近日，中国农业大学资源与环境学院、国家农业绿色发展研究院教授申建波课题组在《植物学趋势》（Trends in Plant Science）发表了观点文章，对植物—土壤互作过程及调控机制进行了详细阐述，提出了目前植物与土壤科学研究中亟待解决的问题和未来研究方向。
在“后绿色革命时代”，有关作物科学研究取得了长足进展，但由于植物—土壤相互作用的复杂性，作物科学与土壤科学难以有机结合，限制了对农业生产的贡献。为了保障粮食安全，解决作物可持续生产亟待解决的重大难题，迫切需要加强土壤科学与植物科学融合交叉创新。
文章指出，作物生长与土壤健康在植物—土壤界面紧密相连。水分和养分的吸收和转运决定了作物的产量、品质与抗逆性。土壤结构、肥力和生物群落深刻影响养分的生物地球化学转化、运移和生物有效性。土壤过程通过养分和水分信号调控作物生长，而作物生长则通过碳输入影响土壤健康。探索植物根系—异质性土壤—根际微生物之间相互作用的内在机制与信号过程，为可持续作物系统创造适宜的植物—土壤环境，是未来重要的研究目标。
文章强调，在未来的种植系统中，应重点关注植物与土壤的相互作用，对植物—土壤系统进行整体管理，优化根系功能与土壤特性之间的匹配。将植物—土壤相互作用与生物育种相结合，培育具有理想根构型的新品种，以应对土壤中资源的异质性与各种限制因子（如盐碱、贫瘠等）；通过设计合成微生物群落和根际有益微生物，优化调控根系性状与响应，提高作物产量、养分利用效率，改善土壤健康。通过对作物和土壤进行有针对性的工程设计，可以为实现更高的产量、更高效的作物生产和改善土壤健康提供一种新方法，使植物与土壤科学为未来的可持续作物生产做出更全面的贡献。
中国农业大学申建波教授课题组已出站博士后王昕、教授程凌云、已毕业博士熊传永为论文第一作者，申建波为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划项目、海南省自然科学基金、中国博士后科学基金、北京市高精尖学科、中国工程院重点项目、中国农业大学国家创新团队的资助。
相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.tplants.2024.05.008
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