中国青年报客户端讯(中青报·中青网记者 张茜 实习生 刘璇)7月25日,中国农业大学养分资源高效利用全国重点实验室、资源与环境学院、国家农业绿色发展研究院王光州副教授、张俊伶教授、张福锁院士等重点论述农业转型思路的论文,在国际顶级学术刊物《科学》(Science)在线发表。文章的题目是《调控植物-土壤反馈,推动农业可持续发展》。

“不能光看一茬的产量,还要看长远的整体效应;不能只管作物,还得看护好土壤。”中国农业大学张俊伶教授说:“我们提出了一个农业发展系统化转型的新思路,希望大家从‘朝上看’,转向‘朝下看’,要扎到土里去;希望大家不仅仅是看短期的作物产量,更要着眼于长远的健康土壤培育。”

据悉,结合中国农业大学科技小院长期扎根生产一线的实践积累,科学家们观察和剖析了农业绿色发展所面临的各种限制因素,基于在根际生态与调控领域40多年的研究积累,融合团队近年来在根际生命共同体理论研究的进展,系统阐述了植物-土壤反馈的原理、机制与调控过程,及其对推动农业绿色转型的实践意义,为农业可持续发展提供了全新的系统化解决思路和方案。

论文将生态学研究中发展较快的“植物-土壤反馈”思想引入农田生态系统,创新性地提出了作物高产与土壤健康协同的系统化研究新范式。

张俊伶表示,当前以追求高产为目标的集约化农业过度依赖高产品种和外源投入,植物-土壤互作关系被削弱,造成系统负反馈作用加大,而正反馈作用减少,土壤退化严重,土壤健康现状恶化。由于长期忽视了土壤健康,在面对农业生产实际问题时多采用“快餐式”,且“头疼医头,脚疼医脚”的片面解决方式,导致土壤生态系统失衡,土壤多功能性难以发挥,严重威胁耕地质量和农业绿色发展。论文指出,未来农业科学研究需要改变研究范式,要融合源自自然生态系统的解决方案,深入解析土壤生态系统各组分间的耦合作用以及植物-土壤-微生物之间的互作机制,发展基于植物-土壤正向反馈为目标的土壤健康管理技术,强化土壤多功能性的发挥对耕地产能的贡献,减少外部依赖,推动绿色增产增效。在农业生产实践中,做到有益生物利用与有害生物防治兼顾,短期生产和长期健康统筹,用地和养地结合,推动作物生产和土壤生态系统服务的协同,实现“地越种越好”。

基于这一新理念,论文第一作者王光州副教授表示,未来农业科学研究将有五大重点方向:深入解析植物基因组和代谢组如何调控根际微生物群落结构和功能,指出作物育种亟需第一第二基因组的融合;厘清根际微生物与土壤非生物属性之间的互作关系,培育健康土壤以支撑作物高质高产;开发定殖效率高、环境适应性强的微生物接种剂及相关绿色技术和产品,减少化学品投入;推广保护性耕作和作物多样化配置,强化种间互作和生物网络,增强地上-地下反馈协同;构建作物高产与土壤健康协同提升的长效机制和管理策略,支撑农业系统的气候韧性。

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