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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(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(hù)耕地的生物多樣性出謀劃策。與會專家認(rèn)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(jià)要素，使其成為耕地監(jiān)督保護(hù)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(tuán)隊(duì)在運(yùn)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(jìn)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(yàn)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(xiàng)目在吉林松嫩平原上建立了133個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，共采集土壤樣品3.2萬余個(gè)，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(xì)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(shí)，細(xì)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(yàn)點(diǎn)的土壤改良后，農(nóng)作物根系在蘇打堿土中的生長，在多個(gè)指標(biāo)上都能看出改善，節(jié)肢動(dòng)物的多樣性增強(qiáng)，其總量和種類都有顯著提升。
技術(shù)進(jìn)步，土壤“黑盒子”不再神秘
關(guān)于農(nóng)田微生物群落的詳細(xì)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(dòng)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(gè)環(huán)節(jié)。”鄖文聚研究員說，農(nóng)田的生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)完整鏈條，有生產(chǎn)者就有消費(fèi)者，微生物在這個(gè)鏈條上也承擔(dān)了消費(fèi)、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(diǎn)點(diǎn)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(shí)間很難研究清楚，所以有“黑盒子”的叫法。
“分子生物學(xué)的進(jìn)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(xì)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(xì)菌、真菌和古菌分別用不同的分子標(biāo)記物對其DNA進(jìn)行測序，由此可在短時(shí)間內(nèi)得到關(guān)于大量微生物較為精準(zhǔn)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(jià)，耕地監(jiān)督保護(hù)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(dòng)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(dòng)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(gè)自然生態(tài)系統(tǒng)，人工干預(yù)的準(zhǔn)則就是不要對這個(gè)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(dòng)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?yàn)樾录夹g(shù)的演進(jìn)，可以科學(xué)快速地測定分析。任雪芹教授補(bǔ)充介紹說，松嫩平原試驗(yàn)點(diǎn)的取樣，微生物的各項(xiàng)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(dòng)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(jī)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(dòng)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(rèn)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(hù)監(jiān)督工作，應(yīng)當(dāng)引入生物多樣性作為一項(xiàng)耕地資源評價(jià)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(xiàng)重要指標(biāo)。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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