对话获中国政府友谊奖“洋教授”:要让贫瘠土地长出绿林

在江西省赣州市一块废弃稀土矿区,曾经寸草不生的受污染土壤,如今已经长出了茂密的绿林。让贫瘠土地化腐朽为神奇的,是中山大学生命科学学院瑞士籍教授奥斯丁巴特瑟史德海林(Christian Balthasar Staehelin)使用的生物固氮技术。


生物固氮,简而言之,就是微生物通过和植物共生,将大气中的氮气转化成能被植物吸收利用的氮素,使植物更易生长。史德海林所做的工作,就是找到合适的微生物和植物,解锁它们的“配对”密码白金会。

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史德海林从事生物固氮研究已有30年,2005年,他来到中国,将最新的科研思路带到国内,打开了中国固氮科学研究的新局面。

 

9月30日下午,奥斯丁巴特瑟史德海林获得中国政府友谊奖,这是中国政府为表彰在中国现代化建设和改革开放事业中作出突出贡献的外国专家而设立的最高奖项。

 

新京报记者专访了获奖者奥斯丁巴特瑟史德海林,听他讲述突破“矿区土壤开元棋牌复绿”这一国际性难题的故事。


奥斯丁巴特瑟史德海林获颁2019年度中国政府友谊奖。受访者供图


谈科研

找寻微生物“配白金会对固氮”密码,植物不施肥也能长得好

 

新京报:什么是生物固氮?您是何时开展相关研究的?

 

奥斯丁巴特瑟史德海林:我做博士论文的时候开始做相关研究,到现在已经有30年了。

 

元素氮对植物生长有非常重要的作用,它是植物体内氨基酸的组成部分、是构成蛋白质的成分,能促进植物生长。

 

自然界中的氮素资源十分丰富,大气中近80%的气体为氮气。但只有少数微生物能够固定空气中的氮素。这些微生物通过和植物共生,将大气中的氮气转化成能被植物吸收利用的氮素,就是生物固氮。

 

与工业固氮的高温高压条件相比,生物固氮在常温常压下就可以进行。

 

新京报:微生物与植物如何互生作用?

 

奥斯丁巴特瑟史德海林:并不是所有微生物和植物作用都能“固氮”。不同的微生物只和特定的植物有“应答暗号”,即化学分子的交流。

 

比如,根瘤菌和豆科植物的“固氮”效果就很好,根瘤菌进入豆科植物中,在根部形成根瘤。固氮过程在根瘤中进行,固定的氮素可让植物直接吸收利用。

 

大自然中有很多根瘤菌,但不一定都是好的菌种,效率低的根瘤菌达不到应用水平。我们的科研工作就是要在种类繁多的微生物中找到最好的菌种,并通过大量试验研究,为其找到最合适的“配对固氮”的植物。

 

新京报:这项研究有何意义?

 

奥斯丁巴特瑟史德海林:植物施肥施得多可能造成土壤板结、地表水污染等情况。根瘤菌与豆科植物作用,通过根瘤固氮能减少污染,使植物在不用施肥的情况下更有抗力。根瘤菌对非豆科植物的生长也有促进作用。

 

目前,我们也正在研究拓展菌种的“宿主”范围,研究除了豆科植物,还有哪些植物、农作物能和好菌种进行配对,使根瘤菌作为“促生菌”,提高植物营养和抗病等能力。

 

谈应用

在赣州试点为废弃矿山复绿

 

新京报:目前您的相关研究是否有了成果转化应用?

 

奥斯丁巴特瑟史德海林:我们团队研究了植物-微生物互作土壤修复方法,适合应用于农业和环保领域。2016年,我们在赣州市一块30亩的废弃稀土矿区先期开展土壤修复试验,希望让贫瘠土地长出绿林。

 

治理尾矿第一步就是复绿。当年稀土开采破坏了矿山的原有生态,导致水土流失,土壤沙化严重、极度贫瘠,保水保肥能力差。我们当时在现场看到,中华娱乐虽然当地有修复治理的痕迹,但很多树木种下去无法成活。在废弃矿山土壤中,污染物毒性、养分不足等都限制了植被恢复。我们要提高土壤中的氮素水平,解决营养不足的问题。

 

豆科植物本身固氮能力强,在贫瘠的地方更易生存,是复绿的先锋植物。豆科植物加根瘤菌共生体系,能达到更强的固氮能力。因此,我们将根瘤菌接种到豆科植物中,这些植物成活率很高,以此促进营养元素循环和累积,增加土壤的生物多样性。

 

新京报:开展试验有难度吗?最终取得了怎样的效果?

 

奥斯丁巴特瑟史德海林:以往我们都是在实验室里做研究。在赣州的试验中,我们并不是一次性撒些种子就完事儿了。我们近十次到达现场做研究,先期还带回了当地的土壤做实验。大自然的环境与实验室不同,找厕所都很难,有时会很晒,有时还要经历风吹雨打。

 

但值得欣慰的是,如今,当地裸露的山体已经披满绿色,完成了植物演替,矿区土壤修复获得成功。有一次,当地人还监测到豹子的脚印,这说明植被的恢复吸引了动物的回归。他们也很开心,他们开玩笑,问我们是否还敢到山上作业。

 

新京报:如果不用生物固氮,以前采用什么方法修复矿山和受污染的土壤?

 

奥斯丁巴特瑟史德海林:用客土的方法,从其他地方运来好土覆盖在污染土壤上,大概要二三十公分厚。但这种方法需要运输,成本高,没办法大量复制。而且只能九乐棋牌种植浅根植物,是不可持续的做法。还有一种化学中和的方法,通过调节剂降低地表酸性,但操作不当也容易产生二次污染。


2016年,赣州废弃矿区有修复治理的痕迹,但树苗稀疏,成活率很低。受访者供图


通过植物—微生物互作土壤修复方法,2019年,矿区土壤修复获得成功,曾经贫瘠的土壤长出了茂密的树木。受访者供图


谈结缘中国

大学提供的科研环境最可贵

 

新京报:您如何与中国结缘?

 

奥斯丁巴特瑟史德海林:我的妻子出生于广东,我们在瑞士求学期间相识。中山大学是我妻子的母校,她说服我一起来中国发展。2005年,我为爱情来到中国,作为中山大学“百人计划”引进人才,成为学校第一位全职外籍教授。

 

新京报:在中国生活、工作的14年中,您如何看待中国这些年的发展变化?

 

奥斯丁巴特瑟史德海林:中国发展变化很大,无论是生态上,还是经济上。早年间,我每年回瑞士,开元棋牌都要带一些物品回到中国,现在中国什么都可以买得到,我反而不知道要带些什么了。

 

我记得2007年的时候,我们学院在番禺区大学城里建了一栋楼,当时那里还很荒凉。如今大学城周边环境非常好,树木茂盛,班车也很方便。我们的科研仪器也更加丰富。

 

新京报:作为引进人才,中国和中山大学为您的科研工作提供了哪些便利条件?

 

奥斯丁巴特瑟史德海林:我刚来到中国时,学校就为我们提供了很好的科研环境,包括宽敞的实验室空间、充足的分子生物学仪器和项目启动经费、很大的植物房和温室,这些都是很难得的,这些支持比其他都要宝贵。

 

新京报:除了做研究,您是否也培养中国学生?

 

奥斯丁巴特瑟史德海林:我给本科生和研究生上课,他们遇到问题,可以随时来办公室和实验室找我。搞科研不是单枪匹马,实际上,团队取得的成绩,不是一个人的功劳,也离不开学生的贡献。搞科研是件美妙的事情,我希望他们不要浮躁,能静下心来继续做科研。

 

谈获奖

很荣幸,希望能为环境多做贡献

 

新京报:此次获得中国政府友谊奖,您的心情如何?

 

奥斯丁巴特瑟史德海林:在新中国成立70周年的时候,能走进人民大会堂接受这项荣誉,我觉得格外荣幸,这是对我的鼓励和承认。我还作为受邀嘉宾观看了庆祝大会和晚上的联欢活动,阅兵式非常震撼,给我留下了深刻的印象。未来,我希望能为中国的环境多做一些贡献,把研究成果真正贡献给社会。

 

新京报:您下一个阶段有什么工作和科研计划?

 

奥斯丁巴特瑟史德海林:通过微生物和植物进行“生物固氮”在国际上仍是很新的做法,有相关研究,但应用仍然比较少。我们正在拓展其在农业方面的应用,在实验室做各种各样的试验,比如在沙漠、盐碱土地等地区的作物中接种微生物,提高其固氮效果。

 

在环保方面,我们也计划在韶关大宝山矿土壤进行修复和复绿,当地土壤pH值比较高,土壤非常硬,目前不适合种植植物。我们正在想办法攻克难题,目前已经取土进行试验,等明年开春将种植适合生长的植物。

 

现在,我们面临的问题是如何把好技术推广出去。

 

新京报记者 张璐

编辑 白爽 校对 吴兴发