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8月19日，自然資源部農(nóng)用地質(zhì)量與監(jiān)控重點實驗室舉辦專題研討會，約請來自中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的專家學(xué)者們，一起為如何保護耕地的生物多樣性出謀劃策。與會專家認為，在人與自然和諧共生的理念下，有必要將生物多樣性納入耕地資源評價要素，使其成為耕地監(jiān)督保護的重要抓手。
修復(fù)后的土壤，微生物多樣性大幅提升
研討會上，胡樹文教授介紹了他的團隊在運用新型天然高分子材料治理鹽堿地過程中，耕地生物多樣性方面的“進步”。這種新材料制成的土壤調(diào)理劑，可以將高度分散的土壤顆粒黏合在一起，重塑土壤結(jié)構(gòu)，增大土壤孔隙度，隨著水分滲透性大幅增加，土壤脫鹽效率可提高10倍以上。這一技術(shù)已在吉林、黑龍江、內(nèi)蒙古、山東多地試驗成功，輔以配套農(nóng)藝技術(shù)和后期的農(nóng)田綠色管理，短短一年就能看到從鹽堿荒地到高產(chǎn)良田的變化。生態(tài)修復(fù)后形成產(chǎn)能穩(wěn)定的新增水田，水稻公頃產(chǎn)量穩(wěn)產(chǎn)在7500公斤～9000公斤，不僅能夠保障耕地產(chǎn)能，還能持續(xù)恢復(fù)周邊生態(tài)環(huán)境。
由胡樹文主導(dǎo)的項目在吉林松嫩平原上建立了133個試驗點，共采集土壤樣品3.2萬余個，積累了連續(xù)10年水稻田土壤微生物豐度變化數(shù)據(jù)。除了研究土壤在物理、化學(xué)層面的變化，他們還選取了連續(xù)復(fù)墾10年的田塊，利用前沿分子生物學(xué)技術(shù)，探求土壤改良后蘇打堿土微生物群落的變化。研究成果顯示，土壤改良一年后，其細菌多樣性指數(shù)就有明顯上升，代表菌群多樣性的指數(shù)從改良前的1500升至將近2500，并呈現(xiàn)逐年增長趨勢，直至5年后趨于穩(wěn)定；同時，細菌的均衡度指數(shù)也在逐漸提升，群落結(jié)構(gòu)得以重塑。另外，兩類微生物真菌和古菌的情況與之類似。試驗點的土壤改良后，農(nóng)作物根系在蘇打堿土中的生長，在多個指標上都能看出改善，節(jié)肢動物的多樣性增強，其總量和種類都有顯著提升。
技術(shù)進步，土壤“黑盒子”不再神秘
關(guān)于農(nóng)田微生物群落的詳細分析，引起了在場專家學(xué)者的普遍興趣。“農(nóng)田的生物多樣性只觀測動植物是不夠的，微生物是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的一個環(huán)節(jié)。”鄖文聚研究員說，農(nóng)田的生態(tài)系統(tǒng)是一個完整鏈條，有生產(chǎn)者就有消費者，微生物在這個鏈條上也承擔(dān)了消費、分解的重要作用。微生物雖然小到肉眼看不見，但其能量不可小覷。
現(xiàn)場有專家表示，一點點土壤對于微生物來說就好像是一顆星球。它們不僅數(shù)量大，而且種類多、變數(shù)也多，過去很長一段時間很難研究清楚，所以有“黑盒子”的叫法。
“分子生物學(xué)的進步，給了我們逐漸解開土壤‘黑盒子’秘密的鑰匙。”馬可副教授詳細解釋了土壤微生物群落的研究方式：稱取0.5克土壤樣品，對細菌、真菌和古菌分別用不同的分子標記物對其DNA進行測序，由此可在短時間內(nèi)得到關(guān)于大量微生物較為精準的數(shù)據(jù)。“微生物測序技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到第三代，相當(dāng)成熟，一天之內(nèi)就可以測試百萬量級以上，而且成本可控。”
生態(tài)評價，耕地監(jiān)督保護的新抓手
有學(xué)者提醒說，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中為了獲得高產(chǎn)，往往使用催熟激素，再加大除草劑用量，而除草劑把原本吃雜草的節(jié)肢動物和授粉昆蟲也消滅了。這樣，不僅農(nóng)作物自身的多樣性受影響，與農(nóng)田共生的動植物也會受損減少，更重要的是，在如此生態(tài)系統(tǒng)失衡的農(nóng)田里種出來的食物，人吃下去也同樣是有害的。對此，鄖文聚分析說，“耕地本質(zhì)上也是一個自然生態(tài)系統(tǒng)，人工干預(yù)的準則就是不要對這個系統(tǒng)造成不可逆的損害。否則，對耕地生態(tài)系統(tǒng)的損害，也是對自然資源的損害。”
從鹽堿荒地改良案例可以看出，生態(tài)修復(fù)后，不僅農(nóng)作物和與之共生的動物受益，在農(nóng)田生態(tài)鏈條上有重要作用的微生物也在“康復(fù)”，而且因為新技術(shù)的演進，可以科學(xué)快速地測定分析。任雪芹教授補充介紹說，松嫩平原試驗點的取樣，微生物的各項數(shù)據(jù)尤其群落結(jié)構(gòu)改變，可以科學(xué)定量地看出耕地在生態(tài)維度上的變化：喜愛高鹽高堿環(huán)境的微生物不見了；相應(yīng)地，土壤固碳作用、纖維素分解作用、硝化作用、腐殖質(zhì)分解作用等顯示耕地生態(tài)恢復(fù)的微生物活動逐年階梯式上升。
“大部分土壤微生物對作物生長發(fā)育有益。微生物關(guān)乎土壤肥力，在有機質(zhì)的分解、腐殖質(zhì)的形成中都發(fā)揮作用。在生物圈的維持中，土壤微生物是地球生物化學(xué)循環(huán)的主要推動者。我們需要知道耕地中生存的微生物過得好不好。”鄖文聚說。
與會專家學(xué)者一致認為，耕地質(zhì)量不能簡單地以糧食產(chǎn)能作為判斷依據(jù)。從自然生態(tài)系統(tǒng)的角度審視耕地保護監(jiān)督工作，應(yīng)當(dāng)引入生物多樣性作為一項耕地資源評價要素，作為給耕地“體檢”，看土壤修復(fù)后“康復(fù)”狀況如何的一項重要指標。耕地“健康”了，種出來的食物才更健康，最終受益的也是人類。
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