北方半干旱区是我国草地生态畜牧业的主体，是重要的绿色草畜产品生产基地和生态安全屏障带，但该区草畜矛盾日益突出，严重制约区域可持续发展。因此，攻克区域饲草保障体系关键技术并集成应用，是推进草牧业高质量发展的关键基础。针对这些问题，在国家科技攻关计划（2002BA518A03）等的支持下，经过近20年的技术攻关与集成应用，取得了突破性的理论和技术成果，经济、社会和生态效益十分显著。
（1）揭示北方半干旱区草地退化导致饲草产量和营养供给能力降低的机制。明确草地退化导致饲草供给能力降低的个体、种群、群落变化的多尺度成因，揭示长期过度放牧下植物矮小化胁迫记忆的关键机制，发现群落组成改变与个体矮小化是草地营养供给下降的关键过程，阐明北方草地有机质与N、P等养分时空格局及饲草营养缺口特征，创新提出简明化的退化草地多尺度标识体系，筛选出8类可准确评价草地退化的关键指示变量及其阈值。
（2）培育适合北方半干旱区退化草地修复和饲草地建设的国产抗逆草品种12个。收集挖掘草种质资源6,245份，育成耐牧抗旱耐寒新品种9个、高产优质新品种3个、抗虫新品种1个，平均增产15%以上，在北方半干旱区累计推广38.34万hm2。明确北方半干旱区饲草种子生产最适区域，研发饲草种子优质高效生产技术20余项，创建种子优质高效生产技术体系，种子产量提高50%以上。健全中草3号紫花苜蓿、土默特扁蓿豆等新品种“育种家种子-基础种子-登记种子-合格种子”四级良种繁育体系。
（3）创新提出北方半干旱区“两区一带”饲草保障技术体系与模式。针对北方半干旱区草畜矛盾特征，形成“保护西部偏旱草原区、恢复东部偏湿草原区、提升农牧交错带草地”的饲草保障模式与布局策略，建立低成本与标准化的退化草原精准修复和利用技术标准6个，以自主培育的抗逆优质草品种为主要抓手，建立放牧型节水混播草地草种筛选与组合方案、高效建植技术、水肥管理技术、稳定维持与改良技术4套，创建饲草不饱和灌溉水肥耦合和节水减施技术，形成标准化生态牧场技术体系，草畜转化效率提高15%以上，形成集种、产、收、储、运、销一体化饲草保障体系与安全追溯系统。
该成果育成饲草新品种12个，获专利35项，其中发明专利9项，制定标准10项，登记软件著作权8项，出版著作26部，发表论文399篇，其中SCI论文75篇。登记成果17项，获得相关省部级奖励14项，其中自治区一等奖4项。培养研究生168名。举办培训班287次，培训地方技术人员和农牧民21,783人次。累计示范推广新技术105.87万公顷，获经济效益26.04亿元。
该成果整体上达到国际先进水平，在区域饲草保障体系关键技术方面取得突破性进展，有效缓解了区域草畜矛盾，支撑了北方半干旱区畜牧生产、草地生态、牧民生活的“三生共赢”与可持续发展。