莊稼一枝花，全靠肥當(dāng)家。肥料是糧食的“糧食”，土壤養(yǎng)分的豐缺對(duì)糧食作物生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量及質(zhì)量有巨大影響。如何科學(xué)培肥地力、提高養(yǎng)分資源利用效率是關(guān)系到耕地健康和糧食安全的重大科技難題。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所植物營(yíng)養(yǎng)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)青年助理首席副研究員艾超緊緊圍繞耕地肥力這個(gè)“要害”，在土壤培肥與養(yǎng)分循環(huán)機(jī)理方面開(kāi)展了系統(tǒng)研究，作為主要參與人完成的“主要糧食作物養(yǎng)分資源高效利用關(guān)鍵技術(shù)”，大幅提高了養(yǎng)分資源效率、作物產(chǎn)量和綜合效益，為落實(shí)國(guó)家“藏糧于地”戰(zhàn)略提供了重要科技支撐。

艾超從小生長(zhǎng)在湖南農(nóng)村，親身感受到了周邊農(nóng)村和農(nóng)業(yè)的巨大變化。2005年，他來(lái)到河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)，正式開(kāi)啟了農(nóng)學(xué)生涯。通過(guò)系統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)，艾超逐漸意識(shí)到，化肥是保障全球糧食安全的基石，但同時(shí)它又是一把雙刃劍，不合理施用會(huì)帶來(lái)很多負(fù)面問(wèn)題。如何合理施用化肥將成為今后農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題，這將是大有可為的領(lǐng)域。2009年，艾超進(jìn)入中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院攻讀博士學(xué)位并留院工作。

談起從事農(nóng)業(yè)科研的初心，艾超深情地回憶道：“我老家屋后面有條小河，小時(shí)候是那么清澈透明，經(jīng)常在那里釣魚(yú)。大學(xué)畢業(yè)回去再看時(shí)，已經(jīng)全變成了渾濁的綠水，再后來(lái)，就變成了一條無(wú)人問(wèn)津的臭水溝。我深知這條河流演變的內(nèi)在原因，主要是化肥過(guò)量施用所引起的水體富營(yíng)養(yǎng)化。我有一些愧疚，因?yàn)樗鶎W(xué)的知識(shí)沒(méi)能拯救這條小小的河流。全中國(guó)可能還有很多這樣的小河，如果我們還不行動(dòng)起來(lái)，那些曾經(jīng)美好的風(fēng)景終將消失在我們面前。這些是鄉(xiāng)村振興中亟待解決的問(wèn)題，也是我們農(nóng)業(yè)科技工作者的主戰(zhàn)場(chǎng)。”

我國(guó)化肥不合理施用情況較為嚴(yán)重，肥料利用率低于發(fā)達(dá)國(guó)家。過(guò)量施用的化肥并不能完全被作物吸收利用，使得大量剩余養(yǎng)分進(jìn)入了環(huán)境，引起系列的環(huán)境問(wèn)題。針對(duì)我國(guó)化肥過(guò)量施用，而畜禽糞肥、秸稈等有機(jī)養(yǎng)分資源未充分利用這一突出問(wèn)題，艾超把科研方向鎖定在了“有機(jī)肥部分替代化肥條件下土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化的微生物學(xué)機(jī)理”。

我國(guó)農(nóng)作物秸稈資源量每年達(dá)7.2億噸，所含氮磷鉀養(yǎng)分量高達(dá)1980萬(wàn)噸，主要畜禽糞尿資源量每年達(dá)23.2億噸，所含氮磷鉀養(yǎng)分量達(dá)3014萬(wàn)噸。然而，這樣一個(gè)巨大的肥料“寶庫(kù)”還沒(méi)有被充分利用。艾超告訴記者，當(dāng)前，我國(guó)農(nóng)田秸稈直接還田和有機(jī)肥還田不到50%，大量秸稈或畜禽糞肥被丟棄或不合理處理，造成養(yǎng)分資源浪費(fèi)和環(huán)境污染問(wèn)題。當(dāng)前制約我國(guó)有機(jī)養(yǎng)分資源高效利用的關(guān)鍵瓶頸之一是有機(jī)養(yǎng)分循環(huán)過(guò)程和生物有效性不明，導(dǎo)致肥效不穩(wěn)定。艾超參與完成的“主要糧食作物養(yǎng)分資源高效利用關(guān)鍵技術(shù)”，率先揭示了有機(jī)肥施用能夠恢復(fù)施用化肥所改變的土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，構(gòu)建了作物高效內(nèi)生固氮復(fù)合菌系，闡明了潮土秸稈分解的氮素調(diào)節(jié)機(jī)理。相關(guān)技術(shù)在我國(guó)7省推廣應(yīng)用，大幅提高了肥料養(yǎng)分利用效率、作物產(chǎn)量和綜合效益，并榮獲2020年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

農(nóng)業(yè)科研就像在黑暗的道路中摸索前進(jìn)，過(guò)程漫長(zhǎng)而艱辛。回想起科研之路的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，艾超說(shuō)：“誠(chéng)者，天之道也;思誠(chéng)者，人之道也?？蒲行枰量嗟母冻觯恳环中量喽紱](méi)有白費(fèi)，一次次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的積累為科研順利開(kāi)展奠定了良好基礎(chǔ)。”在秸稈分解微生物學(xué)機(jī)理研究中，如何獲得高豐度同位素標(biāo)記秸稈樣本是困擾很多實(shí)驗(yàn)室的難題。當(dāng)時(shí)主要樣本從國(guó)外購(gòu)買(mǎi)，價(jià)格十分昂貴，使得大規(guī)模試驗(yàn)成本巨大。通過(guò)前期大量的密閉環(huán)境植物生長(zhǎng)試驗(yàn)，科研團(tuán)隊(duì)研究設(shè)計(jì)了一種“培養(yǎng)高豐度同位素碳、氮雙標(biāo)記植物樣品的循環(huán)系統(tǒng)”，能夠低成本制備13C和15N豐度大于95%的秸稈材料，獲得了相關(guān)專(zhuān)利，為后續(xù)大規(guī)模秸稈機(jī)理研究奠定了很好的基礎(chǔ)。2017年，在中國(guó)科協(xié)青年托舉人才工程項(xiàng)目的支持下，開(kāi)展了“我國(guó)不同土壤類(lèi)型秸稈分解的微生物學(xué)過(guò)程與調(diào)控機(jī)理”相關(guān)研究。艾超帶領(lǐng)學(xué)生走在大江南北的農(nóng)田里，從最北端的漠河采土一直到最南端的三亞，與當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶(hù)交流，采集和分析大量樣品，通過(guò)大尺度田間土壤樣品采集，分析秸稈還田條件下不同土壤類(lèi)型微生物群落響應(yīng)機(jī)制的異同，闡明不同區(qū)域秸稈分解的“通用型核心微生物區(qū)系”和“地域型核心微生物區(qū)系”群落組成和生態(tài)功能，揭示外源秸稈腐解菌株與土著微生物的互作關(guān)系，為秸稈資源高效利用提供重要理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

作為一名“80后”科研工作者，艾超與他的學(xué)生亦師亦友。學(xué)生試驗(yàn)進(jìn)程受阻時(shí)，他會(huì)親自參與到試驗(yàn)中去，傳授試驗(yàn)過(guò)程中的關(guān)鍵技巧，他希望帶領(lǐng)學(xué)生們快樂(lè)科研，把科研當(dāng)成一份愛(ài)好和有興趣的工作來(lái)做。

面向農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略國(guó)家重大需求，艾超表示，將繼續(xù)在肥料養(yǎng)分資源高效利用的研究科研道路上腳踏實(shí)地、深耕易耨，讓土壤更健康，讓糧食更安全。