“人们关注土地的粮食产出，关注化肥、农药，但很少有人了解，土壤环境的不合理，使得每亩地每年损失100公斤粮食，而我们的目标，是夺回这100公斤，并且让地越种越肥。”中国农业大学教授、中国工程院院士张福锁团队首次将“植物-土壤反馈”理论引入农田生态系统，并揭示土壤“越种越好”的反馈机制，该成果发表于《科学（Science）》杂志。近日，新京报记者对话张福锁，解读藏在土壤深处的秘密。
化肥农药，不是洪水猛兽
新京报：能否介绍一下这项研究的初衷？
张福锁：土壤为人类提供了95%以上的食物，是人类生存所必需的食物与营养来源。人民群众对美好生活的向往，首先就会体现在吃饭问题上，也就是从吃得饱向吃得好、吃得营养健康转变，只有健康的土壤才能生产出优质健康的食物。但是对土壤的关注不足，使得土壤质量下降，形成了“投入越来越多，地越种越馋，资源效率越来越低，作物品质和环境生态越来越差”的恶性循环。造成这种现象的根源在于，当前的作物管理以产量为主要目标，长期忽视了农田管理措施对土壤的反馈效应，即“遗产效应”，导致土壤负反馈不断加大，正反馈缩小，土壤“遗产”不断缩减或者被耗竭，严重威胁耕地质量和农业可持续发展。
新京报：化肥农药等化学品的大量使用，是不是土壤质量降低的主要因素？
张福锁：化肥农药等确实有一定影响，也一直都有声音，反对化肥农药的使用。但实际上，如果不使用化肥，我们很难获得持续稳定的高产，很难保障14亿人的粮食安全。同时，化肥也不是土壤质量降低的必然因素，比如板结问题。在以前，化肥中大量使用硫酸铵，其中铵被吸收，硫酸根与钙结合形成硫酸钙，导致土壤板结问题的出现，但现在，硫酸铵已经不是主要使用的化肥了，尿素才是，而尿素不会导致土壤板结。化肥农药的真正问题，是不合理使用、过量使用，我们过去的研究发现，目前使用的化肥，只要一半就足以满足农作物所需，而多出来的部分，或者渗透到耕作层以下，几乎很难再被利用，或者随着地表径流、地下水等，进入自然环境中，造成水体富氧化等各种生态问题。
土壤健康，隐形的粮食损失
新京报：你认为，土壤健康受到影响的主要原因是什么？
张福锁：现代农业是以作物产量提升为目标，主要针对作物高产性状开展优良品种选育，造成作物品种单一，单一且连年种植作物的土壤中积累了大量的病原微生物，极易导致作物减产。与此同时，在栽培管理中，过度依赖化肥、农药等化学品的大量投入，导致土壤酸化、次生盐碱化、土壤生物多样性下降等严重问题，极大地影响土壤健康，对作物产量和农产品品质产生负面影响。我们的研究发现，在粮食种植中，一亩地每年因为土壤问题造成的隐形损失，可以达到100公斤，而我们全国的农业专家、农民，拼命努力，加上风调雨顺，增加的平均产量，不过几公斤。
新京报：新研究中，利用了“植物-土壤反馈”理论，这是不是农业领域的新理论？
张福锁：“植物-土壤反馈”理论，其实是生态学研究中，近年来非常新的一个理论。简单来说，土壤中生长植物，必然会对土壤环境造成变化，这种变化会反过来影响植物本身的生长。但是这个理论其实发源于农田生态系统，比如，长期种植单一作物造成的连作障碍问题就是典型的负反馈。所以，农业生产中，禾本科一般与豆科轮作，禾本科可以抑制豆科的病害，而豆科植物有固氮效应，可以富集氮元素，让下一茬生产更有利，这就是一种正反馈作用。我们将这一理论引入农田生态系统中，去进行研究，就是为了更好发挥正反馈，同时避免负反馈，让土壤变得更健康，把损失的农产品夺回来，获得更好的产量。
越种越肥，通过技术可以实现
新京报：这项研究从什么时候开始？能否介绍一下研究中的故事？
张福锁：这项研究是在科技小院的实践中出现和开始的，科技小院是中国农业大学一项科研、服务、教育领域的创新，让校园和实验室的老师、学生，走进农民的院子和农田，长期和农民一起生活、生产，同吃同住同劳动，在生产一线发现问题，解决问题，也完成科研任务。让科研、教育真正为农业生产服务，为农民服务。就在这个过程中，我们的师生发现了土壤的问题，举例来说，种人参、田七等中药材，种一次，这块地大概10年不能继续种同样的药材，这种连作障碍，其实就是土壤中富集了大量对该作物有害的病原菌，不只是人参，很多作物都有同样的问题，需要采取很多办法去缓解和治理。我们就想，这里到底都有哪些具体的土壤问题，有什么样的办法，可以治理这样的土壤？为了弄清楚这个事情，我们上千家科技小院，针对不同的作物，在全国各地展开了长期监测和研究，形成了我们新的认识和解决问题的思路，也才有了这篇发表于《科学》杂志的新论文。
新京报：对于农业生产来说，新的研究有怎样的帮助？
张福锁：地是不是越种越瘦，越种越薄？很多人这么认为，但这是不对的，新中国成立时，我们的粮食亩产只有几十上百斤，改革开放之初，只有几百斤，但现在一亩地一年产一千斤粮食，已经成了普遍现象，高产的农田，一年可以生产一吨半，也就是三千斤，而且不是个例，在不少地方已经有大面积的吨半粮田。而我们的目标，就是通过保持土壤健康，让植物的正反馈更好发挥出来，配合新的品种选育、管理技术的进步等，实现土地的可持续发展，让土地越种越肥，越种越健康，实现绿色可持续发展。在未来，土壤健康水平的提升，不仅有希望夺回失去的隐形损失，也有希望让土地的产出更进一步提升。更重要的是，健康的土壤，生产出来健康的食品，这恰恰是社会发展、人民生活水平提高后，必然的需求。
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