“孩子小的時候,我會和他們說,爸爸是玩泥巴的。”艾超笑著說。孩子口中“玩泥巴的科學家”,也是中國農業(yè)科學院農業(yè)資源與農業(yè)區(qū)劃研究所植物營養(yǎng)研究室主任、研究員。
所謂“玩泥巴”,是每天和肥料、微生物、土壤打交道。艾超用最樸素的比喻向孩子解釋自己的工作:“泥巴弄好了,莊稼才能長得壯?!?/p>
進入中國農業(yè)科學院農業(yè)資源與農業(yè)區(qū)劃研究所的10年里,艾超幾乎走遍了全國各地的農田,從實地走訪、采集土樣,到樣品分析等系統(tǒng)研究,他掌握了土壤養(yǎng)分的一手資料。
“肥料是糧食的‘糧食’,我的工作就是研究肥料養(yǎng)分資源如何更加高效,用綠色的方法支撐糧食安全。”這份看似“土味十足”的事業(yè),背后是糧食安全與農業(yè)高質量發(fā)展的重大命題。今年五四青年節(jié)前夕,艾超被共青團中央、全國青聯授予新時代青年先鋒。
為何是肥料
從事農業(yè)科研,艾超本可以有別的選擇——作物育種、病蟲害防治、農業(yè)機械等,都是農業(yè)研究的范疇。但為什么選擇研究肥料?
艾超的答案,始于洞庭湖畔的童年記憶。1985年,艾超出生于湖南省岳陽市華容縣。生在農村、長在農村的艾超從小就知道,施肥與否,對農作物來說差別非常大。
進入大學后,他第一次在課本上看到“水體富營養(yǎng)化”——不合理施肥導致氮、磷流入水體,引發(fā)藍藻暴發(fā)、水質污染。假期回鄉(xiāng)時,他發(fā)現曾經清澈的河道變得渾濁腥臭,書本上觸目驚心的圖片成為眼前的現實。
“化肥能增產,一直是村里人信奉的。但沒人告訴他們,不合理施用會毀掉環(huán)境?!蓖暧洃浿械男『?,成為他從事肥料研究的直接動因。
不可否認,我國在糧食生產上之所以能取得連年豐產的成績,化肥的貢獻功不可沒。然而,過去長久以來化肥的不合理施用導致了環(huán)境污染,化肥也因此深受詬病。
在公眾對化肥“又愛又恨”的爭議中,艾超始終強調一個事實:“化肥是重要的戰(zhàn)略農資,它對糧食增產的貢獻率超過50%,要解決的是不合理施用的問題?!敝袊丝诒姸?,糧食產量是不可撼動的基本盤。自“十三五”實施以來,中國化肥用量連年下降,糧食產量卻實現“二十一連豐”。
從2016年至今,中央一號文件多次提及“化肥農藥減量增效”?!皩Υ?,絕不能全盤否定,我們要做的是‘減量增效’,與農業(yè)新質生產力戰(zhàn)略結合。”艾超說。
一克氮的“效率革命”
“減量增效”,難點在于后者。研究的起點,艾超從農民最熟悉的秸稈入手。他的研究邏輯是,“先弄清養(yǎng)分去哪兒了,才能知道如何調控”。
在秸稈分解微生物學機理研究中,高豐度同位素標記的秸稈樣本是核心實驗材料,此前長期依賴進口。為解決這一關鍵技術難題,艾超團隊創(chuàng)新性地設計了穩(wěn)定同位素標記裝置,為后續(xù)高效利用秸稈資源提供了關鍵材料支撐。
“同樣一克氮,在化肥和有機肥中的效果天差地別?!卑M而瞄準有機肥替代的研究,他率先揭示了有機肥恢復土壤微生物群落結構的作用機制,提出了畜禽有機肥對化肥氮素的適宜替代率,形成的化肥減施增效綜合技術在我國7省份推廣應用。
與此同時,微生物菌劑的開發(fā)讓有機肥的分解效率大幅提升——艾超帶領團隊構建出了功能互補的秸稈高效分解合成菌群,實現秸稈快速腐解和高效利用。
2022年,艾超帶領團隊聚焦“智慧施肥技術模式”課題,展開了深入系統(tǒng)的研究。相關研究成果在河南獲嘉縣落地,支撐示范區(qū)在減施化肥20%的基礎上,小麥玉米周年畝產1504.3公斤。2023年至2024年,在全國范圍內建立了8個農藝農機融合的千畝示范區(qū)。
10年間,艾超的研究始終未曾偏移自己的初心,那就是讓每一克氮都物盡其用,使有機資源中蘊含的養(yǎng)分,釋放出與化肥同等甚至更高的效率。
憑借出色的科研成就和奮斗的精神,2020年,艾超榮獲國家科學技術進步獎二等獎。當前的研究目標,艾超錨定了“生物固氮”。團隊正嘗試破解禾本科作物中生物固氮的“密碼”,以減少氮肥等化肥的使用。
“我們的事業(yè)需要代代接力”
2021年6月,歐盟和美國分別宣布對白俄羅斯鉀肥行業(yè)進行制裁,導致全球鉀肥供應偏緊,國際價格上漲。2023年,國際航運受阻導致鉀肥價格飆升,多地春耕面臨“一肥難求”的困境。
中國鉀肥自給率約為50%,與歐美規(guī)?;r業(yè)不同,中國農業(yè)的復雜性堪稱“世界級難題”:小農戶占95%以上,耕地碎片化,土壤類型多達60余種,華北平原的小麥、玉米輪作制與南方的雙稻種植模式差異懸殊……
“美國大農場可以測土配方、統(tǒng)一施肥,但中國農民的田里,可能同時種著不同的作物?!卑寡裕@種多樣性,既是中國農耕文明的資源稟賦,也是技術推廣的天然壁壘。
化肥是糧食安全的“壓艙石”,更是重要戰(zhàn)略資源。2025年中央一號文件首次提出“因地制宜發(fā)展農業(yè)新質生產力”,在艾超看來,自己的使命更加聚焦,“用更少的化肥,產更多的糧”。
“我們的事業(yè)需要代代接力?!卑f,“每個人都多做一點,糧食安全的基石就穩(wěn)一分?!?/p>
艾超培養(yǎng)的博士生,有人畢業(yè)后入選“國家博新計劃”,并獲得人才資助;有人拿下中國農業(yè)科學院優(yōu)秀畢業(yè)論文獎。他所帶領的研究團隊,獲神農中華農業(yè)科技獎優(yōu)秀創(chuàng)新團隊獎。
他帶學生的秘訣很簡單,就是“不斷調動學生的熱情,讓他們持續(xù)愛上這份事業(yè)”。每天早晨,他雷打不動地出現在實驗室,親自示范操作、放手獨立實驗、逐句打磨論文?!耙寣W生感覺到,科研不是抽象的概念,而是能握在手里的成就感?!卑f。
“大田”與實驗室同等重要。當北方姑娘張美玲第一次踏入江西稻田時,“雙搶”時節(jié)的暑氣蒸得人發(fā)暈。她是艾超帶的博士生,來水田采樣,不到兩小時,記錄本便被汗水洇得字跡模糊?!芭赃叴笫屙斨疹^連干6小時,我才采個樣,就已經快中暑了。真不行!”張美玲向艾超匯報時感慨。但在艾超眼中,這是學生閃閃發(fā)光的時刻。
在艾超的帶領下,年輕的科研工作者們把“大田”當成第二個實驗室。大家一年的行程,也隨著農時排得滿滿當當。