中國工程院院士土壤專家徐明崗:因爲熱愛,所以堅守

2023-11-23 20:10 admin


耕地是糧食生產的命根子,我國人多地少,提升耕地質量是確保國家糧食安全的重大战略舉措。新當選2023年中國工程院院士的徐明崗,作爲一名土壤學專家,多年來堅持長期試驗,組建成覆蓋29個省市自治區42個農田土壤質量野外站的監測網絡,首次高標准規範全國觀測指標與方法,爲國家高標准農田建設和第三次全國土壤普查提供了核心技術;負責建成國家農業土壤質量數據中心,積累600萬個原始數據,支撐了我國土壤學研究的原始創新和進入國際先進行列。

提起徐明崗的研究成果,可以說是不勝枚舉:提出耕地土壤有機質演變與質量調控理論,通過創建有機質定量提升核心技術實現了耕地地力快速提升,爲“耕地質量保護與提升行動方案”國家重大工程的制定和實施提供了關鍵科技支撐;揭示紅壤耕地快速酸化和有機肥阻控酸化原理,通過創建分類防控關鍵技術實現了紅壤酸化高效防控,爲“南方酸化耕地治理”國家重大工程的實施提供了核心科技支撐;明確了紅壤退化的養分限制因子,創建養分均衡供應關鍵技術和立體生態模式,爲紅壤綜合治理和可持續利用提供了樣板。徐明崗在中國農田試驗網絡的長期研究,爲中國乃至世界土壤保護和可持續利用做出了重大貢獻。

扎根熱土 堅守長期試驗

徐明崗與土壤的結緣,始於四十多年前。從1980年收到西北農業大學土壤學專業的錄取通知書开始,徐明崗就與土壤結下了不解之緣,此後攻讀碩士、博士以及博士後的專業均爲土壤學方向。也正是在讀大學的時候,徐明崗就下定了決心,要把此生奉獻給土壤學。

开展果園土壤健康耕層構建技術試驗

1987年國家計委決定在全國重點農區和主要土壤類型上建立九個土壤肥力和肥料效益長期定位監測基地,急需相關專業人才。這一年徐明崗正好研究生畢業,他沒有絲毫猶豫,前往陝西楊凌黃土長期試驗站工作,此後在1996年去中國農科院祁陽紅壤長期實驗站就任,扎進長期定位試驗,一幹就是三十多年。

“長期定位試驗做三五年可以,但是做30年實在是太難了。”同行都對徐明崗的堅守豎起了大拇指。

因爲土壤的變化過程很慢,長期試驗說起來容易,做起來難。長期試驗,意味着見效很慢,辛苦付出但一眼看不到成果;意味着很長一段時間,沒有榮譽、獎勵,默默無聞,清貧寂寞。徐明崗都快記不清楚,自己有多久沒有節假日了。特別是國慶假期,這些年,他幾乎都是在採樣中度過的。因爲這個時節正是作物收獲的季節,也是土壤採樣的最佳時期。

徐明崗選擇了堅守。遇到困難,他經常用這句話鼓勵自己和同事:“科學研究貴在堅持,誰堅持到最後,誰就勝利!”前期研究的不斷累積,造成了後期成果的井噴。30多年來,徐明崗從參與到引領,組建形成29省份42個長期試驗網,積累連續監測數據150萬條,累計保存土壤—植物樣品9萬個,構建了中國農田土壤肥料長期試驗網絡。徐明崗“細盤”我國五大產糧區的土壤,推動了土壤學原始創新。

破解密碼 精准提升肥力

有機質是土壤肥力的核心,是高產穩產的關鍵要素。高強度種植的土壤有機質演變規律不清、定量提升參數缺乏,組分轉化不明、質量調控指標缺乏,是有機質定量化提升的世界性難題。在過去幾十年間,全世界的頂尖實驗室都在爲此全力攻關,但始終未能成功解決的難題。

我國農田土壤有機質含量低,僅爲歐洲同類土壤的1/2左右,既嚴重限制了作物高產穩產,又導致作物對化肥依賴性增強,威脅國家環境安全。依靠長期試驗這張巨大的網,徐明崗致力於我國農田土壤肥力提升、退化土壤改良兩大關鍵性課題研究。

在田間工作

“土壤有機質提升需求迫切,我的目標就是用所學知識服務社會,破解土壤密碼,爲國家糧食安全作貢獻。”通過30多年的多點位聯網研究積累,徐明崗發現有機物料投入是耕地有機質提升的首要驅動因素,揭示耕地土壤有機質演變的一級動力學規律,闡明有機物料利用效率呈現由西北(25.7%)向東南(10.4%)逐漸降低的趨勢。以有機質數量提升爲目標,探明了土壤養分、水分、酸度、溫度等環境因素調控有機物料利用效率的機理,首創以有機物料投入爲核心、環境因素調控爲抓手的土壤有機質定量提升技術,實現了全國不同區域土壤有機質培育由定性到定量的跨越。

千淘萬漉雖辛苦,吹盡狂沙始到金。在收集、整理、分析長期定位試驗數據的過程中,徐明崗探明了土壤有機質演變規律和預測模型,首次獲得了不同區域農田有機物料的利用效率:平均爲16.3%。這一原創性發現,爲有機質提升提供了重要的基礎數據,首次實現了有機質培育目標的定量化。全球土壤生態長期試驗網主席、國際著名土壤學家、美國杜克大學的Daniel Richter教授這樣評價徐明崗:“對世界長期試驗網絡發展作出了重要貢獻,豐富和發展了土壤有機質提升理論與技術。”

“死磕”到底 讓兩成國土不酸瘦

徐明崗之於土地,能點石成金,且成色十足。

除了土壤退化,我國還面臨着紅壤酸化加速的問題。徐明崗不僅能讓低產田高產,還把中國老大難的酸瘦紅土變得宜耕種。

紅壤區是我國農產品主產區,我國南方有17個省份的土地是紅壤,佔全國耕地的23%,人口佔比卻高達四成以上。高強度種植導致紅壤耕地酸化嚴重,地力瘦弱,作物減產,但成因不清、防控效果差,是紅壤耕地利用的重大科技瓶頸。

面對世界科學家無從下手的羸弱土壤,徐明崗與團隊利用“死磕”精神,开展了大量長期試驗和原創性研究,揭示了紅壤農田酸化時空演變特徵,收獲了提升紅壤肥力的完美勝利。

帶領團隊實地考察

他與團隊首次探明了紅壤農田酸化時空演變特徵及其主要驅動因素,率先證實了化學氮肥施用是紅壤農田酸化的主要驅動力,明確了化學氮肥驅動農田酸化的貢獻率達66%以上,由此創建氮肥增效控酸關鍵技術,通過優化施肥、硝化抑制劑等減施氮肥11%—18%,控酸效率提高了30%以上。構建了以有機肥爲核心的酸化治理關鍵技術,研制了6種具有改良紅壤的復合調理劑產品,使增產效益提高至15%以上。這些核心技術及產品爲實施“南方酸化耕地治理”國家重大工程提供了核心技術。在湖南、江西、福建等6省規模化應用,土壤pH提高0.2—1.0個單位,作物增產12%—27%,2015—2017年推廣1.08億畝,增產54億公斤;後經大面積推廣應用,技術覆蓋率達75%,有效遏制了紅壤快速酸化態勢。

生活從來不會虧待認真付出的人。徐明崗爲人正直、品行端正、治學嚴謹,因其對土壤學的傑出貢獻,徐明崗獲得國際國內殊榮加身:先後獲國家科技進步二等獎4項(2項第1、1項第3、1項第4),省部一等獎3項(均第1);入選全球農業資源與環境領域高被引學者(Elsevier),在“全球農學學科頂級科學家”榜單排名前1%;2021年入選國際歐亞科學院院士;榮獲周光召基金會首屆農業科學獎、全國創新爭先獎、美國農學會農業科學獎、聯合國糧農組織格林卡世界土壤獎、糧食豐產科技工程實施先進個人、農業農村部有突出貢獻中青年專家、科技部重點科技攻關項目先進個人、農業農村部優秀黨員等榮譽稱號……

繁霜盡是心頭血,灑向千峰秋葉丹。40多年來,徐明崗廢寢忘食爲耕地質量忙碌,全身心只做一件事,而這一件事,與國家重大需求和社會發展命運息息相關——普天之下,莫非“沃”土!(來源:山西農業大學官網)

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