“人們關(guān)注土地的糧食產(chǎn)出，關(guān)注化肥、農(nóng)藥，但很少有人了解，土壤環(huán)境的不合理，使得每畝地每年損失100公斤糧食，而我們的目標，是奪回這100公斤，并且讓地越種越肥?！敝袊r(nóng)業(yè)大學教授、中國工程院院士張福鎖團隊首次將“植物-土壤反饋”理論引入農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，并揭示土壤“越種越好”的反饋機制，該成果發(fā)表于《科學（Science）》雜志。近日，新京報記者對話張福鎖，解讀藏在土壤深處的秘密。

2025年5月，張福鎖在云南大理賓川沃柑種植基地查看沃柑長勢。中國農(nóng)業(yè)大學供圖

化肥農(nóng)藥，不是洪水猛獸

新京報：能否介紹一下這項研究的初衷？

張福鎖：土壤為人類提供了95%以上的食物，是人類生存所必需的食物與營養(yǎng)來源。人民群眾對美好生活的向往，首先就會體現(xiàn)在吃飯問題上，也就是從吃得飽向吃得好、吃得營養(yǎng)健康轉(zhuǎn)變，只有健康的土壤才能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)健康的食物。但是對土壤的關(guān)注不足，使得土壤質(zhì)量下降，形成了“投入越來越多，地越種越饞，資源效率越來越低，作物品質(zhì)和環(huán)境生態(tài)越來越差”的惡性循環(huán)。造成這種現(xiàn)象的根源在于，當前的作物管理以產(chǎn)量為主要目標，長期忽視了農(nóng)田管理措施對土壤的反饋效應(yīng)，即“遺產(chǎn)效應(yīng)”，導致土壤負反饋不斷加大，正反饋縮小，土壤“遺產(chǎn)”不斷縮減或者被耗竭，嚴重威脅耕地質(zhì)量和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

新京報：化肥農(nóng)藥等化學品的大量使用，是不是土壤質(zhì)量降低的主要因素？

張福鎖：化肥農(nóng)藥等確實有一定影響，也一直都有聲音，反對化肥農(nóng)藥的使用。但實際上，如果不使用化肥，我們很難獲得持續(xù)穩(wěn)定的高產(chǎn)，很難保障14億人的糧食安全。同時，化肥也不是土壤質(zhì)量降低的必然因素，比如板結(jié)問題。在以前，化肥中大量使用硫酸銨，其中銨被吸收，硫酸根與鈣結(jié)合形成硫酸鈣，導致土壤板結(jié)問題的出現(xiàn)，但現(xiàn)在，硫酸銨已經(jīng)不是主要使用的化肥了，尿素才是，而尿素不會導致土壤板結(jié)。化肥農(nóng)藥的真正問題，是不合理使用、過量使用，我們過去的研究發(fā)現(xiàn)，目前使用的化肥，只要一半就足以滿足農(nóng)作物所需，而多出來的部分，或者滲透到耕作層以下，幾乎很難再被利用，或者隨著地表徑流、地下水等，進入自然環(huán)境中，造成水體富氧化等各種生態(tài)問題。

土壤健康，隱形的糧食損失

新京報：你認為，土壤健康受到影響的主要原因是什么？

張福鎖：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)是以作物產(chǎn)量提升為目標，主要針對作物高產(chǎn)性狀開展優(yōu)良品種選育，造成作物品種單一，單一且連年種植作物的土壤中積累了大量的病原微生物，極易導致作物減產(chǎn)。與此同時，在栽培管理中，過度依賴化肥、農(nóng)藥等化學品的大量投入，導致土壤酸化、次生鹽堿化、土壤生物多樣性下降等嚴重問題，極大地影響土壤健康，對作物產(chǎn)量和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)生負面影響。我們的研究發(fā)現(xiàn)，在糧食種植中，一畝地每年因為土壤問題造成的隱形損失，可以達到100公斤，而我們?nèi)珖霓r(nóng)業(yè)專家、農(nóng)民，拼命努力，加上風調(diào)雨順，增加的平均產(chǎn)量，不過幾公斤。

新京報：新研究中，利用了“植物-土壤反饋”理論，這是不是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的新理論？

張福鎖：“植物-土壤反饋”理論，其實是生態(tài)學研究中，近年來非常新的一個理論。簡單來說，土壤中生長植物，必然會對土壤環(huán)境造成變化，這種變化會反過來影響植物本身的生長。但是這個理論其實發(fā)源于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，比如，長期種植單一作物造成的連作障礙問題就是典型的負反饋。所以，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，禾本科一般與豆科輪作，禾本科可以抑制豆科的病害，而豆科植物有固氮效應(yīng)，可以富集氮元素，讓下一茬生產(chǎn)更有利，這就是一種正反饋作用。我們將這一理論引入農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，去進行研究，就是為了更好發(fā)揮正反饋，同時避免負反饋，讓土壤變得更健康，把損失的農(nóng)產(chǎn)品奪回來，獲得更好的產(chǎn)量。

越種越肥，通過技術(shù)可以實現(xiàn)

新京報：這項研究從什么時候開始？能否介紹一下研究中的故事？

張福鎖：這項研究是在科技小院的實踐中出現(xiàn)和開始的，科技小院是中國農(nóng)業(yè)大學一項科研、服務(wù)、教育領(lǐng)域的創(chuàng)新，讓校園和實驗室的老師、學生，走進農(nóng)民的院子和農(nóng)田，長期和農(nóng)民一起生活、生產(chǎn)，同吃同住同勞動，在生產(chǎn)一線發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，也完成科研任務(wù)。讓科研、教育真正為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，為農(nóng)民服務(wù)。就在這個過程中，我們的師生發(fā)現(xiàn)了土壤的問題，舉例來說，種人參、田七等中藥材，種一次，這塊地大概10年不能繼續(xù)種同樣的藥材，這種連作障礙，其實就是土壤中富集了大量對該作物有害的病原菌，不只是人參，很多作物都有同樣的問題，需要采取很多辦法去緩解和治理。我們就想，這里到底都有哪些具體的土壤問題，有什么樣的辦法，可以治理這樣的土壤？為了弄清楚這個事情，我們上千家科技小院，針對不同的作物，在全國各地展開了長期監(jiān)測和研究，形成了我們新的認識和解決問題的思路，也才有了這篇發(fā)表于《科學》雜志的新論文。

新京報：對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來說，新的研究有怎樣的幫助？

張福鎖：地是不是越種越瘦，越種越??？很多人這么認為，但這是不對的，新中國成立時，我們的糧食畝產(chǎn)只有幾十上百斤，改革開放之初，只有幾百斤，但現(xiàn)在一畝地一年產(chǎn)一千斤糧食，已經(jīng)成了普遍現(xiàn)象，高產(chǎn)的農(nóng)田，一年可以生產(chǎn)一噸半，也就是三千斤，而且不是個例，在不少地方已經(jīng)有大面積的噸半糧田。而我們的目標，就是通過保持土壤健康，讓植物的正反饋更好發(fā)揮出來，配合新的品種選育、管理技術(shù)的進步等，實現(xiàn)土地的可持續(xù)發(fā)展，讓土地越種越肥，越種越健康，實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。在未來，土壤健康水平的提升，不僅有希望奪回失去的隱形損失，也有希望讓土地的產(chǎn)出更進一步提升。更重要的是，健康的土壤，生產(chǎn)出來健康的食品，這恰恰是社會發(fā)展、人民生活水平提高后，必然的需求。

新京報記者 周懷宗

編輯 張樹婧 校對 趙琳