如何让滨海地区盐碱地上长出农作物？如何让戈壁荒漠的重金属污染地变为环境友好的经济作物生长乐园？南京工业大学食品与轻工学院江凌教授带领课题组经过十余年的研究，取得一系列突破性进展。日前，其主持的“新疆极端农业微生物种质资源保育及农用地土壤修复示范化应用”项目喜获2023年度中国商业联合会科技进步奖特等奖。

新疆地区盐碱地占全国盐碱地总面积22%，为潜在的耕地战略储备资源。“一直以来，本着让‘沉睡’的盐碱地变为万亩良田和粮仓的初心使命，我们团队上百次深入‘无人区’进行科考，行程达10万公里。”江凌表示。

江南水乡杨柳青，大漠孤烟梭梭树。在科研人员的眼中，被荒废的土地只是没找到适者生存的物种，因此极端生境的农作物种子很关键。“如果把种子看作农业的‘芯片’，那么种质资源就是芯片中的‘芯片’。”江凌介绍，他一直带领着团队行走在“找”种子的路上。“我们在新疆辐射污染区、阿克苏盐山、罗布泊盐湖、冰川一号、艾丁湖等特殊环境采集上千份样本，从中分离获得了具有自主知识产权的极端微生物5297株，发现了乌鲁木齐异常球菌等14个新种，创建了国内最大的来源于新疆极端生境的农业微生物种质资源库和极端菌基因组资源库。”课题组成员朱政明介绍道。

土壤是否健康、肥力是否充沛，关系着极端生境农作物生长态势优劣和产量高低，江凌课题组深谙此理。“农业微生物及其代谢物能够改善土壤营养状态、中和土壤内潜在有毒化合物、降低化肥和农药使用量。”课题组成员朱丽英介绍，在明确了功能性微生物等生物技术在盐碱地等土壤修复作用，他们便进行了“齐步走”，一边综合开发农业微生物种质资源，一边创新微生物土壤修复技术。

团队研究发现，筛选出的极端功能菌及其活性物质海藻糖虽然在土壤修复中具有低成本、高效率、对环境破坏小等方面的优势，但存在工程化集成水平低、无法规模化修复土壤等技术瓶颈。“为此，团队开发了针对功能菌非灭菌高密度发酵体系，建立了抗逆活性物质海藻糖的一步酶法催化工艺，解决了微生物及活性产物工程化集成水平低问题，实现了功能菌株及抗逆活性物质海藻糖的高效制备。”团队成员刘伟表示。

“科研成果只有走出实验室，在厂房车间、田间地头开花结果，才能真正地发挥作用，赋能美丽中国建设。”江凌表示，极端生境农作物种植是个系统工程，考虑到微生物菌剂的应用过程中还受温度、酸碱度等环境条件影响，团队还开发了基于功能菌、海藻糖、生物炭的三联复合微生物菌剂。“功能菌能修复污染土壤、增强土壤肥力、促进植物生长；海藻糖可提高菌株存活性和植物耐盐抗逆性；生物炭增强保水能力，提高土壤肥力，并可固定土壤中的重金属。”

“此项目的应用提高了盐碱地与重金属污染地的利用率，取得了显著的经济、社会和生态效应，为新疆广阔贫瘠盐碱地及江苏等地区的重金属污染地的综合利用，助守耕地生命线提供了典型示范。项目成果整体处于国际先进水平。”中国工程院院士、南京大学任洪强教授作为专家组组长，对本项目的整体技术成果进行了鉴定。

记者 谢诗涵