剛剛過去的第七個“世界土壤日”主題為“保持土壤生命力、保護(hù)土壤生物多樣”。土壤猶如地球的皮膚，其中蘊(yùn)藏著細(xì)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?為何要關(guān)注土壤中的生物多樣性?近日，《科技周刊》記者采訪到高?？蒲性核嚓P(guān)專家，探索“地球皮膚”中的秘密。

別小看一克土壤，

它蘊(yùn)含數(shù)以億計(jì)微生物

土壤是萬物之源、農(nóng)業(yè)之本。土壤是怎么形成的?南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院教授潘根興說，巖石經(jīng)過風(fēng)化就形成了土壤，但是由于溫度、水分、地形、生物等成土過程的條件不同，造就了五彩斑斕的土壤。土壤是地球的皮膚，也是萬物之源，農(nóng)業(yè)之本，它孕育了不同的土壤文明，正所謂一方水土養(yǎng)一方人。

今年的“世界土壤日”主題提到保持土壤生命力，潘根興認(rèn)為，健康的土壤就是有生命力的土壤。“有人說，土壤里，蚯蚓、線蟲、蟻類多，土壤就好。也有人說，種出來的糧食高產(chǎn)、好吃，那么土壤就是健康。”在潘根興看來，健康的土壤，需要具備多種條件，比如具有良好的自凈能力和生態(tài)環(huán)境，土壤的土質(zhì)和結(jié)構(gòu)沒有被破壞、被污染，適合植物生物生長，土壤里能夠看到一些生物活動的證據(jù)。潘根興拿出一塊樣土告訴《科技周刊》記者，從土壤的剖面能看到，土壤里不僅僅有泥土，還有水、植物根系、微生物、藻類等生物，所以說土壤是有生命力的，它是水庫、碳庫、生物庫，它還是有機(jī)物的凈化場。

“土壤生物多樣性的作用非常大，以微生物為例，每一克土壤中有數(shù)以億計(jì)的微生物，它們可以進(jìn)行養(yǎng)分循環(huán)轉(zhuǎn)化，還能凈化環(huán)境污染，同時調(diào)節(jié)生態(tài)系統(tǒng)。”中國科學(xué)院南京土壤研究所土壤生物與生化研究室主任褚海燕介紹，近年來，土地利用方式改變、生物入侵以及環(huán)境污染等，極大地威脅土壤生物多樣性。所以今年土壤日的主題，旨在通過應(yīng)對日益嚴(yán)峻的土壤管理挑戰(zhàn)，警醒土壤生物多樣性喪失，提高對維持健康生態(tài)系統(tǒng)和人類福祉重要性的認(rèn)識，鼓勵世界各地的政府、組織、社區(qū)和個人積極致力于改善土壤健康。

“土壤資源是有限的。健康的土壤跟聯(lián)合國17項(xiàng)全年發(fā)展目標(biāo)都有著直接或間接的關(guān)系。”潘根興說，俗話說一個地球只有一寸土壤，有人說，可以人工造土，但你能配比出土壤物質(zhì)，卻造不出土壤生態(tài)。健康的土壤，不僅僅是提供植物生產(chǎn)，消除饑餓，它還為地球提供清潔能源，還在人類文明可持續(xù)發(fā)展等方面起重要作用。因此，只有保護(hù)好土壤的結(jié)構(gòu)才能保證土壤的功能，讓人類文化得以燦爛及更好地延續(xù)。

有益微生物，

呵護(hù)土壤提高作物產(chǎn)量

落紅不是無情物，化作春泥更護(hù)花。這一句耳熟能詳?shù)脑娋浞从吵鐾寥牢⑸锏木薮筘暙I(xiàn)。“農(nóng)作物產(chǎn)量高不高，就看土壤中的有益微生物多不多。”褚海燕說，2015年，他和研究團(tuán)隊(duì)在安徽的小麥試驗(yàn)田進(jìn)行土壤試驗(yàn)，他們最新發(fā)現(xiàn)，土壤樣品中的關(guān)鍵微生物菌群如解磷菌、光合菌等有益微生物能夠增強(qiáng)土壤中碳、氮等養(yǎng)分元素的循環(huán)，促進(jìn)小麥對養(yǎng)分的吸收，提高小麥產(chǎn)量。

事實(shí)上，土壤微生物也被比擬為養(yǎng)分循環(huán)的“轉(zhuǎn)化器”、環(huán)境污染物的“凈化器”、生態(tài)系統(tǒng)的“穩(wěn)定器”，保護(hù)好土壤微生物多樣性具有重要意義。中國科學(xué)院南京土壤研究所科技處孫瑞娟博士說，土壤生物多樣性不僅是重要的科學(xué)前沿，也與我們的生活息息相關(guān)，亟需在全社會開展科普工作，提高公眾對土壤生物多樣性的保護(hù)意識。南京土壤所建立了土壤標(biāo)本館、土壤博物館，經(jīng)常性組織專家針對中小學(xué)和社區(qū)公眾開展科普講座，取得了較好的效果。例如，針對化學(xué)氮肥施用過量的問題，開展了相關(guān)科普講座，介紹了土壤微生物如何導(dǎo)致致癌性的地下水硝酸鹽污染，提供了中小學(xué)生和公眾對合理施肥意義的了解。

由于土壤類型、環(huán)境條件和季節(jié)變化等各種因素的不同，土壤微生物在種類、數(shù)量和分布上也會受到影響，存在差異。比如在水田和旱田中的土壤微生物組成存在差異，中國科學(xué)院南京土壤研究所研究員馮有智指出，水田中的微生物以厭氧微生物為主，旱田則以好氧微生物為主。中國科學(xué)院南京土壤研究所研究員陳瑞蕊也表示在水田研究中發(fā)現(xiàn)，在不施化肥的情況下，水田的產(chǎn)量多于旱田，原因在于旱田和水田的微生物多樣性和功能存在差異，旱地更依賴于化肥，而水田中的微生物有助于累積有機(jī)質(zhì)，保持土壤肥力。

“土壤生物中包含有益微生物，同樣也包含有害微生物。今年的‘世界土壤日’主題后半句是保護(hù)土壤生物多樣，也就是說既要考慮保護(hù)有益生物，也不要盲目放任有害生物。”褚海燕說，在保護(hù)有益微生物時，也要考慮其他微生物帶來的影響。

如何營造富含有益微生物的土壤環(huán)境?褚海燕認(rèn)為，首先要改善土壤生態(tài)環(huán)境。在農(nóng)田中施用綠肥，以有機(jī)肥和微生物替代化肥;減少大量使用農(nóng)藥，緩解農(nóng)藥對土壤微生物的傷害;維持地上植物多樣性，保證輸入到土壤中的有機(jī)物數(shù)量，為土壤微生物提供良好生存環(huán)境;同時還要保護(hù)林地及減少草地過度放牧等。

江蘇土壤質(zhì)量整體優(yōu)良，

保護(hù)技術(shù)領(lǐng)先

近年來，江蘇的土壤專家們通過生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查、測土配方施肥、土壤環(huán)境調(diào)查、耕地土壤重金屬污染防治普查、農(nóng)用地土壤污染狀況詳查等工作，逐漸掌握了江蘇省土壤資源基本情況，完成了土壤質(zhì)量類別劃分，實(shí)現(xiàn)了土壤資源的分類管理。總體看，江蘇省的土壤質(zhì)量整體優(yōu)良，絕大部分耕地土壤為優(yōu)良等級。

中國科學(xué)院南京土壤研究所研究員滕應(yīng)介紹，江蘇一直重視土壤資源的有效利用和保護(hù)。在耕地土壤質(zhì)量提升方面，通過高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)、秸稈機(jī)械化還田、深耕深翻、土壤退化耕地改良、增施有機(jī)肥、種植綠肥等措施的實(shí)施，提升了土壤有機(jī)質(zhì)，消除土壤旱澇、鹽堿、沙粘、瘠薄、酸化等障礙因子，耕地質(zhì)量等級逐年提升。

耕地質(zhì)量等級的提升離不開科技手段的革新。在農(nóng)作物種植中，不少農(nóng)民因?yàn)檫^度使用肥料，陷入了“越不長越施肥，越施肥越不長”的怪圈，揚(yáng)州大學(xué)成立的國內(nèi)首家“土壤醫(yī)院”根本性解決了土壤連作障礙等一系列問題。揚(yáng)大“土壤醫(yī)院”相關(guān)負(fù)責(zé)人盛海君告訴《科技周刊》記者，揚(yáng)大環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院已形成一套土壤障礙快速診斷與精準(zhǔn)治理的技術(shù)體系，能有效解決土壤鹽漬化、重金屬污染、酸堿失衡等問題。通過土壤改良新技術(shù)，減輕了土壤對環(huán)境的污染負(fù)荷，保護(hù)設(shè)施使用年限延長了50%，作物年均增產(chǎn)5%以上。與同類技術(shù)及項(xiàng)目相比，該研究成果水平已達(dá)到省內(nèi)領(lǐng)先、國內(nèi)先進(jìn)。

除了幫助農(nóng)民種田，“土壤醫(yī)院”還幫助市民解決花草種植方面的難題。“每年學(xué)院都會定期去社區(qū)‘義診’，利用土壤檢測儀，對小區(qū)居民家中長勢不好或出現(xiàn)問題的盆栽土壤進(jìn)行取樣分析，并為居民提供有效的改良方式。”盛海君說。

最新數(shù)據(jù)顯示，在土壤科學(xué)家的努力和高科技土壤保護(hù)技術(shù)“加持”下，2019年江蘇全省耕地主要肥力指標(biāo)比上世紀(jì)提高了20%—300%，有力地保障了江蘇省“米袋子”、“菜籃子”等工程的實(shí)施，使江蘇這樣一個人口大省，糧食、肉類、蔬菜、瓜果等能基本滿足本省需求。