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国家留学基金委出国留学人员出国考察报告
发布:王志远   发布时间:2021-07-14   浏览次数:1686    


(一)出访人员、时间、国家及被访单位情况介绍

1.出访人员相关信息

学号

CSC No

201908530025

留学国别

Country of Study

德国

姓名Name

王志远

性别Sex

抵达日期Date of Arrival

2019930

离开日期 Date of Departure

2021328

学习研修期限Duration of stay 1.5

专业(专题)Major

农田土壤生物功能研究

学习、研修单位Academic Institution

哥廷根大学

电话(Tel)+86 13368715092

传真(Fax)

导师或研究合作者姓名

Professor’s Name and Surname

Stefan Scheu

电话(Tel)Phone +49 (0) 551-3925445

传真(Fax)Fax +49 (0) 551-3925448

国内所在单位及联系地址

Address in China

云南省农业科学院农业环境资源研究所

邮编:650205

电话:0871-65891333

传真:0871-65892022

2.被出访单位情况介绍

哥廷根大学是德国的一所世界顶尖的综合性大学。从哥廷根大学走出的诺贝尔奖获奖人数为45人,数量为世界大学第15位。在2018QS世界大学排名位居世界第114位,2019年泰晤士世界大学排名位居世界第123位。哥廷根大学在生态学世界排名第20位,农学世界排名第23位。申请人申报的是哥廷根大学动物与人类学系的访问学者,该学院拥有多个国际联合研究中心,长期与国外知名大学和科研机构进行广泛深入的科研合作交流,在国际上具有较高的影响力,申请合作的研究团队在Nature Communications等顶尖杂志发表数十篇论文,在土壤动物与植物生态系统的交叉领域研究上水平较高。

(二)出访的主要目的和任务

耕地土壤中生活着种类极其丰富、数量庞大的生物类群,驱动着耕地中的养分循环、污染物降解以及温室气体排放等,在全球粮食安全、环境保护以及应对气候变化等方面发挥着重要作用。然而,随着耕地土壤污染问题日益加剧,我国耕地正面临着生态环境恶化、功能失衡以及生物多样性降低的严峻局面。保护土壤生物多样性、激发土壤生物的潜能,是保障耕地土壤肥力和生态健康的关键,有利于促进耕地可持续利用。

本项目以国家绿肥产业体系昆明综合试验站的研究内容为基础,对轮作农田系统中轮作绿肥条件下,探索农田主要土壤动物类群与作物根系、土壤微生物群落响应。不同绿肥资源可能对土壤食物链中的物质能量循环产生重要影响,从而影响土壤生物网络结构的稳定性及其功能特征。该访学项目主要通过分析不同绿肥种植条件下土壤养分、作物生长及土壤生物群落参数响应差异,来研究不同绿肥复种条件下土壤动物的功能特征。

(三)主要收获

1. 解决了哪些重点项目中的问题;

通过参与德国课题组IMPAC3 项目(Novel genotypes formixed cropping allow for IMProved sustainable land use ACross arable land,grassland and woodland)本人主要负责农田轮作系统关于不同基因型豆科作物与禾本科作物混作下的土壤生态过程研究,主要关注土壤微生物与土壤动物群落功能研究。项目过程中主要采用田间试验与土壤微宇宙及15N13C 试验相结合的方法,以碳氮稳定性同位素示踪前茬作物(玉米)残茬,研究前茬作物还田后下茬作物及土壤生物群落响应策略,熟练掌握了PLFA-SIP DNA-SIP 技术。

2.学习了哪些具体内容;

土壤动物室内培养及控制实验的设计、安装及运行。包括NC 稳定性同位素标记示踪技术,不同豆科作物基因型及单子叶作物小麦一种基因型。以及室内微宇宙装载材料的准备和室内人工控制气候箱的种植。

积极参加合作导师团队每周一次的研讨会,了解本专业的研究方向和进展,开阔自己的学术视野,开拓新的研究方向。在课题组内进行了两次主题报告,首次报告的内容主要围绕自己的学术背景及目前所从事的研究工作进行了介绍,并针对国内目前对土壤研究热点领域阐述了自己的相关观点。同时,在加入课题组后3个月的时间内通过课题研究工作及课题组其他研究人员的课题了解及交流,讲述了这些学术活动及试验参与过程中对自己研究课题的启发。主题报告的内容见(附件1)。报告内容引起了课题组内人员激烈讨论,使课题组人员在对中国农业目前采取的一系列的可持续耕作措施有了更近一步的了解;对本人所在国内生物多样性热点研究区域云南省的农业生产活动有了更多的了解。为我单位与德国团队进一步合作打下了基础。参加了德国团队组织的Extonomy Workshop,通过参加培训,学习了土壤动物形态学分类的网上共享平台的使用及管理操作,该共享平台由合作导师及课题组博士共同开发。为以后本人回国开展农田土壤动物的采集及鉴定提供了可靠的平台。

参加了哥廷根大学稳定性同位素研究所的“Use of Isotope Methods in Soil Research”稳定性同位素课程培训并参观了该研究所的稳定性同位素测试中心,获得了课程参与培训认证(附件2)。通过课程培训了解了稳定性同位素在土壤研究中目前的主要试验方法及研究热点,其中针对碳及氮稳定性同位素的应用研究对自身所在的研究领域的研究工作有很大的帮助。并在培训期间与授课老师积极讨论,交换了自己在从事研究中关于稳定性同位素方法的应用的相关意见,得到了授课老师的指导,进一步完善了自己的研究思路。

20203月以来,因新冠疫情影响3-5月主要采取居家办公模式,依托于访学项目完成了国家自然科学基金地区基金项目的申报,申报题目为《典型单播绿肥混栽下作物根际关键氮功能微生物群落装配及根土互作机制研究》(附件2)。同时依托于项目完成云南省人才项目申报,申报类型为万人计划—青年拔尖人才专项(附件3)。云南省高层次人才培养支持计划“青年拔尖人才”专项于2020917日进行了公示,本人入选人才计划。7月初完成室内试验的采样工作,共计获得样品个数为904个,其中包括土壤样品360个,植物样品336个,土壤动物样品208个。从7月至9月期间,主要完成了作物地上部分不同组成部分(茎、叶、花、果)生物量测定,稳定性同位素测定样品处理。土壤样品稳定性同位素测定样品处理,土壤微生物生物量测定。作物根部样品(224个)分离及扫描工作。按照延期计划制定的访学研究计划,10月至12月期间继续测定相关样品的测定及分析工作。这期间主要完成了土壤微生物磷脂脂肪酸的测定及稳定性同位素样品的准备工作。其中测定磷脂脂肪酸杨样品共计384个样品,其中包括bulk soil样品160个,根际土样品224个。同时将其中非根际土提取的磷脂脂肪酸进行稳定性同位素测定。稳定性同位素准备样品共计464个。其中包括土壤样品160个,作物地上部分112个样品,作物根部样品112个,土壤动物样品80个。20211-20213月,完成了室内模拟实验的全部试验样品测试分析工作。同时开始检测不同指标的数据质量,并进行部分样品的重新测定及数据质量提升工作。与导师讨论了所有数据如何进行文章的撰写,对数据进行分类集合。并针对室内试验的作物生物量数据进行了全面的数据分析工作,并在导师指导下确定了文章主要结构,开展数据结果分析及文章撰写工作。同时应导师要求,于访学结束前在课题组进行了第二次专题报告(Decomposer (Earthworm, collembola) effects on the performance(biomass) of different bean genotypes in mixed culture with wheat)。见附件4.

目前基于本人在德国访学所开展的试验、获得的数据和学习的相关内容,可发表SCI论文3-4

3.双方研究、开发水平的比较;

土壤动物种类丰富,功能多样,但相对于土壤微生物是土壤生物中常被忽视的类群。对于土壤生物的研究,目前多数研究仍聚焦在微生物群落上,对土壤动物的种类及功能仍知之甚少。土壤动物是生态物质循环的重要分解者,通过促进根际微生物所介导的物质循环和能量转化,刺激植物的生长发育;同时,还能调控土壤中各类微生物的种群结构从而影响土壤肥力。而土壤动物的研究起步较晚,目前仍有许多未知之处,尤其是在农田生态系统当中,土壤动物的功能探索更少。因此有必要对土壤动物群落的组成和生态学功能进行系统研究,并阐明其与农田作物、土壤微生物群落的互作模式,从而深入理解土壤动物在农田土壤生态系统中的网络结构特征和作用。其团队在土壤动物研究方面所取得的成果处于世界领先水平。

4.与国外哪些单位、哪些人建立了联系;

主要与哥廷根大学Scheu Stefan教授的课题团队

5.带回的资料、品种资源名录;

本项目研究的主要目的是探索土壤动物在农田系统中的功能特征等,研究对象为土壤生物。主要学习的是技术和方法。主要带回的是室内控制实验的数据结果,无品种资源。

6.对方在管理体制、运行机制方面值得借鉴之处;

对于团队管理方面:德国课题组团队主要负责人为1人,同时负责行政、科研、教学,三肩挑。团队秘书1人,主要负责团队日常事务,主要负责学生、国际交流人员的入籍、工作合同、工资审核,保险等非项目研究工作;技术人员4人,分别依据四个不同功能的试验室分配4位技术人员的工作任务,基本无重复的工作任务。团队中负责具体项目实施的是博士后,团队共有博士后5人,依次负责团队的不同项目,负责组织博士、硕士进行项目的实施,样品采集测定,数据分析及论文发表等。该团队的博士后素质较高,有3位博士后来自德国以外的国家。

对于实验室的管理方面:实验室功能主要分为分子实验室(4),有机物提取实验室(1间,有机有毒化合物较多),人工气候室、土壤前处理、样品储藏室及称量室(5)。分别主要由四个技术人员负责,负责的主要内容是培训做实验的老师或者学生,并告知相关注意事项,还有安全。实验操作人员进入实验室进行操作时实行登记预约制,以防时间冲突。且实验操作人员负责使用实验室期间的卫生及清洁。

对于访问学者、博士后等携带孩子的情况,学校给予一定的帮助,包括提供日托、幼儿园及入学相关的策略、信息及相关的优惠政策等。及时解决相关科研人员在孩子照料及教育问题,以保证科技人员短时间内适应当地的审过,快速地适应工作。

7.我院可与对方进一步合作的领域及建议;

当前我院围绕乡村振兴战略实施、万亿级“高原特色现代农业支柱产业”和世界一流“绿色食品牌”打造,在十四五规划指出重点针对种业创新、耕地质量提升、绿色新品种培育及配套绿色生产技术体系构建,着力破解制约农业农村创新的突出重大科技难题。云南农业生物资源丰富,针对国家提出的政所生态文明建设排头兵的要求,在农业领域方面,耕地生态管护应更加关注生物多样性,关注耕地生态研究的国际科学前沿,基于德国团队目前所涉及的研究领域,建议进一步加强以下研究领域的合作,包括:耕地生物多样性的监测与保护、耕地土壤生物对作物生产的调控机制、基于土壤生物的耕地生态系统服务功能的维持等。

具体包括以下内容:

1)依托现有的耕地质量提升长期定位,解析土壤生物多样性及其时空分布格局;

2)深入研究耕地土壤生物各类群以及作物根系以多营养级形式构成的土壤食物网,通过物理(如耕作方式)、化学(如农用化学品)以及生物(如菌剂和人工简易微生物组)等措施调控土壤食物网,提高粮食产量和品质;

3)充分发挥土壤生物在降解环境污染物、减缓温室气体排放等方面的生态功能,提高耕地生态系统对环境扰动的抵抗性,从而更好地维持耕地生态系统的服务功能;

4)土壤生物多样性大数据平台的建立与共享。

8.所访问单位国际合作所采取的主要方式,我院国际交流合作可借鉴之处。

德国哥廷根大学在同中国在国际合作上采取的主要方式为博士联合培养,博士访问学者项目,硕士短期交流项目,博士后引进项目以及洪堡学者项目。目前针对硕士、博士,博士后,博士联培项目等可通过国家留学基金委及省级国际合作项目进行申报。博士项目可直接通过哥廷根大学进行申报。洪堡学者通过德国的科技部门进行申报。

可借鉴之处:德国团队对于国际合作项目合作的人员,均在大学团队首页建立了独立的网页链接,通过点击可了解参与人员的详细信息,国际合作人员的单位、研究领域及相关的研究成果。我院也可采取同样的方式,通过国际合作网络平台的建立,扩大我院在国际学术上的影响力。


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