地上-地下生物协同调控与养分高效利用

摘要: 提高养分利用率是协调粮食安全和环境安全的核心问题。地下生物种类繁多，数量巨大，功能多样，包括植物根系、微生物和动物等。地下生物直接参与了养分的活化、转化、吸收和运输等过程，是地上植物生产力和养分利用率的重要驱动者。文章概括性地介绍了（1）土壤-根系-微生物对话的信号基础与养分转化，（2）土壤微生物组成多样性与养分转化，（3）根系与植物高效吸收养分，以及（4）微生物与根系高效摄取土壤养分；在此基础上，提出将来应该加强研究土壤生物功能和区域分异规律、微生物介导的土壤养分转化过程与养分高效利用之间的关系、养分高效型作物的根系特征、生物制剂的研发等内容。随着技术的发展和相关机理的探明，地下生物“黑箱”将逐步被破解，有望研发出靶标明确、切实可行的地上-地下生物协同调控技术，实现养分的高效利用。