作者:马爱平 张梓凝 来源:科技日报 发布时间:2022/8/15 11:10:21
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进行成百上千次试验,他只为给土壤科学增肥

 

在艾超的电脑里,藏着他的“宝贝”——近十年来从全国各地采集到的土壤样品图片。这位中国农业科学院农业资源与农业区划研究所副研究员将它们分类存储,放得整整齐齐。

过去十多年,艾超的工作,都在围着土壤转。“肥料是作物的‘粮食’,土壤养分的丰缺对粮食生长发育、产量及质量有着巨大的影响,而如何科学地培肥地力,就是我和团队在做的事。”他对科技日报记者说。

初出茅庐便参与解决行业难题

1985年,艾超出生于湖南省岳阳市华容县。他生在农村、长在农村,亲眼见证了农业生产从手插秧、担粪肥到机械化、广施肥的巨大转变。

小时候,艾超的最爱是老家房后的一条小河,他常在那里钓鱼。艾超读高中时,小河还很清澈,但等他大学毕业回老家时,发现河水已经浑浊了,再到后来它彻底变成一条无人问津的臭水沟。

“庄稼一枝花,全靠‘肥’当家。由于农业生产中化肥的过量施用,导致水体富营养化,让原本清澈的河水变得污浊。”艾超分析道。

每想到这条小河,艾超总有些愧疚,因为他没能用所学的知识拯救它。“可能全中国还有很多这样的小河,如果我们还不行动起来,那些曾经的美好终将消失在我们面前。”他说。

抱着这样的信念,2009年本科毕业后,艾超考入中国农业科学院,选择了植物营养学专业进行深造。求学期间,艾超遇到了恩师——中国工程院院士、中国农业科学院农业资源与农业区划研究所研究员周卫。

彼时,刚进入土壤培肥与养分循环机理研究领域的艾超,就遇到了一个困扰这个行业的难题:在复杂多变的土壤环境下,有机养分是如何被转化的?它们又是如何被作物吸收利用的?

为了解决这一难题,艾超跟随老师周卫,通过对河北潮土长达30余年的施肥试验分析,率先揭示了施用有机肥能够恢复施用化肥所改变的微生物群落结构,提出了畜禽有机肥对化肥氮素的适宜替代率,形成了化肥减施增效的综合技术模式。该技术在我国7个省进行了推广应用,大幅提高了肥料养分利用效率和作物产量。相关技术成果——“主要粮食作物养分资源高效利用关键技术”也获得了2020年度国家科学技术进步奖二等奖。

带领团队成员研发秸秆标记技术

搞科研就像在黑暗中摸索,这个过程漫长而艰辛,有时甚至是煎熬。“如果没有对自己研究领域的那一份热爱和热情,是很难坚持下去的。”艾超说。

至今,艾超还记得,他带领课题组成员研发秸秆标记技术的日日夜夜。

在秸秆分解微生物学机理研究中,要用到高丰度同位素标记秸秆样本。该样本此前主要从国外购买,且价格十分昂贵,这增加了大规模试验的成本。为了降低成本,艾超带领团队成员走上了艰苦的自主研发之路。

失败、试验、再失败、再试验……艾超带领团队成员进行了大量的密闭环境植物生长试验,最后成功设计出一种循环系统,其能够低成本制备碳13和氮15丰度大于95%的秸秆材料,为后续大规模秸秆机理研究奠定了基础。

2017年,在中国科协青年托举人才工程项目的支持下,艾超利用高丰度稳定同位素秸秆样品,开展了“我国不同土壤类型秸秆分解的微生物学过程与调控机理”相关研究。

此后,艾超带着学生几乎走遍了全国的农田,从漠河到三亚,都有他们辛勤工作的身影。采集土样、实地走访、分析样品、对比试验……他们不间断地进行了成百上千次的试验。

如今,艾超已成功构建出了功能互补的秸秆高效分解合成菌群,相比单一秸秆分解菌系,此种菌群的秸秆分解率提高了17%至27%,为秸秆资源高效利用提供了重要理论依据和技术支撑。

有人问艾超,何以在漫长的科研道路上坚持下来?他说:“要以国家重大需求为指引,热爱自己的研究方向,认同自己的工作。”

步履不停,艾超和团队成员已在路上。如今,他们投入到对土壤肥力的研究中,又开始了艰辛的科研跋涉。

 
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