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　　《PNAS》是《美国国家科学院院刊》的简称，是国际上具有高影响因子的顶级学术期刊，主要刊登生命科学、物理学和社会科学等具有创新观点的研究报告、科学评论与展望、学术报告会论文以及报道重要学术活动。7月3日，该杂志刊登了我校张福锁研究小组的研究成果《多样性增加生产力的机制———缺磷土壤上种间根际磷营养促进作用》。该研究成果首次阐明了间套作提高土壤养分资源利用效率，尤其是磷素资源利用的机制，将为集约化可持续农业的发展，特别是利用生物多样性原理优化作物生产体系，提供可靠的理论依据和技术模式。
　　由资环学院教授张福锁和李隆所带领的“生物多样性与资源利用”研究小组，长期专注于农业生产实践中的前沿科学问题研究，经过长达10多年的田间和实验室研究取得的这一成果，其创新价值在于攻克了我国具有上千年传统的间套作农田生态系统中生物多样性提高农田生产力的前沿科学问题，揭示 了 作物 根 际互 惠 的机理，而这 正 是当今国际上生物多样性研究的前沿。
　　间套作是一种具有悠久历史、在我国传统农业和现代农业中都做出了巨大贡献的种植体系，同时也是增加农田生态系统生物多样性的重要措施。这种传统农业生产模式由于能高效利用光温水热和养分资源，发挥作物间的竞争和互惠作用，增强抗逆能力，起到增产增效和稳产高产的作用，随着人口增加和耕地面积的减少，在我国、乃至世界范围内的农业生产中愈来愈受到广泛的应用和重视。据估计，我国间套作面积至少已达4亿亩。然而，以往对间套作的大量研究多集中在优化田间作物搭配模式和研究地上部光热资源利用方面，对地下部养分资源利用的研究也主要集中在氮素方面，因为在许多间套作体系中人们常常选择豆科植物，而豆科植物具有固氮作用。面对全球磷矿资源日趋紧张的局面，土壤缺磷成了一个全球性的问题，寻求生物学途径提高作物对土壤难溶性磷素的利用，成了国内外研究的热点。
　　张福锁认为，间套作体系根际相互作用机理的研究由于需要创新性研究方法，挖根取土的工作量又很大，同时还必须在农民田里面去做，因此需要长期摸索和艰苦的工作，并且地下生态学领域的研究在最近几年才成为生态学的前沿。《科学》杂志于2004年6月出版了一本专辑认为 “人类对自己脚下的土壤的了解远远不及对宇宙的了解”，更佐证了地下生态学的研究难度之大。
　　为了揭示这一原理，研究小组长期扎根河西走廊的白云村，坚持理论研究与生产实际相结合，通过多年田间试验和大量室内模拟研究，终于揭示了蚕豆促进玉米磷营养的机理：蚕豆相对于玉米具有更强的质子分泌能力，能显著酸化根际，从而有利于难溶性土壤磷的活化和玉米对磷的吸收利用；蚕豆根系分泌更多的磷酸酶和根分泌物，显著促进了难溶性磷的活化，从而有利于改善两种作物的磷营养。也就是说，其促进作用不仅体现在作物根系占据土壤空间的互补性方面，而且体现在蚕豆和玉米种间根际效应上。
　　这些发现是对农田生态系统生物多样性作用原理新的认识，不仅对利用间套作体系提高养分利用效率有重要意义，而且对利用生物多样性原理提高自然生态系统生产力和稳定性有重要的指导作用，更重要的是它对减少集约化农业生产中化肥农药的使用，保护生物多样性提供了新的生物学途径。（桂熙娟）