近日召開的國務院常務會議討論並原則通過《中華人民共和國耕地保護和質量提升法(草案)》。會議指出,堅持耕地數量、質量、生態一體保護,綜合施策持續恢復和提升耕地生態功能,確保永續利用。 這個消息讓中國農業大學教授、中國工程院院士張福鎖團隊很振奮。前不久,該團隊剛剛在《科學》雜誌發表重要研究成果《調控植物-土壤反饋,推動農業可持續發展》,強調種地不能「頭疼醫頭,腳疼醫腳」,要把目光轉向土壤健康。 民以食為天,耕地是糧食生產的「命根子」。張福鎖在介紹課題研究背景時表示,團隊曾對華北平原小麥-玉米輪作體系長期定位試驗的105個數據點進行了數據統計測算,由於土壤問題,當前每公頃耕地存在約1.5噸的隱形糧食損失。 為何「丟了」這麼多糧食?張福鎖表示,是由於「作物-土壤負反饋」。當前集約化農業生產不合理管理造成各種土壤健康問題,如壓實引起土壤結構變差,土壤化學性狀的變化包括土壤酸化、鹽漬化,土壤生物活力降低,生物群落失衡等,導致土壤內在效率下降,作物容易染病,對氣候變化的抵抗力下降等。他說:「一畝地100公斤的隱形產量損失,我們應該拿回來。」 中國農業大學副教授王光州和中國農業大學教授張俊伶告訴中青報·中青網記者,在這項研究中,團隊基於前期研究進展及科技小院16年來生產一線的實踐積累,結合團隊近年來在根際生命共同體理論研究方面的進展,將生態學研究中發展較快的「植物-土壤反饋」思想引入農田生態系統,提出了作物高產與土壤健康協同的系統化研究範式。 張俊伶和王光州指導的學生,在田間地頭的科技小院駐紮時,發現「改土」確實可以增產。 博士生欒冬冬2020年進入課題組時,在河北曲周的麥田裡,看到大片即將灌漿成熟的麥子中,有不少麥穗提前枯白、乾癟。「這是小麥患上了莖基腐病。」他說,這種由土傳病原真菌-鐮刀菌引起的病害,能夠侵染小麥莖基部,導致莖基部腐爛、植株早衰,甚至顆粒無收。不僅如此,這種病害還會產生有毒的脫氧雪腐鐮刀菌烯醇等,威脅糧食安全和人畜健康。 他說,研究顯示基腐病的病因有很多,具體到曲周這片土地,團隊分析,這裡冬小麥和夏玉米收穫後大量秸稈還田,改變了土壤微生態環境,促進了有利於病原菌生長的微生物的富集,成為引發小麥莖基腐病的關鍵原因。 為了找到一種有益菌和病原菌進行鬥爭,欒冬冬長期在田裡、實驗室兩頭跑。去田裡把患病的小麥樣品和土壤樣品取回,在實驗室裡篩選土壤,分離出微生物。而後培養微生物、鑑定微生物,再將潛在的「對手」微生物和引發莖基腐病的病原菌進行功能拮抗試驗,驗證其是否發揮了抑制病原菌的作用,從而製備能夠抑制病原菌的有益菌劑。 在實驗室中尋找有益菌的過程雖然繁瑣,但和在酷暑裡下地噴灑生防微生物菌劑比起來,卻還不算辛苦。欒冬冬說,同學們和老師經常是下午兩點就帶上菌劑,頂著火辣的日頭出門,在田裡一直忙到晚上七八點。 經過4年的篩選與驗證,欒冬冬和團隊成員初步研製出了一種生防微生物菌劑。他說,團隊2024年在曲周建立了總面積近5畝、由16區塊組成的試驗田,田塊中應用生防微生物菌劑的結果令人欣喜:小麥莖基腐病發病率顯著下降,根際土壤中病原菌豐度下降超過25%,平均每畝小麥增產近17%。 和欒冬冬相似,博士生倪剛在山東東營的鹽鹼地上種小麥和玉米,檢驗土壤中的微生物對作物的影響。 倪剛告訴中青報·中青網記者,他們從2021年開始,在山東東營的8畝地試驗田上,每年6月播種玉米,10月收穫,玉米收穫後再播種冬小麥,來年6月收穫。在這個輪作的過程中,他和同學們一起提取玉米、小麥根際的微生物進行研究,研製出有益於作物生長的微生物菌劑,並在大田試驗的基礎上驗證菌劑效果。 「上個月,我們剛收穫了微生物菌劑試驗的冬小麥。」倪剛說,目前,與不施加微生物菌劑的處理相比,施加微生物菌劑試驗田的冬小麥增產了約30%。 研究人員由此發現,土壤對於作物的影響遠比想像中大,而土壤健康似乎還沒有得到應有的重視。 張俊伶表示,當前以追求高產為目標的集約化農業過度依賴高產品種和外源投入,植物-土壤互作關係被削弱,造成系統負反饋作用加大,而正反饋作用減少,土壤退化嚴重,土壤健康現狀惡化。 張俊伶說,由於長期忽視土壤健康,在面對農業生產實際問題時多採用「快餐式」,「頭疼醫頭,腳疼醫腳」的片面解決方式,土壤生態系統失衡,土壤多功能性難以發揮,嚴重威脅耕地質量和農業綠色發展。因此團隊在此次研究中提出農業轉型要紮根大地,「低頭」關注土壤健康。 「不能光看一茬的產量,還要看長遠的整體效應;不能只管作物,還得看護好土壤。」張俊伶說,「我們希望大家從『朝上看』,轉向『朝下看』,要扎到土裡去;希望大家不僅僅是看短期的作物產量,更要著眼於長遠的健康土壤培育。」 近些年,張福鎖在走訪全國各地的農田時,觀察到地方農業部門對「改土」的需求日益增長。研究團隊提出了未來農業科學研究的一些重點方向,他們希望構建作物高產與土壤健康協同提升的長效機制和管理策略,支撐農業系統的氣候韌性等。 中青報·中青網記者 張茜 實習生 劉璇來源:中國青年報 2025年08月11日 08版
鬱鬱蔥蔥的芭蕉樹上,深綠色的芭蕉長勢喜人;一串串木瓜掛在枝頭,底部的已開始成熟,泛出誘人的橙色;架子上爬著茂盛的藤蔓,藤蔓上掛著一個個黃綠色的「小燈籠」——黃金百香果,摘一個掐開,果香四溢,入口清甜無比;還有蓮霧、荔枝、芭樂等熱帶水果……很難想像,這樣一片「熱帶雨林」式的果園,竟然就在上海。走進位於崇明區中興鎮的太和·好時節智慧農場溫室大棚,熱帶氣息撲面而來。依託農業科技支撐,本不屬於上海的熱帶水果成功「落戶」,實現「一方水土產多方果」。記者了解到,果園裡第一批黃金百香果、木瓜到下月即可成熟,地產香蕉、芒果等,到今年10月亦可成熟上市。 木瓜熱帶水果長勢喜人太和·好時節田園綜合體示範項目總佔地540多畝,其中一期330多畝,二期200多畝。除了開展區域水環境改造等生態治理,項目最大亮點是開展了「南果北移」——把10多種熱帶水果帶到上海崇明種植。在農場溫室大棚內,記者日前看到芭蕉、香蕉、百香果、芭樂等水果多呈青綠色,只有木瓜已有部分成熟。「現在還不到上市的時候。這個基地的香蕉、木瓜等是去年國慶節才開始種植的,百香果是今年春天開始種的。到九十月份,這些水果都會陸陸續續成熟。」農場負責人莫偉告訴記者。這些熱帶水果,有望極大豐富今年秋天崇明乃至上海的地產水果品類。莫偉表示,農場內種有15畝黃金百香果,畝產可達1噸以上,木瓜、芭蕉、香蕉畝產量也很大。以香蕉為例,單棵香蕉樹可產香蕉70千克左右,一畝地可種植60棵香蕉樹,一年可種三批。這樣一算,農場的香蕉畝產可超12噸。 百香果「到今年秋天,我們一方面準備推出採摘體驗的農旅融合項目,歡迎市民遊客前來感受熱帶風情,另一方面也準備和商超合作,將這些地產香蕉等水果送進商超進行售賣。」莫偉告訴記者,和目前上海市場上的其他香蕉不同,這些地產香蕉不用在六七分熟時就被採摘、然後經過長途跋涉再到達商超和水果攤,而是可以在樹上長至九成熟以上再被採摘,所以口感也會更軟糯香甜,價格也會比市場上的香蕉略貴一些。魚類「活化石」在果樹下遊動在農場溫室大棚內,記者還看到一幕奇景:一汪魚塘竟然也在大棚裡,池底綠藻隨水流輕輕擺動,一群樣貌奇特的魚悄然穿梭其中,它們身形修長,嘴部長而扁平。「這是鴨嘴魚,就像魚頭上長了個扁扁的鴨子嘴巴一樣,學名叫匙吻鱘。」莫偉告訴記者,鴨嘴魚和鱘魚同屬於古老的硬骨魚類——鱘形目,是現存「最接近遠古魚類」的一支,有「活化石」之譽。鴨嘴魚最顯著的特徵是它的扁平長吻,佔整個身體長度的三分之一,其表面布滿感應細胞,用於覓食和探測環境。這是一種濾食性魚類,喜歡在清潔的淡水水域中生活,它們會吃掉水裡看不見的浮遊動物,如同「水中吸塵器」。一條成年鴨嘴魚一天可過濾數十萬升水體,有淨化水體的功能。除了生態價值,鴨嘴魚的經濟價值也很高。「鴨嘴魚全身都是寶。它可以當作觀賞魚,也可以被食用,這種魚沒有小刺,魚肉的口感細膩彈牙。等到鴨嘴魚性成熟後,產出的魚卵還可以製成魚子醬。今後市民遊客還可來農場體驗釣鴨嘴魚,釣到魚後我們現場烹飪,整條魚清蒸是最原汁原味、最鮮美的做法。」莫偉說。科技讓農業實現諸多「不可能」太和·好時節智慧農場能實現「南果北移」「林下養魚」的關鍵,是科技賦能。「我們通過精準滴灌、水肥一體化、電子溫室數控等技術,在大棚內實現了高富氧環境,模擬熱帶雨林氣候,以此打破物種地域和季節限制,讓熱帶水果茁壯生長。」莫偉說。設施農業升級之餘,太和·好時節智慧農場還引用並改造了獨特的基塘農業模式。莫偉告訴記者,「果基魚塘」是基塘農業的典型模式之一,指在低洼處挖塘養魚,堆積塘泥成基,基面種植果樹,形成循環系統。「我們把這種模式搬到了日光大棚內,鴨嘴魚穿梭在林間,可啄食自然落葉、落花、落果,而鴨嘴魚的排洩物,正好可以當做熱帶植物生長的天然肥料,實現養魚與種果樹的雙重收益。」崇明區中興鎮靠近上海長江大橋,區位優勢明顯,鎮域內民宿產業也有一定知名度。中興鎮相關負責人告訴記者,太和·好時節智慧農場將有望進一步帶動周邊農文旅綜合發展,「一方面持續豐富地產農產品品類、提高農產品品質,另外也將吸引來更多研學、農事採摘體驗等客流,為鄉村振興增添更多活力。」
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