人病了，要看病?！巴敛×恕保衷撛趺崔k？中國工程院院士、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)教授張福鎖團(tuán)隊將生態(tài)學(xué)研究中的“植物—土壤反饋”思想引入農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，創(chuàng)新性地提出了作物高產(chǎn)與土壤健康協(xié)同的系統(tǒng)化研究新范式。7月25日，相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《科學(xué)》。
張福鎖告訴《中國科學(xué)報》，我國中低產(chǎn)田共13.91億畝，占耕地總面積的68.8%，已制約耕地產(chǎn)量、產(chǎn)品質(zhì)量和資源效率提升。盡管土壤對作物增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率達(dá)33%以上，但長期以來，我國農(nóng)業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展重視提升育種潛力、生產(chǎn)管理，而對提升土壤生產(chǎn)力相對欠缺。
在田間地頭，農(nóng)民常說一句話“土病了”。其實是，單一、連年種植作物的土壤中積累了大量的病原微生物，導(dǎo)致作物減產(chǎn)；或過度投入化肥、農(nóng)藥等化學(xué)品，導(dǎo)致土壤酸化、次生鹽堿化、土壤生物多樣性下降等，影響了土壤健康。最終出現(xiàn)了“投入越來越多，地越種越饞，資源效率越來越低，作物品質(zhì)和環(huán)境生態(tài)越來越差”的惡性循環(huán)。
造成這種現(xiàn)象的根源在于，種植農(nóng)作物長期過度重視產(chǎn)量，忽視了農(nóng)田管理措施對土壤的反饋效應(yīng)，即“遺產(chǎn)效應(yīng)”，導(dǎo)致土壤負(fù)反饋不斷加大，正反饋縮小，土壤越種越差，而非人們期待中的越種越肥?！斑@一情況在東北黑土地、西南坡地，表現(xiàn)得最為明顯?！睆埜ｆi指出。
微生物是土地的“工程師”。論文通訊作者之一、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)教授張俊伶早年開展種文化衫的活動。“我們把文化衫種在地里，目的是讓微生物啃噬T恤衫，從地里挖出來的T恤衫越破爛，證明這里的土壤越健康；反之則越不健康。”土壤不健康，農(nóng)作物也越不健康。她曾去四川指導(dǎo)種獼猴桃，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)赜捎谕寥腊褰Y(jié)、通氣性不佳，導(dǎo)致根系難以生長，獼猴桃長勢很差。
當(dāng)土地越種越差時，就像人一樣需要“養(yǎng)生”。“用地和養(yǎng)地，是一個雙向奔赴的過程?！闭撐牡谝蛔髡摺⒅袊r(nóng)業(yè)大學(xué)副教授王光州表示，論文提供了兩個主要思路。讓有益的微生物越來越強(qiáng)，讓致病菌的作用越來越弱，也就是強(qiáng)化正反饋，消減負(fù)反饋；優(yōu)化農(nóng)田管理，實行多樣化種植，以支撐作物高產(chǎn)。比如，在長期種植水稻、小麥、玉米等禾本科作物的土地上，再種油菜、豆科等農(nóng)作物，把土壤的肥力養(yǎng)回來。
上述設(shè)想已在位于廣東金穗的香蕉科技小院中試驗，他們通過改良酸化的土壤，培育健康的土壤，不但將香蕉產(chǎn)量提高，而且大幅度提升了品質(zhì)，培育出了全國品質(zhì)最好的香蕉。
“土壤健康受益最大的是小農(nóng)戶，特別是中國、印度、非洲等小農(nóng)戶眾多的國家、地區(qū)。未來，我們還將借助現(xiàn)代分子育種與功能基因組學(xué)等手段，優(yōu)化田間管理，實現(xiàn)定向改良、精準(zhǔn)招募，讓產(chǎn)量提升與土壤健康發(fā)揮協(xié)同作用?！睆埜ｆi如是說。
相關(guān)論文信息：https://www.science.org/doi/10.1126/science.ads2506
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