研究指出應加強植物—土壤學科交叉創新

近日，中國農業大學資源與環境學院、國家農業綠色發展研究院教授申建波課題組在《植物學趨勢》（Trends in Plant Science）發表了觀點文章，對植物—土壤互作過程及調控機制進行了詳細闡述，提出了目前植物與土壤科學研究中亟待解決的問題和未來研究方向。

在“后綠色革命時代”，有關作物科學研究取得了長足進展，但由于植物—土壤相互作用的復雜性，作物科學與土壤科學難以有機結合，限制了對農業生產的貢獻。為了保障糧食安全，解決作物可持續生產亟待解決的重大難題，迫切需要加強土壤科學與植物科學融合交叉創新。

文章指出，作物生長與土壤健康在植物—土壤界面緊密相連。水分和養分的吸收和轉運決定了作物的產量、品質與抗逆性。土壤結構、肥力和生物群落深刻影響養分的生物地球化學轉化、運移和生物有效性。土壤過程通過養分和水分信號調控作物生長，而作物生長則通過碳輸入影響土壤健康。探索植物根系—異質性土壤—根際微生物之間相互作用的內在機制與信號過程，為可持續作物系統創造適宜的植物—土壤環境，是未來重要的研究目標。

文章強調，在未來的種植系統中，應重點關注植物與土壤的相互作用，對植物—土壤系統進行整體管理，優化根系功能與土壤特性之間的匹配。將植物—土壤相互作用與生物育種相結合，培育具有理想根構型的新品種，以應對土壤中資源的異質性與各種限制因子（如鹽堿、貧瘠等）；通過設計合成微生物群落和根際有益微生物，優化調控根系性狀與響應，提高作物產量、養分利用效率，改善土壤健康。通過對作物和土壤進行有針對性的工程設計，可以為實現更高的產量、更高效的作物生產和改善土壤健康提供一種新方法，使植物與土壤科學為未來的可持續作物生產做出更全面的貢獻。

中國農業大學申建波教授課題組已出站博士后王昕、教授程凌云、已畢業博士熊傳永為論文第一作者，申建波為通訊作者。該研究得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃項目、海南省自然科學基金、中國博士后科學基金、北京市高精尖學科、中國工程院重點項目、中國農業大學國家創新團隊的資助。

相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.tplants.2024.05.008