王爽 培育“益生菌”让黑土重生
发布时间:2020-12-07 19:20:22  消息来源:黑龙江农业信息网  作者:佚名

王爽在实验室接种功能微生物。 王爽在实验室接种功能微生物。文/摄 记者 彭溢

  在一个直径不足10厘米的扁圆盒中,呈现出一幅雾气飘飘的林间雪景。这雪景可不简单,它的制造者是微生物。“这里面有成千上亿个细胞,是我养的‘功能菌’新种。你别看它小,却能起到让黑土重生、粮食增产的巨大作用。”近日,在黑龙江省农业科学院土壤肥料与环境资源研究所,“黑土资源保护与持续利用”国家重点领域创新团队后备带头人王爽小心翼翼地拿着她的宝贝向记者介绍道。

  “耕地是粮食生产的‘命根子’。东北黑土地之所以肥沃,离不开其中丰富的微生物种群,然而,由于对黑土资源的过度开发利用,黑土中的微生物种群在减少,使得黑土耕地质量下降。”王爽告诉记者,她的研究工作重点,就是利用现代生物技术实现黑土微生物肥力的定向培育,让退化的黑土重生,实现“藏粮于地”。

  来自国外的震撼

  王爽2011年从哈工大博士毕业后,来到黑龙江省农业科学院土壤肥料与环境资源研究所工作。

  从事农业科研既需要具备学者的缜密思维,又需要具有农民的实践操作能力,整天摸爬滚打都是在田野里。 虽然在校学习期间也研究微生物,但那主要是在实验室里,城市中长大的她从未与农村、农民和农田打过交道,刚参加工作时很不适应,甚至动过改行的心思。

  直到一次出国考察的经历使王爽坚定了研究方向。在国外考察期间她发现,当地种植大豆化肥用量很少或不施化肥,仅靠接种根瘤菌就能满足大豆生长所需的氮营养素,而我省种植大豆长期施用化肥,不仅黑土得不到休养生息,单产也仅为国外的70%。与国外的巨大差距深深震撼了她,促使她下定决心,将自己的研究成果学以致用,留住龙江黑土。

  王爽将目光锁定在“土壤微生物”。“我想通过往土壤中添加功能微生物的方式,来恢复土壤肥力,让退化的黑土重生,这原理就像给人吃‘益生菌’。”王爽说。

  可是,这些功能微生物在哪里?有着怎样的作用呢?

  眼前一望无垠的黑土地,踩上一脚,松软而踏实,王爽的嘴角露出微笑,仿佛看见了微生物在土壤中“活蹦乱跳”。她向远处走去,在一片土质最好的地块,俯下身,拿出准备好的工具,采样。春寒料峭,王爽下意识地紧了下衣领。突然,额头上顿感湿润,“是雨滴!”王爽赶紧往地头跑,豆大的雨滴瞬间连成了片,跑进地头简易房时,脚下的鞋已经湿透,气还没喘匀的她打了个冷战,为了不感冒影响第二天工作,她把湿冷的鞋袜脱掉,光着脚站在地上的泡沫箱子上缩成一团。“那时候就想着能吃上一碗热汤面就是天下最幸福的事啦。”王爽回忆说。

  田间采样、春播秋收,王爽就这样奔波在黑土地上,检测不同作物种植区的土壤,基本把黑龙江的耕作区跑了个遍。她发现,肥力不同的土壤在微生物种群结构和多样性方面有着很大的差异,而黑土中微生物类群的分布情况又可反映土壤的肥力状况。因此,完全可以通过黑土微生物肥力的定向培育来修复退化的黑土。

  与微生物“共舞”

  球的,杆的,长“小尾巴”的……在王爽的电脑中,有各种微生物的真身照片。王爽指着一个有鞭毛的微生物告诉记者:“这是在透射电子显微镜下放大2万倍拍摄的,它的实际长度只有1微米多。”

  为了鉴定这个微生物是否是以前从未被发现的新种,王爽将它从土壤中取出、分离、纯培养,再进行基因测序、鉴定、功能评价等等,每一个环节都不轻松。

  就拿切片来说,因为微生物太小了,“要用特制的钻石刀头去切,一切就中的几率几乎为零,常常要用几个小时才能成功。”王爽说,这里面有运气在,更有执著在。

  筛选出好的菌种,脱离了原来的生存环境,如何让它继续生存?把它放到新的土壤中,如何让它能发挥原来的作用?这些都需要多轮试验反复验证。

  近年来,她聚焦黑土高产微生物区系定向培育关键技术问题,开展高效生物菌肥、农业废弃物资源化利用的农田养分优化管理技术研究,创建土壤营养—有益微生物—栽培体系综合的生态调控措施,培育土壤健康和肥药双减的双赢技术。主持了国家自然科学基金、国家重点研发计划子课题、黑龙江省科技攻关等科研项目,完成了上百株肥效微生物的功能评价,鉴定并命名新菌种4个,研发出新型生物肥料4个,研究出新型菌剂2个。

  “把这些生物有机肥、微生物菌剂加入到需要改良的土地中,可促进土壤中微生物类群向富营养的细菌型转变,提高土壤的生产能力,实现‘藏粮于地’。”王爽笑着说,“通过应用微生物菌剂还可显著抑制土传病害对作物的侵染,减少农药用量,提高农产品品质。”

  让黑土“活力”重现

  “水稻育苗用了它,苗壮、得病少,种到大田后,缓苗快,根系发育好,还可以缓解大田药害。”提起王爽研发的微生物菌剂,同江市农业技术推广中心研究员刘东林赞不绝口,“今年我们在1200多亩水稻、玉米、大豆田做示范,用这个菌剂与单用化肥相比成本相同,但却可以减少化肥用量10~15%,还可实现粮食增产5~7%。我们有家拥有6000多亩大豆田的合作社,准备明年全用王老师的微生物菌剂。”

  不仅在同江,王爽同时在哈尔滨双城、八五二农场、赵光农场等地实施了微生物肥料对黑土生态环境调控的试验示范,应用面积380余万亩,助农增收1.7亿元,构建了适合我省不同生态类型区的黑土保护利用优化模式。“如果能通过微生物肥料替代我省每年化肥用量的20%,效果将非常可观。”王爽说。

  更重要的是,王爽和省农科院团队,还依据我省不同区域耕地特点、土壤类型分布特征,选择代表土壤质量的微生物指标来评价我省土壤的微生物肥力,构建覆盖全省主要土壤类型的微生物监测网络,这可以让我省农业部门及时掌握耕地土壤状态和微生物特征的变化趋势,为合理调整农业生产布局,缓解资源环境压力,促进黑土资源保护提供理论依据。

  王爽的研究成果得到了业界认可,不仅作为第一完成人获得了黑龙江省科技进步二等奖和中国土壤学会科学技术二等奖,还获得了“中国青年科技奖”优秀青年科学家宣传典型提名人选,省级领军人才梯队后备带头人、省土壤肥料学会“优秀青年科技工作者”和省农科院“科技才俊”等荣誉称号。

  要采取有效措施切实把黑土地这个“耕地中的大熊猫”保护好、利用好,使之永远造福人民。习近平总书记对黑土地保护提出的新要求,让广大农业科研工作者备受鼓舞,也让王爽更加坚定了前行的脚步。

  


原文链接:http://www.hljagri.org.cn/nykj/kjdt/202012/t20201207_810662.htm
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