团队在观察水稻生长情况。

沈仁芳（左）和同事在进行野外考察。 　　以上图片均为中国科学院南京土壤研究所提供

在我国南方地区，雨水常常带走土壤中钙、镁、钾等盐基离子，让氢离子、铝离子从土里“冒”出来，再加上高温环境，导致土壤越来越酸化。在酸性土壤中种植，有机质含量不足，植物养分吸收不良，需要施氮肥保收成，从而造成土壤“酸上加酸”。

从本世纪初开始，中国科学院南京土壤研究所（以下简称“南京土壤所”）的南方酸土研究团队与合作单位一起，围绕“南方酸性土壤障碍消减与作物产能提升”主题，历时20多年技术研发与推广，在15个省份累计推广应用2.8亿亩次，作物平均增产8%。前不久，这项技术及应用入选了2025年度中国生态环境十大科技进展。

长期调研，探索绿色环保治理路径

10多年前，江西省进贤县张公镇新城村，村党总支书记章五毛拉住了随队进行土壤调查的南京土壤所研究员赵学强：“你是专家，快帮我们看看！”

赵学强20年前就开始跟着团队带头人、时任南京土壤所副研究员沈仁芳及前辈们，参加关于南方酸性土壤障碍消除的调研，见过不少“稀稀拉拉”甚至“一毛不拔”的红黄壤土地。和章五毛的相遇，是他印象最深刻的一幕。

虽然到了即将收获的时节，可村里的3000多亩田地里，玉米细细的秸秆依旧弱不禁风。“施肥越多，产量越低。地是不是种坏了？”章五毛焦急询问。

经过检测，土壤pH值只有4.3，有机质含量不到0.5%，有效磷基本测不出来——问题太多了。

赵学强当时无法回答，但很快行动起来。回南京后，他和组员的研究开始提速。

土壤酸化问题由来已久。上世纪90年代，科研工作者逐渐确定，酸性土壤致害的关键不在于氢离子，而在于铝离子，即“铝毒”。沈仁芳分析，休耕几年，也许能控酸降铝，但为了保障粮食供给充足，又得高强度耕作。怎样既能耕种又能控酸？2002年，他申报了“酸性土壤治理”课题，组队进行新一轮研究。

为什么说是“新一轮”呢？

沈仁芳解释，给土壤降酸，最早的办法是施石灰粉，成本低、见效快，但治标不治本，易返酸，会板结。后来，又开始给土壤施“改良剂”：鸡粪鸭粪、生物质碳粉、秸秆还田……这些办法进步了不少，但要么需要大量使用、操作不便，要么加工复杂、成本较高，对农户吸引力低。

“我们要探索一条绿色环保的治理路径。”沈仁芳给团队定下目标。

怎么做？一方面，由赵学强带领一支小队，继续攻关和筛选更有优势的“土壤改良剂”；另一方面，由以研究土壤微生物见长的土壤与农业可持续发展全国重点实验室副主任梁玉婷，带队进行“耐酸铝合成微生物菌群”研究。

对症下药，实现土壤改良和增产效果

经过数年的理论研究和实验室测试，团队摸清了铝毒的致害机理：酸化和铝毒往往相伴而生，通过抑制根系的生长，阻断营养吸收通道，导致作物减产。在这类土壤长出的根系，总是又粗又短。

“病因”找到了，接下来就是“开方”。赵学强在调研中积累下20多种降酸增肥的“药材”：有埋在地下的腐殖酸，有工业废弃物组成的碱性材料，还有分布在江苏、安徽等地的天然矿物凹凸棒石等。

2021年，他将这些“药材”带到江西鹰潭的“红壤站”。这里是中国科学院建立的国家级野外科学观测研究站，也是我国南方红壤区重要的农业生态研究基地。在“红壤站”试验场里，研究人员将试验田划分成若干小格，播撒不同的改良剂，观察作物生长。

年复一年，施加凹凸棒石的耕地，作物产量多、长得高。但其原材料是一堆土坷垃，多大的颗粒“药效”最佳？赵学强带领团队进行对比研究，发现珍珠粉大小的颗粒，土壤吸收效果最好。目前，“好中选优”的对比研究仍在持续进行。

与此同时，在南京土壤所的实验室内，梁玉婷正在和微生物“较劲”。2013年到南京土壤所工作后，她就参加了“土壤生物专项”工作，半年中从北到南调研了13个省份，发现南方土壤的生物多样性普遍更低。

“同一个地区的作物，生长情况也有不同。排除物理和化学的因素，就是根际微生物在起作用了。”梁玉婷说，她做的实验，就是找出助力作物生长的优势菌群。

“起初，我们用常规方式，尽量多地培养菌群，再挨个比较，但一个个区分实在太慢。”梁玉婷说，实验组创新思路，通过给菌群“出难题”，从中筛选出控酸降铝、培肥固氮的“优等生”。

这道题，就是让菌群在酸铝交加的环境下“喝水”，从喝水量的多少判断活力，并通过自带造影功能的“重水”进行观察。喝水最多的“领头菌”胜出后，再围绕它寻找“耐酸铝盟友”。

最后，两项研究的成果汇聚到一起。2022年开始，新城村3000亩耕地施上了凹凸棒石，第二年又用上复合菌剂。田里收成一年比一年好。

扎根田间，让更多农户用上好技术

去年8月，章五毛专程到南京来报喜：村里3000亩红壤地，油菜亩产超260斤、玉米亩产超900斤——耕地从低产田变成中高产田，农民种地也更有信心了。“最大的成果，是技术能被更多农户用上。”赵学强说，“农户的笑脸，就是对我们最好的肯定。”

推广应用的过程并不容易。南京土壤所特别研究助理肖珣记得，第一次跟着赵学强去做技术推广时，尽管章五毛做了动员，但村委会会议室里，只来了两三名村民。还有村民质疑：“我们在这儿种了这么多年都种不好，你们就能种得好？”

“我们把技术送到了地头，怎么还得不到认可？”肖珣觉得有点委屈。赵学强自掏腰包，给来听课的农民买饮料、西瓜，讲技术前先拉家常，和农民交朋友，把改良剂送给他们使用。刚开始，只有一两户农户在小范围尝试，随着效果逐渐显现，更多村民开始跟着学……

这项工作在江西、福建、湖南等15个省份的酸化治理重点县同步开展，累计推广2.8亿亩次，包括1个万亩综合示范区和32个千亩标准化示范基地。作物平均增产8%，减少化肥施用51.65万吨，新增收益310.51亿元，实现了经济效益、社会效益和生态效益多赢。

20多年来，沈仁芳从副研究员一直干到所长，赵学强和梁玉婷也从青年骨干成长为博士生导师，老带青、青带新，团队一年年扎根田间。

“科研必须下田的传统没有变，给年轻人压担子、让年轻人挑大梁的传统没有变。”梁玉婷说。

“南方的雨总是说下就下，为了不误农时，老师们会把秧插完再撤。挽起裤腿，不穿靴子就下田，看到树上有蛇、腿上有虫，也习以为常。”肖珣说，年轻人看在眼里、学在心里——下雨了，第一反应是把衣服脱下来护住仪器；不小心滑倒，宁可摔进沟里也不能压着秧苗。

“下一步，我们想把一系列研究成果做成‘全国一张图’。”在沈仁芳的设想中，当乡镇农业主管部门工作人员点开地理位置，当地就能实现智能配方、精准施策，技术成果就将惠及更多农户。

■记者手记

土地到实验室、再到土地的科研闭环

写在大地上的论文，是什么样子？

这支团队用20年给出答案：研究成果不止发表出来，更要落地见效，它们体现在pH值从4.3恢复到5.5的耕地上，体现在2.8亿亩次、平均增产8%的产量里，体现在农户从撂荒进城到回村种地的选择中。

这也让我们看到，他们的科研是从土地中发现问题、在实验室里解决问题、又回到土地中实践的闭环。它是一粒粒改良剂撒进红壤后长出的新苗，是一组组耐酸铝菌群激活耕地后冒出的根系，是农民在田间捧着饱满的玉米时脸上露出的笑容。对于科研工作者来说，需要一年又一年，一代又一代努力攻关、默默坚守。

把论文写在大地上，这不是浪漫的比喻，是检验科研成果的重要标准。