说到耕地红线，当下中国不知道的人估计不多。但如果往深处问，这块地为什么可以是耕地？为什么有的耕地连年高产，依然越种越肥；有的耕地收获不多，却越种越差了呢？估计能答上来的人就不多了。

　　然而，即使能够回答这后两个问题，也不表明你已经站在了科学前沿。做好今天的耕地保护监督，不仅要懂李比希，更要懂达尔文、巴斯德。耕地保护监督的科学前沿支撑，是农田里的动物和微生物。

　　在巴斯德之前，人类认识中只有植物和动物。巴斯德等证实了微生物参加生命循环，创立了有机物质发酵学说，启示人们用微生物观点研究土壤中的物质变化过程。

　　微生物对有机物质的分解作用，不仅取决于微生物的性质，也决定于有机质分解过程中的环境条件。在有氧好氧条件下，碳水化合物可完全分解成二氧化碳；在嫌气厌氧条件下，碳水化合物进行不完全分解，形成醇类、有机酸和某些气体，如氢、甲烷和二氧化碳。微生物对尿素和其他含氮物质的分解，是土壤与堆肥中的植物及动物残余物腐烂时的重要过程。

　　同时，学界公认土壤动物研究始于达尔文。达尔文1840年发表“关于土壤的形成”，1881年发表《蚯蚓对耕作土壤形成的作用》。达尔文指出，每年每公顷有14吨泥土通过蚯蚓消化道排出。1956年，更有人在喀麦隆调查后指出，蚯蚓年公顷搬运量为几吨到30吨，最高为1200吨。我国科学家张与真指出，蚯蚓活动产生的粪冢团聚体，无论是农田、林地、草地或菜园，含氮量均比原土壤显著增加，速效钾提高2-3倍（最高20倍）、速效钾提高40%（最高1.2倍）。

　　俄罗斯土壤学家古塔夫松在“关于农业微生物基础”（1890年）指出：土壤是活的体系，低等生物在这个体系的特性中起着巨大的作用。美国科学家瓦克斯曼在《土壤微生物学原理》（1927年）、《土壤微生物学》（1952年）确立了从土壤有机物质转化开始来分析养分转化的理论逻辑，强调了土壤有机物质的转化，系统论述了“微生物和土壤肥力”。我国科学家、中科院院士侯光炯先生在《中国农业土壤概论》中明确指出，“土壤是具有明显生理功能的类生物体，具有呼吸作用、具有消化作用、具有循环系统。”

　　科学研究业已证实，土壤肥力的基础是土壤有机质、土壤无机—有机复合体的含量和土壤的生物活性。土壤微生物不仅作用于有机质的分解过程，还参与了腐殖质的形成过程。土壤微生物在生物圈的维持中，发挥着中枢作用，是地球生物化学循环的主要推动者。土壤微生物是土壤中物质转化的动力因素，如固氮作用、硝化作用、反硝化作用、纤维素分解作用、腐殖质分解和合成作用，磷、硫、铁以及其他元素的转化等。相同的微生物种群可以行使不同的土壤功能，相同的土壤过程也可以由不同微生物种群来完成。

　　近200年来的科学研究发现证明，耕作土壤不仅是生命的摇篮，而生命也参与了耕作土壤的建构。把耕作土壤仅仅看成是水、肥、气、热的物理存在和化学存在是不够的，耕地资源是一个地地道道的生命存在。搞好耕地保护，完善最严格的耕地保护制度，必须在关注耕地中的矿物组成及其有效性的同时，关注生物及其多样性。

　　土壤中生物化学反应几乎都是由酶驱动的，在碳、氮、硫、磷等元素的生物循环中都有酶的作用。土壤酶是土壤新陈代谢的重要因素，与微生物细胞一起推动物质转化。我国著名土壤学家陈恩凤先生指出，“土壤酶是指来自微生物、植物和动物的具有高度催化作用的蛋白质。它能在近常温、常压和适宜的pH的条件下，大大加快土壤中的许多主要的生物化学过程，包括腐殖物质的合成和分解、各类有机物质的分解与转化，以及有机物质与某些无机物质的氧化和还原等。”

　　科学研究也证实了，土壤微生物活动状况受土壤营养状况、pH、质地、温度、水分和通气性等的影响，利用方式（耕作、免耕、连作、肥料、农药、除草剂）、土壤污染、环境变化、管理差异等是导致土壤微生物多样性及其生态功能变化的重要因素。土壤中微生物的种类很多、数量也很大，一克土壤中就有几亿到几百亿个。大部分土壤微生物对作物生长发育是有益的，它们对土壤的形成发育、物质循环和肥力演变等均有重大影响，当然也有那么些不被人喜欢的致病微生物。

　　因此，正是有了土壤微生物的默默耕耘，大地才会有春华秋实的生生不息。我们关注米袋子、菜篮子、农产品质量，必须从关注土壤质量、耕地健康，从关注土壤微生物、土壤动物做起。

　　我们应该也必须关注和确切地知道土壤生物的生存状态，土壤生物生活得好不好，直接关乎我们人类的生存质量和可持续性。当代中国的高质量发展，离不开完善最严格耕地保护的土壤生物视角。

　　事实上，人类关于土壤生物学的知识仍然极其贫乏，远没有我们对浩瀚宇宙、苍茫海洋、地球深部懂得多。茅台酒好喝，是碰巧抓住了“茅台菌”，美好生活需要我们继续捕捉存在与名特优农产品生长土壤中的“有益微生物”“友好动物”。新西兰人毛拉曾经感叹：“人们很少静下心来，庆幸拥有如此美丽而神奇的土壤。像其他自然体一样，分布于世界各地的土壤中，很多有趣的秘密需要耐心的观察者去揭示啊！”

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　　李比希

　　尤斯图斯·冯·李比希（1803年-1873年）是一位德国化学家。他最重要的贡献在于农业和生物化学，他创立了有机化学，因此被称为“有机化学之父”。他还发现了氮对于植物营养的重要性，因此也被称为“肥料工业之父”。

　　达尔文

　　查尔斯·罗伯特·达尔文（1809年-1882年）是英国生物学家，进化论的奠基人。他对动植物和地质结构等进行了大量的观察和采集，出版了《物种起源》，提出了生物进化论学说，从而摧毁了各种唯心的神造论以及物种不变论。

　　巴斯德

　　路易斯·巴斯德（1822年-1895年）是法国著名的微生物学家。他把微生物的研究从主要研究微生物的形态转移到研究微生物的生理途径上来，从而奠定了工业微生物学和医学微生物学的基础，并开创了微生物生理学。