2022年2月22日,浙江大學生命科學學院陳欣-唐建軍實驗室在eLife發表了題為“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業生態領域的科學家撰寫題為“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的生態學意義和在農業上的利用價值。eLife期刊同時發布了新聞性的評述文章(https://elifesciences.org/for-the-press/2378b673)。
現代集約農業生產力高,但高度依賴化學農藥和肥料的投入,全球農業面臨保證食品供給和降低環境污染風險的雙重挑戰。對此,農業生態學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業文化遺產系統(GIAHS)-稻魚共生系統開展研究,闡明了GIAHS的生態學原理(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)。在此研究基礎上,本研究進一步研究了集約化生產的稻田系統不同水產動物(田魚、蟹和鱉)與水稻的相互作用效應,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)系統的稻田生產力提高,土壤氮素水平保持穩定、有害生物雜草發生程度降低;穩定性同位素(15N和13C)分析進一步發現,水產動物通過取食各類稻田食物資源和促進有機物分解,驅動了氮素循環利用,從而提高了稻田生態系統氮素的利用效率。
研究先后得到國家自然科學基金項目和國家重點研發項目的資助。在國家自然科學基金國際(地區)合作與交流項目的資助下,國際生物多樣性中心(Bioversity International)的研究人員參與了部分工作。