人病了，要看病?！巴敛×恕?，又該怎么辦？中國工程院院士、中國農業(yè)大學教授張福鎖團隊將生態(tài)學研究中的“植物—土壤反饋”思想引入農田生態(tài)系統(tǒng)，創(chuàng)新性地提出了作物高產與土壤健康協(xié)同的系統(tǒng)化研究新范式。7月25日，相關研究成果在線發(fā)表在《科學》。
張福鎖告訴《中國科學報》，我國中低產田共13.91億畝，占耕地總面積的68.8%，已制約耕地產量、產品質量和資源效率提升。盡管土壤對作物增產的貢獻率達33%以上，但長期以來，我國農業(yè)綠色高質量發(fā)展重視提升育種潛力、生產管理，而對提升土壤生產力相對欠缺。
在田間地頭，農民常說一句話“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，導致作物減產；或過度投入化肥、農藥等化學品，導致土壤酸化、次生鹽堿化、土壤生物多樣性下降等，影響了土壤健康。最終出現了“投入越來越多，地越種越饞，資源效率越來越低，作物品質和環(huán)境生態(tài)越來越差”的惡性循環(huán)。
造成這種現象的根源在于，種植農作物長期過度重視產量，忽視了農田管理措施對土壤的反饋效應，即“遺產效應”，導致土壤負反饋不斷加大，正反饋縮小，土壤越種越差，而非人們期待中的越種越肥。“這一情況在東北黑土地、西南坡地，表現得最為明顯?！睆埜ｆi指出。
微生物是土地的“工程師”。論文通訊作者之一、中國農業(yè)大學教授張俊伶早年開展種文化衫的活動?！拔覀儼盐幕婪N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?！蓖寥啦唤】?，農作物也越不健康。她曾去四川指導種獼猴桃，發(fā)現當地由于土壤板結、通氣性不佳，導致根系難以生長，獼猴桃長勢很差。
當土地越種越差時，就像人一樣需要“養(yǎng)生”?！坝玫睾宛B(yǎng)地，是一個雙向奔赴的過程。”論文第一作者、中國農業(yè)大學副教授王光州表示，論文提供了兩個主要思路。讓有益的微生物越來越強，讓致病菌的作用越來越弱，也就是強化正反饋，消減負反饋；優(yōu)化農田管理，實行多樣化種植，以支撐作物高產。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、豆科等農作物，把土壤的肥力養(yǎng)回來。
上述設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，不但將香蕉產量提高，而且大幅度提升了品質，培育出了全國品質最好的香蕉。
“土壤健康受益最大的是小農戶，特別是中國、印度、非洲等小農戶眾多的國家、地區(qū)。未來，我們還將借助現代分子育種與功能基因組學等手段，優(yōu)化田間管理，實現定向改良、精準招募，讓產量提升與土壤健康發(fā)揮協(xié)同作用?！睆埜ｆi如是說。
相關論文信息：https://www.science.org/doi/10.1126/science.ads2506
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