2022年2月22日,浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院陳欣-唐建軍實驗室在eLife發(fā)表了題為"Using aquatic animals as partners to increase yield and maintain soil nitrogen in the paddy ecosystems"的研究論文 (https://elifesciences.org/articles/73869)。eLife雜志還邀請了瑞典和加拿大農(nóng)業(yè)生態(tài)領(lǐng)域的科學(xué)家撰寫題為"Growing together gives more rice and aquatic food"的‘Insight article’,與本論文在eLife同期發(fā)表(https://elifesciences.org/articles/77202),深度解讀了本研究所揭示的生物種間相互作用效應(yīng)的生態(tài)學(xué)意義和在農(nóng)業(yè)上的利用價值。eLife期刊同時發(fā)布了新聞性的評述文章
現(xiàn)代集約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力高,但高度依賴化學(xué)農(nóng)藥和肥料的投入,全球農(nóng)業(yè)面臨保證食品供給和降低環(huán)境污染風(fēng)險的雙重挑戰(zhàn)。對此,農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)家努力探討基于自然的解決方案(Nature Based Solution)。陳欣-唐建軍實驗室十幾年來對全球重要農(nóng)業(yè)文化遺產(chǎn)系統(tǒng)(GIAHS)-稻魚共生系統(tǒng)開展研究,闡明了GIAHS的生態(tài)學(xué)原理(PNAS, 2011, 108 (50): E1381-1387)及田魚地方種群多樣性保育的機理(PNAS, 2018. 115(3):E546-554)。在此研究基礎(chǔ)上,本研究進一步研究了集約化生產(chǎn)的稻田系統(tǒng)不同水產(chǎn)動物(田魚、蟹和鱉)與水稻的相互作用效應(yīng),多年多點的野外觀測實驗和微宇宙受控實驗表明,稻-"魚"(包括稻-魚、稻-鱉、稻-蟹)系統(tǒng)的稻田生產(chǎn)力提高,土壤氮素水平保持穩(wěn)定、有害生物雜草發(fā)生程度降低;穩(wěn)定性同位素(15N和13C)分析進一步發(fā)現(xiàn),水產(chǎn)動物通過取食各類稻田食物資源和促進有機物分解,驅(qū)動了氮素循環(huán)利用,從而提高了稻田生態(tài)系統(tǒng)氮素的利用效率。
研究先后得到國家自然科學(xué)基金項目(31661143001、 31770481和U21A20184)和國家重點研發(fā)項目(2016YFD0300900)的資助。在國家自然科學(xué)基金國際(地區(qū))合作與交流項目(NSFC-CGIAR,No. 31661143001)的資助下,國際生物多樣性中心(Bioversity International)的研究人員參與了部分工作。