南京土壤所“支招欧义” 酸化耕地“变身”高产良田

我国南方水热资源丰富，支招是南京全国重要的粮食与经济作物主产区，然而红黄壤酸化问题却成为当地农业生产的土壤田欧义“卡脖子”难题。数据显示，所酸身高南方地区pH＜5.5的化耕酸化耕地面积已超1.66亿亩，酸化加剧导致的地变酸铝毒害、养分利用率低等问题，产良严重威胁国家粮食安全与区域农业可持续发展。支招

针对这些问题，南京中国科学院南京土壤研究所（以下简称南京土壤所）牵头联合多家单位联合攻关，土壤田揭示了合成菌群调控提升作物耐酸铝与养分高效利用的所酸身高新机制，研发出多功能重组菌群、化耕种养耦合培肥等系列实用技术及配套产品，地变构建了分区分类的产良酸性土壤治理新模式，在江西、支招欧义福建等地大面积示范推广。相关研究成果发表于Nature Food、Cell Reports等期刊，并入选6月5日公布的2025 年度中国生态环境十大科技进展。

南京土壤所所长沈仁芳作为团队负责人，带领科研团队遵循“理论突破—技术/产品创新—模式构建”的系统路径开展协同攻关。“我们通过整合反应组模型与机器学习方法，对红壤微生物展开深度分析，锁定了兼具耐酸耐铝特性、参与土壤碳循环的核心微生物类群。”团队成员、南京土壤所研究员梁玉婷解释说。他们依托单细胞拉曼精准检测技术，筛选培育出了一支“土壤改良特种小队”——高效耐酸铝复合微生物菌群。该菌群能稳定定殖于水稻根际，通过逐步提升土壤pH缓解铝毒，为水稻根系生长扫清障碍。不仅如此，该菌群还可活化被土壤固化的磷素，提升土壤磷养分有效性，促进水稻浅根型发育，帮助水稻更高效吸收土壤养分，最终实现酸化红壤改良与水稻提质增产的双重效果。由此，研究团队也首次在国际上系统提出微生物-激素-细胞壁重构协同缓解铝毒的作用通路。

“在技术与产品创新层面，我们研发了覆盖不同种植类型的集成技术体系。比如针对茶豆套作体系研发的重组菌剂，可使大豆氮磷利用效率提升20%以上。”梁玉婷说，“秸秆还田配施腐熟粪肥的种养耦合技术，可以让土壤pH提升约0.6个单位，作物增产9%以上；创制的专用调理剂与复合肥，可使水稻增产10%~20%。”此外，团队集成创建了“园地减肥降酸增效”“旱地抑铝降酸聚肥”“稻田节氮固碳培肥”三类分区分类治理新模式，解决了传统改良“见效快易返酸、治理难长效”的痛点。

目前，该研究成果不仅填补我国在红壤领域的多项科研空白，而且已在江西、福建、浙江等南方多省大面积推广，累计推广应用达28373.98万亩次，实现作物平均增产8%以上，累计减少化肥施用51.65万吨，经济、生态和社会效益十分显著，为落实“藏粮于地、藏粮于技”战略、保障国家粮食安全提供了重要支撑。

相关论文链接：

https://doi.org/10.1038/s43016-023-00848-0

https://doi.org/10.1038/s41467-024-54616-0

https://doi.org/10.1016/j.celrep.2025.116597

https://doi.org/10.1038/s41467-025-64708-0

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