艾超繪圖:央美互動
在艾超的電腦里,藏著他的“寶貝”——近十年來從全國各地采集到的土壤樣品圖片。這位中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所副研究員將它們分類存儲,放得整整齊齊。
過去十多年,艾超的工作,都在圍著土壤轉?!胺柿鲜亲魑锏摹Z食’,土壤養分的豐缺對糧食生長發育、產量及質量有著巨大的影響,而如何科學地培肥地力,就是我和團隊在做的事?!彼麑萍既請笥浾哒f。
初出茅廬便參與解決行業難題
1985年,艾超出生于湖南省岳陽市華容縣。他生在農村、長在農村,親眼見證了農業生產從手插秧、擔糞肥到機械化、廣施肥的巨大轉變。
小時候,艾超的最愛是老家房后的一條小河,他常在那里釣魚。艾超讀高中時,小河還很清澈,但等他大學畢業回老家時,發現河水已經渾濁了,再到后來它徹底變成一條無人問津的臭水溝。
“莊稼一枝花,全靠‘肥’當家。由于農業生產中化肥的過量施用,導致水體富營養化,讓原本清澈的河水變得污濁?!卑治龅?。
每想到這條小河,艾超總有些愧疚,因為他沒能用所學的知識拯救它?!翱赡苋袊€有很多這樣的小河,如果我們還不行動起來,那些曾經的美好終將消失在我們面前。”他說。
抱著這樣的信念,2009年本科畢業后,艾超考入中國農業科學院,選擇了植物營養學專業進行深造。求學期間,艾超遇到了恩師——中國工程院院士、中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所研究員周衛。
彼時,剛進入土壤培肥與養分循環機理研究領域的艾超,就遇到了一個困擾這個行業的難題:在復雜多變的土壤環境下,有機養分是如何被轉化的?它們又是如何被作物吸收利用的?
為了解決這一難題,艾超跟隨老師周衛,通過對河北潮土長達30余年的施肥試驗分析,率先揭示了施用有機肥能夠恢復施用化肥所改變的微生物群落結構,提出了畜禽有機肥對化肥氮素的適宜替代率,形成了化肥減施增效的綜合技術模式。該技術在我國7個省進行了推廣應用,大幅提高了肥料養分利用效率和作物產量。相關技術成果——“主要糧食作物養分資源高效利用關鍵技術”也獲得了2020年度國家科學技術進步獎二等獎。
帶領團隊成員研發秸稈標記技術
搞科研就像在黑暗中摸索,這個過程漫長而艱辛,有時甚至是煎熬。“如果沒有對自己研究領域的那一份熱愛和熱情,是很難堅持下去的。”艾超說。
至今,艾超還記得,他帶領課題組成員研發秸稈標記技術的日日夜夜。
在秸稈分解微生物學機理研究中,要用到高豐度同位素標記秸稈樣本。該樣本此前主要從國外購買,且價格十分昂貴,這增加了大規模試驗的成本。為了降低成本,艾超帶領團隊成員走上了艱苦的自主研發之路。
失敗、試驗、再失敗、再試驗……艾超帶領團隊成員進行了大量的密閉環境植物生長試驗,最后成功設計出一種循環系統,其能夠低成本制備碳13和氮15豐度大于95%的秸稈材料,為后續大規模秸稈機理研究奠定了基礎。
2017年,在中國科協青年托舉人才工程項目的支持下,艾超利用高豐度穩定同位素秸稈樣品,開展了“我國不同土壤類型秸稈分解的微生物學過程與調控機理”相關研究。
此后,艾超帶著學生幾乎走遍了全國的農田,從漠河到三亞,都有他們辛勤工作的身影。采集土樣、實地走訪、分析樣品、對比試驗……他們不間斷地進行了成百上千次的試驗。
如今,艾超已成功構建出了功能互補的秸稈高效分解合成菌群,相比單一秸稈分解菌系,此種菌群的秸稈分解率提高了17%至27%,為秸稈資源高效利用提供了重要理論依據和技術支撐。
有人問艾超,何以在漫長的科研道路上堅持下來?他說:“要以國家重大需求為指引,熱愛自己的研究方向,認同自己的工作。”
步履不停,艾超和團隊成員已在路上。如今,他們投入到對土壤肥力的研究中,又開始了艱辛的科研跋涉。