郧文聚：耕地保护监督，更要读懂达尔文、巴斯德|观点

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耕地保护监督的科学前沿支撑，是农田里的动物和微生物。

文/郧文聚 （自然资源部土地整理中心）
来源：农民日报新闻客户端（2019年3月18日）

说到耕地红线，当下中国不知道的人估计不多。但如果往深处问，这块地为什么可以是耕地？为什么有的耕地连年高产，依然越种越肥；有的耕地收获不多，却越种越差了呢？估计能答上来的就不多了。

然而，即使能够回答这后两个问题，你也没有站在科学前沿。做好今天的耕地保护监督，不仅要懂李比希，更要懂达尔文、巴斯德。耕地保护监督的科学前沿支撑，是农田里的动物和微生物。

在巴斯德（1822-1895）之前，人类认识中只有植物和动物。巴斯德等证实了微生物参加生命循环，创立了有机物质发酵学说，启示人们用微生物观点研究土壤中的物质变化过程。

微生物对有机物质的分解作用，不仅取决于微生物的性质，也决定于有机质分解过程中的环境条件。在有氧好氧条件下，碳水化合物可完全分解成二氧化碳；在嫌气厌氧条件下，碳水化合物进行不完全分解，形成醇类、有机酸和某些气体，如氢、甲烷和二氧化碳。微生物对尿素和其他含氮物质的分解，是土壤与堆肥中的植物及动物残余物腐烂时的重要过程。

同时，学界公认土壤动物研究始于达尔文。达尔文1840年发表“关于土壤的形成”，1881年发表《蚯蚓对耕作土壤形成的作用》。达尔文指出，每年每公顷有14吨泥土通过蚯蚓消化道排出。1956年，科尔曼斯伯格在喀麦隆调查后指出，蚯蚓年公顷搬运量为几吨到30吨，最高为1200吨。我国科学家张与真指出，蚯蚓活动产生的粪冢团聚体，无论是农田、林地、草地或菜园，含氮量均比原土壤显著增加，速效钾提高2-3倍（最高20倍）、速效钾提高40%（最高1.2倍）。

俄罗斯土壤学家古塔夫松在“关于农业微生物基础”（1890）指出：土壤是活的体系，低等生物在这个体系的特性中起着巨大的作用。创立土壤发生理论学说的达库恰耶夫，更是将生物作用列为五大成土因素之一。美国科学家瓦克斯曼在《土壤微生物学原理》（1927）、《土壤微生物学》（1952）确立了从土壤有机物质转化开始来分析养分转化的理论逻辑，强调了土壤有机物质的转化，专章系统论述“微生物和土壤肥力”。我国科学家、中科院院士候光炯先生在《中国农业土壤概论》中明确指出，“土壤是具有明显生理功能的类生物体，具有呼吸作用、具有消化作用、具有循环系统。”

科学研究业已证实，土壤肥力的基础是土壤有机质、土壤无机-有机复合体的含量和土壤的生物活性。土壤微生物不仅作用于有机质的分解过程，还参与了腐殖质的形成过程。土壤微生物在生物圈的维持中，发挥着中枢作用，是地球生物化学循环的主要推动者。土壤微生物是土壤中物质转化的动力因素，如固氮作用、硝化作用、反硝化作用、纤维素分解作用、腐殖质分解和合成作用，磷、硫、铁以及其他元素的转化等。相同的微生物种群可以行使不同的土壤功能，相同的土壤过程也可以由不同微生物种群来完成。

 近200年来的科学研究发现证明，耕作土壤不仅是生命的摇篮，而生命也参与了耕作土壤的建构。把耕作土壤仅仅看做是水、肥、气、热的物理存在、化学存在是不够的，耕地资源是一个地地道道的生命存在。搞好耕地保护，完善最严格的耕地保护制度，必须在关注耕地中的矿物组成及其有效性的同时，关注生物及其多样性。

土壤中生物化学反应几乎都是由酶驱动的，在碳、氮、硫、磷等元素的生物循环中都有酶的作用。土壤酶是土壤新陈代谢的重要因素，与微生物细胞一起推动物质转化。陈恩凤先生指出，“土壤酶是指来自微生物、植物和动物的具有高度催化作用的蛋白质。它能在近常温、常压和适宜的pH的条件下，大大加快土壤中的许多主要的生物化学过程，包括腐殖物质的合成和分解、各类有机物质的分解与转化，以及有机物质与某些无机物质的氧化和还原等。”

科学研究也证实了，土壤微生物活动状况受土壤营养状况、pH、质地、温度、水分和通气性等的影响，利用方式（耕作、免耕、连作、肥料、农药、除草剂）、土壤污染、环境变化、管理差异等是导致土壤微生物多样性及其生态功能变化的重要因素。土壤中微生物的种类很多、数量也很大，一克土壤中就有几亿到几百亿个。大部分土壤微生物对作物生长发育是有益的，它们对土壤的形成发育、物质循环和肥力演变等均有重大影响，当然也有那么些不被人喜欢的致病微生物。

因此，正是有了土壤微生物的默默耕耘，大地才会有春华秋实的生生不息。我们关注米袋子、菜篮子、农产品质量，必须从关注土壤质量、耕地健康，从关注土壤微生物、土壤动物做起。

我们应该，也必须关注和确切地知道土壤生物的生存状态，土壤生物生活得好不好，直接关乎我们人类的生存质量和可持续性。当代中国的高质量发展，离不开完善最严格耕地保护的土壤生物视角。

事实上，人类关于土壤生物学的知识仍然极其贫乏，远没有我们对浩瀚宇宙、苍茫海洋、地球深部懂的多。茅台酒好喝，是碰巧抓住了“茅台菌”，美好生活需要我们继续捕捉存在与名特优农产品生长土壤中的“有益微生物”、“友好动物”。新西兰人毛拉曾经感叹：“人们很少静下心来，庆幸拥有如此美丽而神奇的土壤。像其他自然体一样，分布于世界各地的土壤中，很多有趣的秘密需要耐心的观察者去揭示啊！”

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