科学视点

闻香识饲料——记中国科学院年度感动人物钟瑾

  钟瑾(右)在实验室指导学生检测青贮饲料酸碱值。任芳言摄

  打开饲料包装,一股柔和的酸香和果香气味扑鼻而来,钟瑾对这味道再熟悉不过。

  她甚至能判断出这份饲料是否对牲畜的胃口:牛羊爱吃的青贮饲料气味酸香、柔软多汁。

  香水分前中后调,青贮饲料的味道也变化纷繁。

  身为微生物学家,中国科学院微生物研究所(以下简称微生物所)研究员钟瑾有项“绝活”:不借助仪器、只用眼鼻,她就能大致判断一包青贮饲料的酸碱值。

  “青贮饲料香味对了,微生物就找对了。”钟瑾告诉《中国科学报》,青贮环境中的酸碱值影响着微生物生长,而微生物的种类及演替又决定着养分保留程度、保质期长短等。在微生物所工作多年、与青贮饲料结缘的钟瑾走遍大江南北,为全国各地的牧民送去希望。

  日前,钟瑾当选2020年中国科学院年度感动人物。

  牛羊不说谎

  “钟老师什么时候来?”每年7~9月是饲草作物收获的时节,内蒙古自治区库伦旗的牧民们又开始期盼钟瑾团队和“神奇”菌剂的到来。收割完的饲草原料经过粉碎、加菌剂、压实等一系列处理,存储发酵后变为青贮饲料,入冬后就成了牛羊的主要口粮。

  整个青贮过程就是复杂微生物发酵的过程,选用合适菌种、做好针对性配比、严控加工细节及质量,才能保证青贮饲料的成功制备。也正因此,钟瑾团队每年都致力于寻找更“神奇”的菌,调配出更好用的菌剂。

  走出人人都穿白大褂的实验室,钟瑾的步子还要迈到草原、山坡、田间地头,她得手把手教农牧民更科学地加工饲料。

  2020年3月,库伦旗正式摘掉贫困的帽子。同年9月,全旗共存栏30.8万头牛,与5年前相比增加了50%还多。据统计,当地70%的牧民都愿意用添加菌剂的青贮饲料,因为牛羊更爱吃,也更易长肉。

  “若用青贮苜蓿代替进口苜蓿干草,草的成本下来了,一头奶牛一天就能少花5~6元钱。每天每头牛还能多产1~2公斤奶,奶的蛋白质含量增高,每斤售价又多了1毛9……”钟瑾说话时语调温和,但算起这笔“降本增收账”来,却一点不含糊。

  如今回头看,钟瑾走过的路并不是一帆风顺。初到基层时,并非所有农牧民都情愿调整饲草配料,有人觉得加菌剂麻烦、有人担心产量受影响。但牲畜不会说谎。

  2012年,钟瑾等人曾在内蒙古自治区多伦县就地取材,将牛羊吃剩的饲草加工成青贮饲料。第二年重回多伦时,他们站在养殖场一角打开了封存一年的饲草裹包。“刚一打开,本来离我们几十米、很怕人的牛,一下子就冲过来了。”钟瑾笑道,牛群用行动给了她和同事“实力认证”。

  摸清细菌脾气,看懂产业症结

  在微生物所,钟瑾主要的研究工作围绕乳酸菌展开。除了前文提到的青贮饲料,在其他食物发酵、人体菌群平衡等过程中,乳酸菌都扮演着重要角色。

  “细菌是很聪明的微生物,能适应自己所处的生活环境,产生利于自己生存的武器。”钟瑾介绍,有些菌生命力顽强,能在极端环境生长。而与人相伴的乳酸菌有自己的“脾气”:所处环境营养要相对丰富、有一定可溶性糖、更偏好20~50℃的生存条件。一些乳酸菌在代谢时还会产生乳链菌肽等细菌素,利用低浓度的乳链菌肽,人们就能杀死李斯特菌、芽孢菌、梭菌等导致食品腐败的细菌。

  与乳酸菌相伴多年,钟瑾熟知多种菌的特性,更懂得如何创造条件,让它们相互配合。比如在发酵初期加入能高效利用糖分的厌氧菌,就能抑制其他杂菌生长。而到了发酵后期,随着空气进入,一些原本休眠的杂菌会被唤醒,此时就需要适量产生乙酸的菌,以杀死或抑制霉菌等杂菌。

  这些环节中,研究者既要让乳酸菌尽可能抑制有害菌生长,又要保证尽可能留存食物营养。找出更听话、更“能吃、能战斗”的乳酸菌,摸清不同菌的调配比例,都需要花上多年功夫。以菌的筛选为例,人类已知的乳酸菌就有430多种,从植物、土壤再到食品及动物肠道,都是研究者的采样来源。

  科研辛苦,但钟瑾深知自己工作的意义。粗饲料质量与奶业振兴息息相关,钟瑾课题组的工作之一就是拓宽青贮饲料种类。早在2015年,钟瑾等人就开始研究青贮苜蓿。这种豆科牧草表面乳酸菌很少,起初很少有人考虑用青贮方法加工。

  “苜蓿是牧草之王,是奶牛产奶的重要饲草料之一。国外草场大,加工水平也高,几乎不存在草不够用的情况,而国内每年要进口100多万吨苜蓿干草。”钟瑾说,国内的苜蓿产地收割时往往雨热同季,草料难以保持干燥,“牧民不敢种,就只好用进口的”。

  钟瑾能将产业症结娓娓道来,她的研究也从不只为摆在书架上。如今,从微生物所走出的复合青贮菌剂解决了高水分苜蓿的加工难题,为全国许多牧场提供了技术支撑。

  用心守候,步履不停

  钟瑾有一头蓬松的黑色长发,但平日里她大多将头发梳起,只有在一两张偶然留下的工作照上,才能看见她把头发放下来。彼时的钟瑾正站在田间地头和百姓交流,神态自若,但其实每年夏秋之际,她都得密集出差,工作强度很大。

  微生物所助理研究员王天威告诉《中国科学报》,农牧户、公司、政府、科研院所,钟瑾都要打交道。“最大的感受是辛苦”,常随导师出差,课题组硕士研究生石伟雄坦言,设想与实际不同,遇上突发情况是常有的事。

  对钟瑾而言,应对这些突发事件的方法也很直接:沉下心来在现场守候。全国几百家牧场,大大小小、养牛养羊多种多样,发酵存储饲料的窖池等更是不尽相同。相较于实验室,这些现场基本都不可控,从饲草粉碎、压实再到喷洒菌剂,钟瑾更要紧盯每个环节。加工现场粉尘很大,细碎的草屑进了眼,钟瑾不得不专门去医院弄出来。但对她而言,菌剂效果好了,才能真正松口气。

  “我们是很重要的环节,连接上下游。”钟瑾的脚步不曾停下,最近,她与合作者共同参与了草牧业的先导科技专项,致力于草牧联动。“上游育好种、种好草,我们加工好饲草,还要根据下游需求合理研发饲料配方,进一步让养畜降本增效。”她说。

  “我们对肉和奶的需求高了,对牛羊的需求也高了。”未来,钟瑾还将带领团队助力拓展饲草来源,进一步降低生产成本。


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