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用生物技术还土壤“黑油油”景象

生物技术 时间:2020-01-01 22:28:49 作者:莫敖坤
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在粮食连年增产的同时,耕地质量、农作物病虫害等问题正困扰着我国农业发展。稳粮增收战略的实施,要求农业走环境更友好、生态可持续的道路,而研发生物综合集成技术是支撑农业可持续发展的有效解决方案之一。在目前的形势下,农业生产离不开化肥和农药,但是仅依靠化肥和农药支撑农业增产的不可持续性越来越明显,恢复土壤自然生态、激活植物自身免疫能力是摆脱这一困境的最佳选择。

石化农业造成土壤退化

目前,我国农业生产普遍依赖化肥和农药,是高投入、高产出的“石化农业”生产模式。化肥过量施用和农药滥用造成土壤酸化板结、土传病害蔓延、农业生态环境破坏、农产品品质下降等问题。“农业生产以土为本,土壤退化是最严重的问题。北大荒‘黑油油’的黑土层在四五十年的时间内,从开垦之初的80—100厘米退化到目前的20—30厘米,而形成1厘米厚的黑土至少需要400年啊!”黑龙江农垦植保协会会长王险峰痛心地说。

“去年发布的《全国土壤环境污染状况调查公报》指出我国耕地土壤点位污染超标率达19.4%,《全国耕地质量等级情况的公报》指出我国40%以上的耕地出现了退化。中央先后提出‘严守18亿亩耕地红线’、‘划定永久基本农田’、‘2020年建成8亿亩高标准农田’。公报与政策密集发布的背后是我国土壤质量恶化和耕地数量减少问题的日益严峻。”清华大学紫荆创新农业研究院主任徐子凌说。“石化农业所造成的土壤贫瘠化是一个全球性的问题。联合国将2015年定为‘国际土壤年’,呼吁世界各国重视土壤的可持续耕作。因为土壤一旦丧失活性,化肥施的再多也无济于事,而且施得越多,流失的越多!”中国农业微生物菌种保藏管理中心副主任顾金刚说。

“微生物造土”减少化学肥料施用

“在我国大面积耕地地力不足,不少地区土壤酸性化、盐碱化、荒漠化的情况下,应当利用微生物肥料,采用‘先培肥再营养’的思路进行土壤改良。微生物肥料最显著的特征是‘有生命’,以其所含微生物的生命活动产生良好的肥料效应。”顾金刚说。具体来讲,根瘤菌肥可以将大气中的氮固定土壤中,形成腐殖氨酸。钾细菌肥、磷细菌肥可以“解钾溶磷”活化化学钾肥和化学磷肥,同时促进硅、铝、铁、镁、钼等微量元素的释放和螯合;微生物产生的胞外多糖物质可以与植物黏液、矿物胚体和有机胶体凝合,改善土壤团粒结构;微生物分泌的抗生素类物质可以抑杀致病菌,赤霉素、细胞分裂素等促进农作物根系生长,从而增强抗逆性。这将大大减少化肥和农药的使用量,土壤肥力和活性会大幅提升。

“日本握美半岛以山地为主,土壤贫瘠。当地农民采用岛本酵素菌技术,处理秸秆、豆粕、粪便等有机固体废弃物以增加土壤有机质,处理化肥、山土、页岩的混合物以补充土壤矿物元素。经过30多年的‘酵素菌造土’,曾经的不毛之地,现今黑土层厚度将近30厘米,一些山地重茬25年依然优质高产。微生物肥料就像是中药,可以治本。采用‘微生物造土’将是发展现代农业的首选解决方案。”日本磐亚株式会社社长李星沙说。

植物疫苗减少化学农药施用

据统计,全世界每年因植物病毒导致的农作物损失在200亿美元左右,我国的损失在10亿美元以上,尚无理想的化学农药。“研究发现,当植物受到病毒侵害时会释放植保素、乙烯、水杨酸、茉莉酸及多酚类物质,这些初始反应表明植物存在与动物免疫系统相类似的可诱导的抗性系统。那么,植物可以像人一样接种‘牛痘’—植物疫苗来获得后天免疫能力。”中国农业科学院植物保护研究所副所长邱德文说。

我国处于研究前沿的植物疫苗是植物免疫蛋白,它能够激活植物抗病蛋白相关基因的表达和植物自身防御酶系统,增强植保素和木质素合成,对病害产生广谱抗性。2014年,中国农科院植保所在湖南长沙用植物免疫蛋白防治南方水稻黑条矮缩病效果可达60%—70%,与杀虫剂配合使用防效高达80%。在云南大理宾川用植物免疫蛋白抑制农作物白粉病、霜霉病效果达到90%。在北京延庆用植物免疫蛋白防治番茄灰霉病效果达到75.38%。

“植物免疫要从种子开始。用植物免疫蛋白处理后种子的发芽率可以提高到93.30%,而且根系十分发达。根壮自然叶茂,作物吸水、吸肥能力会大大提高,抗逆性也会增强。据估算,科学使用植物免疫蛋白,农药可以减用20%、化肥可以减用25%、作物增产7%—8%,这将大大促进土壤自然生态恢复。”邱德文说。“企业的责任是将科学理念付诸实践。将微生物肥料与植物疫苗结合起来,打造‘中国地,放心土,安全粮’应该是我们农资企业的共同使命。”北京科福农生物科技有限责任公司总经理赵金鹏说。

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