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【新华日报】每克土壤中数以亿计微生物,到底有啥用?
发布日期: 2020-12-15 供稿单位: 宣传部 浏览次数:


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刚刚过去的第七个“世界土壤日”主题为“保持土壤生命力、保护土壤生物多样”。土壤犹如地球的皮肤,其中蕴藏着细菌、真菌等海量的微生物,什么是有生命力的土壤?土壤中的微生物有何作用?为何要关注土壤中的生物多样性?近日,《科技周刊》记者采访到高校科研院所相关专家,探索“地球皮肤”中的秘密。

别小看一克土壤,

它蕴含数以亿计微生物

土壤是万物之源、农业之本。土壤是怎么形成的?南京农业大学资源与环境学院教授潘根兴说,岩石经过风化就形成了土壤,但是由于温度、水分、地形、生物等成土过程的条件不同,造就了五彩斑斓的土壤。土壤是地球的皮肤,也是万物之源,农业之本,它孕育了不同的土壤文明,正所谓一方水土养一方人。

今年的“世界土壤日”主题提到保持土壤生命力,潘根兴认为,健康的土壤就是有生命力的土壤。“有人说,土壤里,蚯蚓、线虫、蚁类多,土壤就好。也有人说,种出来的粮食高产、好吃,那么土壤就是健康。”在潘根兴看来,健康的土壤,需要具备多种条件,比如具有良好的自净能力和雅博体育,土壤的土质和结构没有被破坏、被污染,适合植物生物生长,土壤里能够看到一些生物活动的证据。潘根兴拿出一块样土告诉《科技周刊》记者,从土壤的剖面能看到,土壤里不仅仅有泥土,还有水、植物根系、微生物、藻类等生物,所以说土壤是有生命力的,它是水库、碳库、生物库,它还是有机物的净化场。

“土壤生物多样性的作用非常大,以微生物为例,每一克土壤中有数以亿计的微生物,它们可以进行养分循环转化,还能净化环境污染,同时调节生态系统。”中国科学院南京土壤研究所土壤生物与生化研究室主任褚海燕介绍,近年来,土地利用方式改变、生物入侵以及环境污染等,极大地威胁土壤生物多样性。所以今年土壤日的主题,旨在通过应对日益严峻的土壤管理挑战,警醒土壤生物多样性丧失,提高对维持健康生态系统和人类福祉重要性的认识,鼓励世界各地的政府、雅博体育、社区和个人积极致力于改善土壤健康。

“土壤资源是有限的。健康的土壤跟联合国17项全年发展目标都有着直接或间接的关系。”潘根兴说,俗话说一个地球只有一寸土壤,有人说,可以人工造土,但你能配比出土壤物质,却造不出土壤生态。健康的土壤,不仅仅是提供植物生产,消除饥饿,它还为地球提供清洁能源,还在人类文明可持续发展等方面起重要作用。因此,只有保护好土壤的结构才能保证土壤的功能,让人类文化得以灿烂及更好地延续。

有益微生物,

呵护土壤提高作物产量

落红不是无情物,化作春泥更护花。这一句耳熟能详的诗句反映出土壤微生物的巨大贡献。“农作物产量高不高,就看土壤中的有益微生物多不多。”褚海燕说,2015年,他和研究团队在安徽的小麦试验田进行土壤试验,他们最新发现,土壤样品中的关键微生物菌群如解磷菌、光合菌等有益微生物能够增强土壤中碳、氮等养分元素的循环,促进小麦对养分的吸收,提高小麦产量。

事实上,土壤微生物也被比拟为养分循环的“转化器”、环境污染物的“净化器”、生态系统的“稳定器”,保护好土壤微生物多样性具有重要意义。中国科学院南京土壤研究所科技处孙瑞娟博士说,土壤生物多样性不仅是重要的科学前沿,也与我们的生活息息相关,亟需在全社会雅博体育科普工作,提高公众对土壤生物多样性的保护意识。南京土壤所建立了土壤标本馆、土壤博物馆,经常性雅博体育专家针对中小学和社区公众雅博体育科普讲座,取得了较好的效果。例如,针对化学氮肥施用过量的问题,雅博体育了相关科普讲座,介绍了土壤微生物如何导致致癌性的地下水硝酸盐污染,提供了中小学生和公众对合理施肥意义的了解。

由于土壤类型、环境条件和季节变化等各种因素的不同,土壤微生物在种类、数量和分布上也会受到影响,存在差异。比如在水田和旱田中的土壤微生物组成存在差异,中国科学院南京土壤研究所研究员冯有智指出,水田中的微生物以厌氧微生物为主,旱田则以好氧微生物为主。中国科学院南京土壤研究所研究员陈瑞蕊也表示在水田研究中发现,在不施化肥的情况下,水田的产量多于旱田,原因在于旱田和水田的微生物多样性和功能存在差异,旱地更依赖于化肥,而水田中的微生物有助于累积有机质,保持土壤肥力。

“土壤生物中包含有益微生物,同样也包含有害微生物。今年的‘世界土壤日’主题后半句是保护土壤生物多样,也就是说既要考虑保护有益生物,也不要盲目放任有害生物。” 褚海燕说,在保护有益微生物时,也要考虑其他微生物带来的影响。

如何营造富含有益微生物的土壤环境?褚海燕认为,首先要改善土壤雅博体育。在农田中施用绿肥,以有机肥和微生物替代化肥;减少大量使用农药,缓解农药对土壤微生物的伤害;维持地上植物多样性,保证输入到土壤中的有机物数量,为土壤微生物提供良好生存环境;同时还要保护林地及减少草地过度放牧等。

江苏土壤质量整体优良,

保护技术领先

近年来,江苏的土壤专家们通过生态地球化学调查、测土配方施肥、土壤环境调查、耕地土壤重金属污染防治普查、农用地土壤污染状况详查等工作,逐渐掌握了江苏省土壤资源基本情况,完成了土壤质量类别划分,实现了土壤资源的分类管理。总体看,江苏省的土壤质量整体优良,绝大部分耕地土壤为优良等级。

中国科学院南京土壤研究所研究员滕应介绍,江苏一直重视土壤资源的有效利用和保护。在耕地土壤质量提升方面,通过高标准农田建设、秸秆机械化还田、深耕深翻、土壤退化耕地改良、增施有机肥、种植绿肥等措施的实施,提升了土壤有机质,消除土壤旱涝、盐碱、沙粘、瘠薄、酸化等障碍因子,耕地质量等级逐年提升。

耕地质量等级的提升离不开科技手段的革新。在农作物种植中,不少农民因为过度使用肥料,陷入了“越不长越施肥,越施肥越不长”的怪圈,扬州大学成立的国内首家“土壤医院”根本性解决了土壤连作障碍等一系列问题。扬大“土壤医院”相关负责人盛海君告诉《科技周刊》记者,扬大环境科学与工程学院已形成一套土壤障碍快速诊断与精准治理的技术体系,能有效解决土壤盐渍化、重金属污染、酸碱失衡等问题。通过土壤改良新技术,减轻了土壤对环境的污染负荷,保护设施使用年限延长了50%,作物年均增产5%以上。与同类技术及项目相比,该研究成果水平已达到省内领先、国内先进。

除了帮助农民种田,“土壤医院”还帮助市民解决花草种植方面的难题。“每年学院都会定期去社区‘义诊’,利用土壤检测仪,对小区居民家中长势不好或出现问题的盆栽土壤进行取样分析,并为居民提供有效的改良方式。”盛海君说。

最新数据显示,在土壤科学家的努力和高科技土壤保护技术“加持”下,2019年江苏全省耕地主要肥力指标比上世纪提高了20%—300%,有力地保障了江苏省“米袋子”、“菜篮子”等工程的实施,使江苏这样一个人口大省,粮食、肉类、蔬菜、瓜果等能基本满足本省需求。

本报记者 张 宣 王 拓

报道链接:

——《新华日报》2020年12月9日 第18版: 科技





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