行業(yè)資訊

土壤是一個(gè)復(fù)雜有活性的生態(tài)系統(tǒng)。而土壤微生物組是土壤中所有微生物及其棲息環(huán)境的總稱。土壤蘊(yùn)含極為豐富的微生物多樣性, 它們?cè)谖镔|(zhì)分解、元素生物地球化學(xué)循環(huán)、植物生產(chǎn)力和生物健康中扮演著關(guān)鍵角色。土壤微生物組研究的核心內(nèi)容是特定土壤中微生物群落的協(xié)同演化規(guī)律及其環(huán)境功能。土壤微生物組的功能與人類生產(chǎn)生活中的基本需求（如糧食生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)和醫(yī)藥衛(wèi)生等）密切相關(guān)。

土壤微生物健康領(lǐng)域，主要聚焦于兩個(gè)方面-檢測(cè)與治理，多種技術(shù)被運(yùn)用到土壤健康微生物這個(gè)領(lǐng)域中。目前，國(guó)際領(lǐng)先的土壤微生物檢測(cè)技術(shù)包括微生物組測(cè)序、微生物地圖、人工智能等技術(shù)。微生物組測(cè)序與微生物地圖能夠幫助理解土壤微生物的生物地理分布格局、形成機(jī)制與群落構(gòu)建規(guī)則, 有助于預(yù)測(cè)在全球變化背景下土壤微生物組的功能演變及其對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控影響；人工智能、大數(shù)據(jù)平臺(tái)能夠幫助我們檢測(cè)、監(jiān)控、管理土壤中微生物組的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，以便采取后續(xù)治理措施。此外，微生物制劑、碳捕獲等土壤健康治理措施，也被逐漸運(yùn)用到這個(gè)領(lǐng)域中來(lái)。例如用生物農(nóng)藥代替化學(xué)農(nóng)藥，大大減少了化學(xué)農(nóng)藥殘留對(duì)土壤生態(tài)結(jié)構(gòu)的危害。種衣劑創(chuàng)造出抗逆性強(qiáng)的作物，更好地抵御干旱和疾病，減少后期化肥農(nóng)藥的使用，提高農(nóng)作物產(chǎn)量的同時(shí)也降低了農(nóng)耕活動(dòng)對(duì)土壤的危害。

中國(guó)在土壤健康治理領(lǐng)域起步較晚，目前落后于發(fā)達(dá)國(guó)家的治理水平。但是過(guò)去30年間，中國(guó)在土壤治理和修復(fù)上取得了重大的成績(jī)。中國(guó)有不同的作物系統(tǒng)和不同的生態(tài)區(qū)，有一個(gè)非常復(fù)雜的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，可以為全球很多國(guó)家提供好的措施。希望未來(lái)能夠加強(qiáng)與中國(guó)科研單位、政府以及企業(yè)的合作，來(lái)促進(jìn)全球土壤污染治理，實(shí)現(xiàn)糧食安全，減緩氣候變化。

土壤微生物為何重要？

土壤中的微生物種類較多，有細(xì)菌、真菌、放線菌、藻類和原生動(dòng)物等，它們對(duì)土壤的形成發(fā)育、物質(zhì)循環(huán)和肥力演變等均有重大影響。正是有了土壤微生物的默默耕耘，大地才會(huì)有春華秋實(shí)的生生不息。那么這些極不起眼又極不平常的微生物在土壤中究竟做了些什么呢？

首先，土壤微生物可以形成土壤結(jié)構(gòu)。土壤并不是單純的土壤顆粒和化肥的簡(jiǎn)單結(jié)合，作為土壤的活躍組成部分, 土壤微生物在自己的生活過(guò)程中，通過(guò)代謝活動(dòng)的氧氣和二氧化碳的交換，以及分泌的有機(jī)酸等有助于土壤粒子形成大的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，最終形成真正意義上的土壤。土壤微生物的區(qū)系組成、生物量及其生命活動(dòng)對(duì)土壤的形成和發(fā)育有密切關(guān)系。

其次，土壤微生物最顯著的成效就是分解有機(jī)質(zhì)， 比如作物的殘根敗葉和施入土壤中的有機(jī)肥料等，只有經(jīng)過(guò)土壤微生物的作用，才能腐爛分解，釋放出營(yíng)養(yǎng)元素，供作物利用，并形成腐殖質(zhì)，改善土壤的結(jié)構(gòu)和耕性。

然后，土壤微生物還可以分解礦物質(zhì)，土壤微生物的代謝產(chǎn)物能促進(jìn)土壤中難溶性物質(zhì)的溶解。例如磷細(xì)菌能分解出磷礦石中的磷，鉀細(xì)菌能分解出鉀礦石中的鉀，以利作物吸收利用，提高土壤肥力。另外，尿素的分解利用也離不開土壤微生物。這些土壤微生物就好比土壤中的肥料加工廠，將土壤中的礦質(zhì)肥料加工成作物可以吸收利用的形態(tài)。

另外，土壤微生物還有固氮作用，氮?dú)庹伎諝饨M成的4/5，但植物不能直接利用，某些微生物可借助其固氮作用將空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為植物能夠利用的固定態(tài)氮化物，有了這樣的土壤微生物，就相當(dāng)于土壤有了自己的氮肥生產(chǎn)車間了。

在植物根系周圍生活的土壤微生物還可以調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)，植物共生的微生物如根瘤菌、菌根和真菌等能為植物直接提供氮素、磷素和其他礦質(zhì)元素的營(yíng)養(yǎng)以及有機(jī)酸、氨基酸、維生素、生長(zhǎng)素等各種有機(jī)營(yíng)養(yǎng)，促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。土壤微生物與植物根部營(yíng)養(yǎng)有密切關(guān)系。所以，微生物是極為有用的，它們?cè)谕寥赖男纬?，自然界中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化，以及對(duì)動(dòng)植物的生長(zhǎng)都有著巨大的作用。

土壤健康防治領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)鏈

六大技術(shù)解決土壤問(wèn)題

■   微生物組測(cè)序技術(shù)

將微生物組測(cè)序技術(shù)放在第一位，是因?yàn)闇y(cè)量了解土壤中微生物組成分是土壤健康治理的基礎(chǔ)，我們可以通過(guò)土壤微生物組了解土壤與作物環(huán)境之間的關(guān)系，選擇相應(yīng)適合的農(nóng)作物，后續(xù)更科學(xué)精準(zhǔn)的選擇修復(fù)技術(shù)、制劑。

Biomcare提供土壤微生物分析服務(wù)，檢測(cè)土壤中的微生物以及這些微生物的功能。進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析以檢測(cè)微生物組與特定土壤指標(biāo)（例如作物產(chǎn)量或作物疾?。┲g的關(guān)聯(lián)。土壤中不利的微生物組成會(huì)影響植物的氮、磷和其他養(yǎng)分的供應(yīng)，改變養(yǎng)分的利用率和植物的生長(zhǎng)。

在美國(guó)，Indigo Ag是一家微生物技術(shù)初創(chuàng)公司，致力于為玉米、小麥、大豆和棉花等農(nóng)作物生產(chǎn)種衣。目前該公司正在推進(jìn)對(duì)40000種微生物組的測(cè)序。這家初創(chuàng)公司的目標(biāo)是通過(guò)在農(nóng)作物中添加微生物來(lái)改造種子的基因結(jié)構(gòu)，從而創(chuàng)造出更有彈性的作物，更好地抵御干旱和疾病。

■   土壤微生物基因組數(shù)據(jù)收集-微生物地圖

土壤蘊(yùn)含極為豐富的微生物多樣性, 它們?cè)谖镔|(zhì)分解、元素生物地球化學(xué)循環(huán)、植物生產(chǎn)力和生物健康中扮演著關(guān)鍵角色。理解土壤微生物的生物地理分布格局、形成機(jī)制與群落構(gòu)建規(guī)則, 有助于預(yù)測(cè)在全球變化背景下土壤微生物組的功能演變及其對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控影響。自21世紀(jì)以來(lái), 土壤微生物生物地理學(xué)在各種大型國(guó)際微生物計(jì)劃的推動(dòng)下逐步形成了分子生物學(xué)技術(shù)耦合大數(shù)據(jù)分析的模式, 實(shí)現(xiàn)了多種尺度上的關(guān)聯(lián)研究。

Pattern Ag成立于 2018 年，不久就開始建立土壤微生物數(shù)據(jù)庫(kù)。隨著工作的進(jìn)展，Pattern Ag收集了樣本并開始對(duì)土壤進(jìn)行DNA測(cè)試。如今，Pattern Ag收集并分析了中西部各地的土壤樣本，不斷增加其龐大數(shù)據(jù)庫(kù)的深度。該公司計(jì)劃擴(kuò)大這項(xiàng)工作的范圍，包括對(duì)全球各地土壤樣本的分析，其長(zhǎng)期愿景是建立第一個(gè)全球土壤微生物組地圖。Pattern Ag數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)模至關(guān)重要，因?yàn)樗_啟了農(nóng)業(yè)領(lǐng)域新的計(jì)算解決方案。農(nóng)業(yè)土壤中數(shù)據(jù)庫(kù)使我們能夠比以前更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)農(nóng)藝結(jié)果，為我們的客戶釋放預(yù)測(cè)農(nóng)業(yè)的力量。

■   人工智能的使用

來(lái)自墨西哥的Solena是一家?guī)椭r(nóng)民提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的土壤微生物創(chuàng)業(yè)公司。像少數(shù)其他創(chuàng)業(yè)公司一樣，它正在利用人工智能的力量在土壤上建立數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。該公司專有的人工智能驅(qū)動(dòng)的Prometheus平臺(tái)是世界上最廣泛的土壤微觀數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，可以將診斷數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為見解和定制的微生物接種劑建議。

Trace Genomics利用機(jī)器學(xué)習(xí)為農(nóng)戶提供土壤分析服務(wù)，主要投資者Illumina幫助其開發(fā)了一個(gè)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的系統(tǒng)，能夠讓客戶對(duì)土壤優(yōu)劣有清楚認(rèn)識(shí)，重點(diǎn)關(guān)注農(nóng)作物缺陷預(yù)防以及作物產(chǎn)量提升。

用戶在向Trace Genomics提交土壤樣本后，會(huì)收到關(guān)于土壤成分的深度分析。該服務(wù)以產(chǎn)品包形式供用戶挑選，包括以細(xì)菌及真菌為重點(diǎn)的病原體篩選，以及復(fù)合微生物評(píng)估和土壤DNA分析。

■   微生物制劑

化學(xué)農(nóng)藥使用對(duì)土壤的污染是土壤質(zhì)量惡化的重要因素。農(nóng)藥進(jìn)入土壤后會(huì)發(fā)生物理、化學(xué)和生化等各種反應(yīng)。進(jìn)入土壤的農(nóng)藥被粘土礦物或有機(jī)質(zhì)吸附，其中有機(jī)質(zhì)吸附的農(nóng)藥約占土壤總吸附量的70％～90％，導(dǎo)致土壤酸化、有機(jī)質(zhì)含量下降。

Aphea.Bio提供生物殺蟲劑和生物除草劑領(lǐng)域的研究和開發(fā)。該公司的目標(biāo)是使用天然微生物開發(fā)可持續(xù)的生物農(nóng)藥和生物刺激劑，以提高作物產(chǎn)量并改善對(duì)真菌病害的保護(hù)，為農(nóng)民提供使用化學(xué)殺蟲劑的替代方案。

納米封裝技術(shù)是NanoScoping的獨(dú)家優(yōu)勢(shì)，該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)主要效果：首先，納米封裝技術(shù)可提高產(chǎn)品粘附擴(kuò)散效應(yīng)，提高產(chǎn)品在植物表面的附著性和覆蓋性；其次，該技術(shù)具備的乳化效應(yīng)可提高植物油穩(wěn)定性，防止有效成分分離或沉淀。

Nano Agro系列包括3種產(chǎn)品：Nano Agro Neeml（殺蟲劑）、Nano Agro Crop（殺菌劑）和 Nano Agro Total（殺菌劑和殺蟲劑）。由于該類系列產(chǎn)品是由天然化合物制成，因此具備生物可降解性和生物兼容性，并適用于多種作物，如玉米、草莓、西紅柿和萵苣。目前已在大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)的試驗(yàn)證實(shí)了產(chǎn)品有效性。

■   精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)

另一個(gè)不斷增長(zhǎng)的領(lǐng)域，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，也被用來(lái)幫助保持健康的土壤。遙感、GPS 和數(shù)據(jù)分析可以幫助農(nóng)民優(yōu)化投入、減少浪費(fèi)并最大限度地減少對(duì)環(huán)境的影響。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)可以有針對(duì)性地施用化肥、農(nóng)藥和灌溉，從而改善土壤健康和資源效率。

總部位于以色列的Agmatix能夠在生長(zhǎng)季節(jié)周期進(jìn)行精確輸入，并在整個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)添加額外的數(shù)據(jù)，如土壤、水和葉片分析，以適應(yīng)作物營(yíng)養(yǎng)計(jì)劃。其平臺(tái)通過(guò)將真實(shí)世界的農(nóng)藝數(shù)據(jù)整合到一個(gè)平臺(tái)中，并允許農(nóng)業(yè)專業(yè)人員在正確的時(shí)間訪問(wèn)正確的信息，從而改善了土壤健康方面的決策。

■   碳捕獲

土壤是重要的碳庫(kù)。土壤中溫室氣體的釋放，特別是通過(guò)農(nóng)業(yè)活動(dòng)的釋放，對(duì)全球大氣CO?收支帶來(lái)影響。使碳在土壤中長(zhǎng)期儲(chǔ)存（碳捕獲）的措施是緩解氣候變化的關(guān)鍵

Carbo Culture成立于芬蘭，總部位于舊金山。自2018年以來(lái)，Carbo Culture已經(jīng)籌集了 55 萬(wàn)歐元的資金。該公司認(rèn)為，通過(guò)將生物質(zhì)廢物轉(zhuǎn)化為生物炭來(lái)修復(fù)土壤，可以實(shí)現(xiàn)有效的碳封存。

Loam Bio成立于 2019 年，由澳大利亞和北美的一群科學(xué)家、農(nóng)民和企業(yè)家成立，主要解決兩個(gè)問(wèn)題：空氣中二氧化碳過(guò)多和土壤中碳過(guò)少。這家初創(chuàng)公司正在開發(fā)一種技術(shù)，可以讓農(nóng)作物接種共生微生物。這些微生物不僅可以提高寄主植物的肥力和抗病能力，還可以幫助植物根部周圍的土壤更有效地儲(chǔ)存碳，從而為未來(lái)的種植提供更好的土壤質(zhì)量。

代表企業(yè)商業(yè)化案例分析

海外企業(yè)案例（部分）

■   Loam Bio

融資：最近籌集了 7500 萬(wàn)美元

成立時(shí)間：2019 年

創(chuàng)始人：弗蘭克·奧利、蓋伊·哈德森、蓋伊·韋伯、米克·韋滕豪爾、甘特·諾克

國(guó)家:澳大利亞

融資額：1.19 億美元

投資者：Lower carbon Capital、Wollemi Capital

◎澳大利亞初創(chuàng)公司Loam Bio正在向種植者提供一種種子接種物，支持在種植系統(tǒng)中建立穩(wěn)定的土壤碳。

◎目標(biāo)：Loam的技術(shù)幫助植物從大氣中吸收二氧化碳，并將其轉(zhuǎn)化為最穩(wěn)定的土壤碳，將世界上的農(nóng)田變成巨大的碳匯。

◎技術(shù)：被壤土微生物真菌覆蓋的種子增加了土壤結(jié)構(gòu)中的碳含量。當(dāng)種子發(fā)芽時(shí)，微生物通過(guò)微團(tuán)聚體將植物吸收的大氣碳結(jié)合在一起土壤。換句話說(shuō)，真菌將二氧化碳轉(zhuǎn)化為更穩(wěn)定的碳，可以長(zhǎng)期儲(chǔ)存在地下。它目前提供給 2000 年的農(nóng)民澳大利亞，計(jì)劃在不久的將來(lái)走向國(guó)際。

◎商業(yè)化進(jìn)展：今年早些時(shí)候，Loam Bio在B輪融資中籌集了 7500 萬(wàn)美元，并計(jì)劃使用這筆資金來(lái)擴(kuò)大碳儲(chǔ)存種子包衣的可用性。

■   Biome Makers

成立時(shí)間：2015 年

創(chuàng)始人：Alberto Acedo、Adrián Ferrero  

國(guó)家/地區(qū)：美國(guó)

融資額：2290 萬(wàn)美元

投資方：歐盟委員會(huì)(grant)、Pymwymic

◎Biome Makers是一家總部位于加利福尼亞州的農(nóng)業(yè)技術(shù)公司，分析土壤生物學(xué)和微生物學(xué)，研究土壤微生物群的組成和行為，旨在開發(fā)適應(yīng)不同作物和地區(qū)特定需求的新一代益生菌。

◎目標(biāo)：Biome Makers的使命是增強(qiáng)農(nóng)民的能力，恢復(fù)全球土壤健康。

◎核心技術(shù)：通過(guò)整合先進(jìn)的基因組學(xué)、微生物網(wǎng)絡(luò)科學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)，Biome Maker BeCrop技術(shù)能夠分析整個(gè)土壤微生物組，并提供關(guān)于微生物特定功能的寶貴見解。這使得農(nóng)民、作物顧問(wèn)、農(nóng)業(yè)投入制造商和零售商能夠針對(duì)50個(gè)國(guó)家的數(shù)百種作物做出數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策。

◎商業(yè)化進(jìn)展：Biome Makers是 2023 年農(nóng)業(yè)技術(shù)突破獎(jiǎng)的獲獎(jiǎng)?wù)摺Ｋ麄冏罱€宣布與西班牙生物技術(shù)公司Kimitec 合作——這兩家公司計(jì)劃使用Biome Maker的專有BeCrop 技術(shù)和Kimitec的人工智能平臺(tái)來(lái)分析土壤微生物群，將定制的、可持續(xù)的生物技術(shù)解決方案推向市場(chǎng)。

國(guó)內(nèi)企業(yè)案例（部分）

■   北京耕天下生物科技有限公司

成立時(shí)間：2019 年

國(guó)家/地區(qū)：中國(guó)

◎耕天下在黑龍江寒地、青藏高原、海南島等不同物候帶的土壤中篩選出了 300 多株原位藻種，其中有三分之一是新物種發(fā)現(xiàn)，并且針對(duì)不同作物的根系微生物組及土壤特性建立了具有差異化的技術(shù)模型，為每一種土壤提供可持續(xù)的解決方案。

◎商業(yè)模式：通過(guò)產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)置換碳權(quán)。以30萬(wàn)畝水稻為例，耕天下的技術(shù)服務(wù)可以減排 6~8 萬(wàn)噸CO?當(dāng)量，種植戶的經(jīng)濟(jì)效益如下：水稻增產(chǎn) 5~15%，增產(chǎn)收益60~180 元/畝；減施氮肥10~30%，降低綜合用肥成本10~30元/畝，畝收益80~200元。

◎目標(biāo)客戶：目前公司已經(jīng)鎖定東三省7000萬(wàn)畝水稻面積中的 1000 萬(wàn)畝，覆蓋黑龍江東部、吉林、遼寧盤錦等水稻主產(chǎn)區(qū)，另有意向簽約客戶 500-1000 萬(wàn)畝，共占東三省水稻總面積的 20%以上，旨在提前鎖定優(yōu)質(zhì)碳匯資產(chǎn)，為水稻種植戶服務(wù)。

■   上海綠樂(lè)生物科技有限公司

成立時(shí)間：2019 年

國(guó)家/地區(qū)：中國(guó)

◎一家從事耕地土壤修復(fù)及新型肥料研發(fā)生產(chǎn)的高科技企業(yè)

◎產(chǎn)品管線：一種是作物營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品，例如大量元素和中微量元素水溶肥，能夠?yàn)檗r(nóng)作物補(bǔ)充氮磷鉀等多種營(yíng)養(yǎng)元素；另一種是土壤修復(fù)產(chǎn)品，例如生物有機(jī)肥、微生物菌劑、土壤修復(fù)菌劑、重金屬鈍化劑等。從營(yíng)養(yǎng)供給到土壤修復(fù)，綠樂(lè)為作物種植提供一體化的技術(shù)解決方案。

◎與上海交大農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院的周培教授建立了戰(zhàn)略合作關(guān)系，開發(fā)出一款針對(duì)土壤次生鹽漬化的土壤修復(fù)產(chǎn)品，并于 2018 年在農(nóng)業(yè)部率先登記，成為全國(guó)第一個(gè)針對(duì)土壤次生鹽漬化的土壤修復(fù)菌劑產(chǎn)品。

■   先正達(dá)集團(tuán)---″厚圃土壤健康+″項(xiàng)目

成立時(shí)間：2000 年

國(guó)家/地區(qū)：總部位于瑞士，目前為中國(guó)化工集團(tuán)所有

◎″厚圃土壤健康+″項(xiàng)目針對(duì)不同土壤問(wèn)題特性，通過(guò)集成產(chǎn)品組合及配套可持續(xù)耕作模式，形成綜合解決方案。

◎?qū)崿F(xiàn)從物理、化學(xué)、生物三個(gè)維度改良土壤。例如基于植物生理學(xué)、分子生物學(xué)技術(shù)手段，開發(fā)應(yīng)用調(diào)控土壤根系微生態(tài)環(huán)境的生物刺激素″優(yōu)翠露″和高濃度微生物菌劑″維格施″。

◎?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)-環(huán)境雙贏：不僅有助于作物生長(zhǎng)、抗逆，也能夠直接和間接調(diào)控土壤，提高土壤微生物活性，促進(jìn)土壤與作物根系間良性互作。

◎建構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化適用不同場(chǎng)景的應(yīng)用型土壤健康評(píng)價(jià)指標(biāo)。評(píng)價(jià)指標(biāo)體系通過(guò)與以南土所為代表的權(quán)威學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)不斷研討得出結(jié)論。

土壤生物技術(shù)領(lǐng)域的機(jī)遇

■   生物投入對(duì)土壤健康非常有益。然而，普納生物公司的佛朗哥·馬丁內(nèi)斯·李維斯指出：″為了抓住這個(gè)機(jī)會(huì)，我們需要更好地了解土壤微生物群和生物輸入，以確保我們?cè)谌蛉找鎻?fù)雜的天氣模式中的表現(xiàn)?！?

■   在改善土壤健康方面，生物技術(shù)創(chuàng)新可以減少化肥和殺蟲劑的使用。植物基因測(cè)序、微生物組和植物疾病的發(fā)展意味著病蟲害的解決方案可以更有針對(duì)性，對(duì)環(huán)境的危害更小。減少殺蟲劑的使用可以改善土壤、空氣和水的質(zhì)量。

■   土壤健康生物技術(shù)是一種開發(fā)高產(chǎn)、耐脅迫作物品種的有效方法，這些作物品種經(jīng)過(guò)特別挑選，具有抗逆能力，或經(jīng)過(guò)基因改造而具有抗逆能力。這提高了作物產(chǎn)量，有助于在一個(gè)土壤環(huán)境不斷改變的世界里種植更多的糧食。

■   既能提高土壤碳儲(chǔ)量又能提高作物產(chǎn)量的解決方案，如壤土生物公司的解決方案，解決了兩個(gè)問(wèn)題。微生物組測(cè)序方面的創(chuàng)新也是如此，這些創(chuàng)新利用收集的數(shù)據(jù)開發(fā)相關(guān)產(chǎn)品，例如Ag Biome特制的殺菌劑。

土壤生物技術(shù)領(lǐng)域的潛在風(fēng)險(xiǎn)

當(dāng)轉(zhuǎn)基因作物或微生物占據(jù)主導(dǎo)地位時(shí)，土壤中的生物多樣性就會(huì)減少?！逋寥澜】怠宓母ダ饰魉埂げ┧_告訴我們，″多樣性的減少會(huì)對(duì)土壤微生物產(chǎn)生負(fù)面影響，并破壞生態(tài)系統(tǒng)的功能?！迳锛夹g(shù)也可能導(dǎo)致抗除草劑和殺蟲劑作物的發(fā)展。

■   基因污染：將轉(zhuǎn)基因生物釋放到環(huán)境中會(huì)導(dǎo)致非轉(zhuǎn)基因作物和野生植物種群的基因污染。弗朗西斯說(shuō)，這可能對(duì)土壤健康和生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)產(chǎn)生不可預(yù)測(cè)的后果。

■   破壞養(yǎng)分循環(huán)：生物技術(shù)可以改變作物的遺傳特性，包括它們吸收和利用養(yǎng)分的能力。這可能會(huì)破壞土壤中的自然養(yǎng)分循環(huán)過(guò)程，潛在地導(dǎo)致失衡和養(yǎng)分缺乏。

■   效率和培訓(xùn)：普納生物公司的佛朗哥·馬丁內(nèi)斯·李維斯告訴我們，″新的替代品需要與化學(xué)品的性能相當(dāng)，以增加采用率″。這也帶來(lái)了培訓(xùn)方面的挑戰(zhàn)，因?yàn)檗r(nóng)民需要了解如何應(yīng)用所有這些新技術(shù)。'

■   可擴(kuò)展性的問(wèn)題仍然存在：據(jù)Business Insider報(bào)道，一些科學(xué)家對(duì)種子包衣的商業(yè)化程度存有疑慮。

■   監(jiān)管：許多化學(xué)品正在被禁止或計(jì)劃停止使用(例如在歐洲)，雖然這可能對(duì)土壤健康產(chǎn)生積極影響，但公司和監(jiān)管機(jī)構(gòu)都需要適應(yīng)，以便能夠更快地將生物和更安全的替代品推向市場(chǎng)。

總  結(jié)

土壤是農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)，并且?guī)缀跏撬屑Z食作物賴以生長(zhǎng)的介質(zhì)。據(jù)估計(jì)，95%的糧食由土壤直接或間接生產(chǎn)。健康土壤生產(chǎn)出健康農(nóng)作物，這些農(nóng)作物再滋養(yǎng)人類和動(dòng)物。而土壤微生物組是土壤正常機(jī)能運(yùn)行的基本保證。土壤微生物健康成為全球范圍內(nèi)的熱點(diǎn)話題，土壤微生物健康防治領(lǐng)域正在不斷涌現(xiàn)新的技術(shù)，比如微生物組測(cè)序、全球微生物地圖、碳捕獲、人工智能、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、生物農(nóng)藥等技術(shù)均被成功應(yīng)用于土壤微生物健康領(lǐng)域。自21世紀(jì)以來(lái), 土壤微生物生物地理學(xué)在各種大型國(guó)際微生物計(jì)劃的推動(dòng)下逐步形成了分子生物學(xué)技術(shù)耦合大數(shù)據(jù)分析的模式, 實(shí)現(xiàn)了多種尺度上的關(guān)聯(lián)研究。一些初創(chuàng)企業(yè)正在開發(fā)改善土壤管理和保護(hù)的技術(shù)解決方案。微生物制劑、碳封存等土壤修復(fù)技術(shù)可減少農(nóng)業(yè)的足跡并恢復(fù)退化的土壤。人工智能等土壤監(jiān)測(cè)解決方案使農(nóng)民能夠跟蹤土壤質(zhì)量的變化。此外，雜草管理可以減少雜草的生長(zhǎng)和對(duì)養(yǎng)分的競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)避免破壞土壤健康的物種。最后，分析解決方案提供有關(guān)土壤質(zhì)量的信息，為施肥、作物選擇和修復(fù)工作等管理決策提供信息，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。

較發(fā)達(dá)國(guó)家，中國(guó)土壤健康防治行業(yè)發(fā)展的比較晚，但是發(fā)展迅速。目前國(guó)內(nèi)土壤修復(fù)行業(yè)還在剛剛起步，需要從環(huán)境調(diào)查、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)管控、治理與修復(fù)，還有修復(fù)效果的評(píng)估等環(huán)節(jié)，構(gòu)建和完善整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條，此外，中國(guó)目前的土壤污染修復(fù)資金主要來(lái)源于政府財(cái)政性投資，融資渠道較為單一?！锻寥牢廴痉乐涡袆?dòng)計(jì)劃》實(shí)施后，如何滿足實(shí)現(xiàn)土壤污染修復(fù)與治理目標(biāo)的投資需求是一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題，充分創(chuàng)新發(fā)揮市場(chǎng)力量，建立長(zhǎng)效的融資政策機(jī)制是核心內(nèi)容。隨著人工智能、地理空間測(cè)繪、生物技術(shù)、基因工程、材料科學(xué)、納米材料等前沿技術(shù)的涌入，也給中國(guó)該領(lǐng)域的玩家?guī)?lái)不少機(jī)遇。據(jù)預(yù)測(cè)，到 2035 年，國(guó)內(nèi)土壤環(huán)保產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值將會(huì)達(dá)到 5000 億人民幣。此外，中國(guó)有豐富的作物與土壤資源，是一個(gè)豐富復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)整體，中國(guó)在土壤健康微生物領(lǐng)域取得的成果可以為全球范圍內(nèi)的土壤治理工作提供一些可參考的依據(jù)措施。