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  发布时间:2019-08-30 09:23  责任编辑: admin  点击率:13970   文章来源:    自定样式:
做好耕地保护监督,也要懂达尔文、巴斯德
说到耕地红线,当下中国不知道的人估计不多。但如果往深处问,这块地为什么可以是耕地?为什么有的耕地连年高产,依然越种越肥;有的耕地收获不多,却越种越差了呢?估计能答上来的人就不多了。

  然而,即使能够回答这后两个问题,也不表明你已经站在了科学前沿。做好今天的耕地保护监督,不仅要懂李比希,更要懂达尔文、巴斯德。耕地保护监督的科学前沿支撑,是农田里的动物和微生物。

  在巴斯德之前,人类认识中只有植物和动物。巴斯德等证实了微生物参加生命循环,创立了有机物质发酵学说,启示人们用微生物观点研究土壤中的物质变化过程。

  微生物对有机物质的分解作用,不仅取决于微生物的性质,也决定于有机质分解过程中的环境条件。在有氧好氧条件下,碳水化合物可完全分解成二氧化碳;在嫌气厌氧条件下,碳水化合物进行不完全分解,形成醇类、有机酸和某些气体,如氢、甲烷和二氧化碳。微生物对尿素和其他含氮物质的分解,是土壤与堆肥中的植物及动物残余物腐烂时的重要过程。

  同时,学界公认土壤动物研究始于达尔文。达尔文1840年发表“关于土壤的形成”,1881年发表《蚯蚓对耕作土壤形成的作用》。达尔文指出,每年每公顷有14吨泥土通过蚯蚓消化道排出。1956年,更有人在喀麦隆调查后指出,蚯蚓年公顷搬运量为几吨到30吨,最高为1200吨。我国科学家张与真指出,蚯蚓活动产生的粪冢团聚体,无论是农田、林地、草地或菜园,含氮量均比原土壤显著增加,速效钾提高2-3倍(最高20倍)、速效钾提高40%(最高1.2倍)。

  俄罗斯土壤学家古塔夫松在“关于农业微生物基础”(1890年)指出:土壤是活的体系,低等生物在这个体系的特性中起着巨大的作用。美国科学家瓦克斯曼在《土壤微生物学原理》(1927年)、《土壤微生物学》(1952年)确立了从土壤有机物质转化开始来分析养分转化的理论逻辑,强调了土壤有机物质的转化,系统论述了“微生物和土壤肥力”。我国科学家、中科院院士侯光炯先生在《中国农业土壤概论》中明确指出,“土壤是具有明显生理功能的类生物体,具有呼吸作用、具有消化作用、具有循环系统。”

  科学研究业已证实,土壤肥力的基础是土壤有机质、土壤无机—有机复合体的含量和土壤的生物活性。土壤微生物不仅作用于有机质的分解过程,还参与了腐殖质的形成过程。土壤微生物在生物圈的维持中,发挥着中枢作用,是地球生物化学循环的主要推动者。土壤微生物是土壤中物质转化的动力因素,如固氮作用、硝化作用、反硝化作用、纤维素分解作用、腐殖质分解和合成作用,磷、硫、铁以及其他元素的转化等。相同的微生物种群可以行使不同的土壤功能,相同的土壤过程也可以由不同微生物种群来完成。

  近200年来的科学研究发现证明,耕作土壤不仅是生命的摇篮,而生命也参与了耕作土壤的建构。把耕作土壤仅仅看成是水、肥、气、热的物理存在和化学存在是不够的,耕地资源是一个地地道道的生命存在。搞好耕地保护,完善最严格的耕地保护制度,必须在关注耕地中的矿物组成及其有效性的同时,关注生物及其多样性。

  土壤中生物化学反应几乎都是由酶驱动的,在碳、氮、硫、磷等元素的生物循环中都有酶的作用。土壤酶是土壤新陈代谢的重要因素,与微生物细胞一起推动物质转化。我国著名土壤学家陈恩凤先生指出,“土壤酶是指来自微生物、植物和动物的具有高度催化作用的蛋白质。它能在近常温、常压和适宜的pH的条件下,大大加快土壤中的许多主要的生物化学过程,包括腐殖物质的合成和分解、各类有机物质的分解与转化,以及有机物质与某些无机物质的氧化和还原等。”

  科学研究也证实了,土壤微生物活动状况受土壤营养状况、pH、质地、温度、水分和通气性等的影响,利用方式(耕作、免耕、连作、肥料、农药、除草剂)、土壤污染、环境变化、管理差异等是导致土壤微生物多样性及其生态功能变化的重要因素。土壤中微生物的种类很多、数量也很大,一克土壤中就有几亿到几百亿个。大部分土壤微生物对作物生长发育是有益的,它们对土壤的形成发育、物质循环和肥力演变等均有重大影响,当然也有那么些不被人喜欢的致病微生物。

  因此,正是有了土壤微生物的默默耕耘,大地才会有春华秋实的生生不息。我们关注米袋子、菜篮子、农产品质量,必须从关注土壤质量、耕地健康,从关注土壤微生物、土壤动物做起。

  我们应该也必须关注和确切地知道土壤生物的生存状态,土壤生物生活得好不好,直接关乎我们人类的生存质量和可持续性。当代中国的高质量发展,离不开完善最严格耕地保护的土壤生物视角。

  事实上,人类关于土壤生物学的知识仍然极其贫乏,远没有我们对浩瀚宇宙、苍茫海洋、地球深部懂得多。茅台酒好喝,是碰巧抓住了“茅台菌”,美好生活需要我们继续捕捉存在与名特优农产品生长土壤中的“有益微生物”“友好动物”。新西兰人毛拉曾经感叹:“人们很少静下心来,庆幸拥有如此美丽而神奇的土壤。像其他自然体一样,分布于世界各地的土壤中,很多有趣的秘密需要耐心的观察者去揭示啊!”

 

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