麥草”雜種F1代無性系的生長速率和生物量明顯超過長穗偃麥草。長穗偃麥草品種選育的方法和指標(biāo)取決于育種目標(biāo)及用途。牧草選育側(cè)重于營養(yǎng)成分、消化率、再生性等；排水不暢的重度鹽堿地利用與改良方面，側(cè)重于耐鹽堿及耐澇特性的選擇；能源植物則側(cè)重于干物質(zhì)產(chǎn)量、熱值、能量利潤等方面的選擇。

目前，我國還沒有自主選育的長穗偃麥草品種審定或引種審定，但已有5個(gè)偃麥草屬牧草品種通過國家或省品種審定委員會(huì)審定。例如：北京草業(yè)與環(huán)境研究發(fā)展中心于2010年育成了“京草1 號(hào)”偃麥草、2014年育成了“京草 2 號(hào)”偃麥草［1］。黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院于 2011年育成了“農(nóng)菁 7 號(hào)”偃麥草［8］。新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)于 2014年育成了“新偃1 號(hào)”偃麥草［10］。此外，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州畜牧與獸藥研究所和甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)于2013年引種的“陸地中間偃麥草”，通過了甘肅省草品種審定委員會(huì)審定。2008年中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所李振聲組選擇了7個(gè)性狀不同的長穗偃麥草單株，分株移栽后形成7個(gè)無性繁殖系。產(chǎn)量比較試驗(yàn)表明2 號(hào)無性系產(chǎn)量最高?，F(xiàn)已在山東東營種植，下一步繼續(xù)進(jìn)行混合選擇和多點(diǎn)鑒定。

5 長穗偃麥草栽培技術(shù)研究

5.1 長穗偃麥草繁殖與栽培管理

長穗偃麥草既可通過分株進(jìn)行無性繁殖，也可通過種子進(jìn)行有性繁殖。在我國，孟林等［12］于2020年制定了偃麥草無性繁殖栽培技術(shù)規(guī)程。由于偃麥草無性繁殖主要靠人工，效率低和成本高限制了其應(yīng)用。在國外，長穗偃麥草繁殖常采用種子條播，一般播種深度2 cm 左右，播種后灌溉出苗，播量為40 kg·hm-2，播種后14～18 d 出苗［35］。據(jù)報(bào)道，長穗偃麥草種子生產(chǎn)一般行距為70～90 cm（有灌溉條件）和30～35 cm（雨養(yǎng)旱作）。長穗偃麥草種子產(chǎn)量一般為337.5（雨養(yǎng)旱作）和675 kg·hm-2（有灌溉條件）。長穗偃麥草牧草產(chǎn)量取決于土壤類型、水分、養(yǎng)分和栽培管理。適量施用氮肥可提高長穗偃麥草的牧草產(chǎn)量。研究表明，單獨(dú)施鉀肥，增產(chǎn)效果不明顯，但當(dāng)與氮肥同時(shí)施用時(shí)增產(chǎn)顯著［64］。施用有機(jī)肥可提高長穗偃麥草干物質(zhì)產(chǎn)量，例如牛糞堆肥可提高長穗偃麥草干物質(zhì)產(chǎn)量58%～96%［65］。長穗偃麥草可利用咸水灌溉，美國加利福尼亞州圣華金河谷西部的土壤中富含硒，結(jié)合利用當(dāng)?shù)嘏潘到y(tǒng)的咸水灌溉，每公斤干草中可積累6～7 mg 硒［66］。據(jù)報(bào)道，富硒長穗偃麥草干草可替代奶牛日糧中添加的亞硒酸鈉［67］。

5.2 刈割頻率與留茬高度

刈割頻率和留茬高度決定長穗偃麥草牧草產(chǎn)量和飼草品質(zhì)［68］。連續(xù)4年每年5-10月，Undersander 等［68］進(jìn)行的刈割試驗(yàn)表明，每4 周刈割的產(chǎn)量高于每2 周和每周刈割的產(chǎn)量。Stroh 等［52］的研究顯示，間隔6 周刈割的長穗偃麥草牧草產(chǎn)量和再生性取決于留茬高度。留茬高度5 cm 時(shí)前兩年的產(chǎn)量最高，但第3年群體數(shù)量減少至50%。該研究還表明，留茬高度5 cm 不適合高頻率刈割（間隔6 周刈割1 次），15 cm 留茬高度適合低頻率刈割（年刈割1～2 次），而25 cm 留茬高度適合高頻率刈割。刈割后再生速率取決于頂尖分生組織是否被移除、留茬部分碳水化合物的含量、剩余綠色組織的光合活力、根量和根活力、土壤水分和養(yǎng)分等。一年刈割2 次時(shí)，春季第一次刈割產(chǎn)量高，夏季第二次刈割產(chǎn)量下降，這是冷季型牧草的典型特征［68］。Gillen 等［69］發(fā)現(xiàn)間隔60 d 刈割產(chǎn)量最高，留茬10 cm 比留茬15 cm 產(chǎn)量高，但再生活力下降。Dickeduisbeg 等［70］研究表明，長穗偃麥草作為能源植物一年刈割兩次、留茬高度5～10 cm 可獲得高產(chǎn)。汪文佳等［63］的研究也表明一年2 次刈割“普通小麥×長穗偃麥草”的雜種F1代無性系的產(chǎn)量最高。

5.3 長穗偃麥草草地雜草防控

Gillen 等［69］比較了牧冰草（Pascopyrum smithii）、中間偃麥草、長穗偃麥草和新麥草（Psathyrostachys juncea）等多年生牧草，發(fā)現(xiàn)長穗偃麥草最不耐暖季型雜草（俗稱熱草）入侵。長穗偃麥草建植當(dāng)年苗期生長緩慢、雜草最多，之后隨著群體建成逐年減少。研究表明，長穗偃麥草草地第二年雜草覆蓋率從第一年的48%降至17%，第3年降至4%［35］。如果不控制雜草，長穗偃麥草就會(huì)因空間被優(yōu)勢雜草侵占而退化。一般可通過耕作、鋤地或除草劑控制雜草。Vogel 等［50］用 2 kg·hm-2異丙甲草胺和 22 g·hm-2氯磺隆或 2.2 kg·hm-2甲草胺和 22 g·hm-2氯磺隆或0.3 kg·hm-22，4-D 等除草劑控制雜草。Wilson 等［71］的研究表明，如不使用除草劑，雜草覆蓋率可達(dá)100%，使用除草劑后，長穗偃麥草覆蓋率從播種當(dāng)年的7%增長至第二年的43%和第3年的53%。中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所李振聲組在北京、南皮、東營等地的種植試驗(yàn)也表明，長穗偃麥草群體建成前，雜草危害嚴(yán)重，控制雜草是長穗偃麥草草場必須應(yīng)對的挑戰(zhàn)。

6 利用濱海鹽堿地建立長穗偃麥草草地

環(huán)渤海地區(qū)有266.7 萬hm2中低產(chǎn)田和66.7 萬hm2鹽堿荒地?？萍疾俊安澈＜Z倉科技示范工程”項(xiàng)目針對環(huán)渤海地區(qū)的266.7 萬hm2中低產(chǎn)田建立“渤海糧倉”。項(xiàng)目實(shí)施以來累計(jì)實(shí)現(xiàn)糧食增產(chǎn)1047.5 萬t，提前超額完成預(yù)期目標(biāo)。針對環(huán)渤海地區(qū)66.7 萬hm2沿海鹽堿荒地（邊際土地）的治理與利用問題，2020年1月李振聲根據(jù)多年研究提出在這一區(qū)域建立“濱海草帶”的設(shè)想［72］。其核心思想就是利用鹽堿荒地種植耐鹽牧草，一方面利用地上部莖葉生產(chǎn)飼草，另一方面利用地下部根系改良鹽堿地。

自2012年起中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所李振聲組先后在北京、曹妃甸、南皮、海興、東營等地開始長穗偃麥草種植試驗(yàn)。多年多點(diǎn)試驗(yàn)表明，長穗偃麥草在含鹽量0.3%～0.5%的鹽堿地上產(chǎn)草量較高；在含鹽量0.5%～0.8%的鹽堿地上生長繁茂，單株分蘗達(dá)100個(gè)以上（曹妃甸）；在含鹽量1.0%的重度鹽堿地上也能成活但生長緩慢、產(chǎn)量較低。據(jù)此，李振聲認(rèn)為長穗偃麥草在“濱海草帶”建設(shè)中有潛力。作為“濱海草帶”的起點(diǎn)，黃河三角洲現(xiàn)有53.3 萬hm2鹽堿荒地，海拔低、地下水位淺、鹽堿重且變幅大（含鹽量0.2%～1.0%，最高可達(dá)3%以上）［73］。該地區(qū)鹽堿地治理的難點(diǎn)是鹽害、春旱、夏澇3 類不同的自然災(zāi)害輪番發(fā)生，導(dǎo)致作物產(chǎn)量不穩(wěn)。盡管可采用黃河水壓鹽種植水稻（Oryza sativa），但農(nóng)業(yè)用水與當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境保護(hù)用水矛盾突出，水稻種植面積逐年壓減。水田改旱田產(chǎn)量低而不穩(wěn)，種植效益低。長穗偃麥草根系發(fā)達(dá)可減少土壤侵蝕、增加土壤有機(jī)質(zhì)。利用黃三角地區(qū)鹽堿地發(fā)展多年生牧草（如長穗偃麥草），不僅可以解決當(dāng)?shù)仫暡萑笨?，還可以增加土壤有機(jī)質(zhì)、減少土壤侵蝕、保護(hù)生態(tài)環(huán)境。在中國科學(xué)院戰(zhàn)略先導(dǎo)專項(xiàng)的支持下，中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所建立了13.3 hm2的長穗偃麥草種子繁育基地。目前，正在開展長穗偃麥草大面積栽培技術(shù)與品種選育方面的研究工作。