耕耘在微生物世界的犁夫——記甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院教授姚拓

微生物肥料是以微生物的生命活動導(dǎo)致作物得到特定肥料效應(yīng)的一種制品。其在我國已有近50年的歷史，在農(nóng)業(yè)增收和土壤改良等方面發(fā)揮著重要作用。

“微生物肥料能夠更好地提升土壤肥力、改善土壤結(jié)構(gòu)、促進(jìn)作物生長發(fā)育、改善作物品質(zhì)、增強(qiáng)植物抗?。ㄏx）和抗逆性、減少化肥的使用量、提高肥料利用率?！睂τ谠谖⑸锞N領(lǐng)域深耕三十年的甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院教授姚拓來說，微生物肥料就像是自己精心培育的孩子，正在茁壯成長。

與微生物的不解之緣

不同于其他研究領(lǐng)域，植物根際微生物的研究是看不見摸不著的，對于一個(gè)完全陌生的領(lǐng)域，要想做出成績就必須不斷地摸索，在一次次的失敗中獲得經(jīng)驗(yàn)。

微生物研究最重要的是菌種篩選，這是所有研究的第一步。“解決西北地區(qū)草地土壤退化問題，生產(chǎn)適合西北地區(qū)的牧草專用微生物肥料，最主要的是找到合適的高效菌種。”姚拓說，為提高農(nóng)作物產(chǎn)量，西北地區(qū)農(nóng)作物非常依賴化肥，化肥的大量使用雖然在一定程度上提高了農(nóng)作物產(chǎn)量，但同時(shí)給土地造成了嚴(yán)重的傷害。

要解決土壤退化的問題，微生物肥料就成了“救命稻草”，而此時(shí)微生物肥料在國內(nèi)尚處于起步階段?！耙蠋熒硐仁孔?，和我們一起在海拔3000多米的高寒草地采集微生物樣本。高寒缺氧是常態(tài)，白天采樣路途艱辛，晚上回到駐地，要盡快對樣品進(jìn)行分類處理和初步分離，經(jīng)常要忙到深夜。”姚拓團(tuán)隊(duì)里的青年教師回憶說。

十多年里，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)從寒旱地區(qū)不同生境禾本科植物和優(yōu)勢豆科牧草等植物根際篩選出促生菌8000余株，經(jīng)菌種特性及安全評價(jià)，構(gòu)建西北寒旱地區(qū)草類植物功能微生物資源庫，再從這8000余株菌種中保藏3200余株，投入應(yīng)用150余株。

十年如一日的育種之路

“微生物就像一個(gè)個(gè)調(diào)皮的孩子，要摸清它們的脾氣可不容易?！币ν匕盐⑸锉扔鞒珊⒆?，形象地描述著它們的特性。為篩選最佳的菌種組合，團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了數(shù)以千計(jì)的正交試驗(yàn)和分析。

2017年，姚拓團(tuán)隊(duì)?wèi){借“高效促生防病微生物肥料研制關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用”項(xiàng)目獲甘肅省科技進(jìn)步獎二等獎，該技術(shù)打破了傳統(tǒng)肥料“重輸出、輕循環(huán)”的弊端，有效解決了傳統(tǒng)肥料對土壤造成的傷害。

“通過微生物的生命活動，將土壤中難以吸收的氮、磷等元素轉(zhuǎn)化為植物可利用的形態(tài)，同時(shí)分泌生長激素促進(jìn)作物生長。與普通化肥相比，微生物肥料具有改良土壤、減少污染、提高作物品質(zhì)等顯著優(yōu)勢，更符合綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求?！币ν卣f。

在高原之上，高寒與缺氧是必須克服的生理極限。在實(shí)驗(yàn)室之外，設(shè)備的短缺更需要憑借智慧來彌補(bǔ)。為研究一款分解菌劑在牲畜糞便中分解作用，精準(zhǔn)記錄試驗(yàn)中關(guān)鍵溫度，他們巧妙地將普通溫度計(jì)與太陽能板結(jié)合，自制了簡易可靠的監(jiān)測裝置。同時(shí)，發(fā)明出獨(dú)特的“鴨嘴式”采樣器，能干凈利落地取出不同深度的樣品，有效破解了田野研究中的實(shí)際難題，大幅提升了工作效率。

科技之花綻放在希望的田野

“我做微生物研究就是為了更好地解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中遇到的問題，就是為了更好地服務(wù)農(nóng)業(yè)、惠及農(nóng)民?？蒲胁荒荜P(guān)起門來做，也不是把研究成果放在檔案柜里，要把科研成果更好地轉(zhuǎn)化成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力才行。”這是姚拓的堅(jiān)守，也是給年輕一代科研人員最好的勉勵。

2020年以來，依托國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“草地恢復(fù)的微生物調(diào)控及制劑技術(shù)研發(fā)（課題）”等項(xiàng)目，姚拓團(tuán)隊(duì)的研發(fā)成果進(jìn)入了加速轉(zhuǎn)化階段——

在國家牧草產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系金昌綜合試驗(yàn)站，團(tuán)隊(duì)針對當(dāng)?shù)刈匣ㄜ俎?、燕麥種植開展微生物肥料應(yīng)用研究。通過田間試驗(yàn)示范，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)苜蓿根際接種微生物菌劑，可以減少化肥用量20%—40%；在燕麥根際微生物復(fù)合接種劑的研制中發(fā)現(xiàn)，燕麥根際微生物復(fù)合接種劑能明顯提高燕麥的產(chǎn)量，同時(shí)能減少化肥的使用。針對西北高寒及干旱區(qū)禾本科、豆科等牧草植物，團(tuán)隊(duì)研發(fā)固體、液體及包衣微生物肥料，能滿足在不同環(huán)境下使用。

截至目前，姚拓團(tuán)隊(duì)研發(fā)的微生物肥料技術(shù)已在甘肅、青海、寧夏、內(nèi)蒙古等省區(qū)推廣，目前累計(jì)應(yīng)用136.89萬畝，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益29.18億元。微生物肥料的使用減少了化肥的使用量，顯著改善了土壤生態(tài)環(huán)境。2022年，“西北主要栽培作物促生菌資源庫構(gòu)建及功能菌劑關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用”項(xiàng)目再獲甘肅省科技進(jìn)步獎二等獎。

從高原草地的采樣點(diǎn)到實(shí)驗(yàn)室的培養(yǎng)皿，從試驗(yàn)田的每一株幼苗到農(nóng)民豐收的笑臉，姚拓和團(tuán)隊(duì)用三十年堅(jiān)守與創(chuàng)新，在西北大地上譜寫了一曲微生物與農(nóng)業(yè)共生的綠色樂章。（中國教育報(bào)-中國教育新聞網(wǎng)記者 尹曉軍）