资环学院与NMT的“不解之缘”

资源与环境科学学院，简称“资环学院”，在农业院校以及综合性大学之中广泛存在，其学科门类多样，覆盖面极广，知识综合性和交叉性都非常强，是“理论联系实际”的典型代表，也是解决目前资源、能源、粮食、环境等严峻问题的先锋。凑巧的是，据中关村旭月非损伤微测技术产业联盟的研究，曾服务于NASA（美国国家航空航天局）的非损伤微测技术（Non-invasive Micro-test Technology, NMT）正是“解决当今世界五大问题”的利器，其衍生出来的“动态分离子组学（imOmics）”正通过“科学大数据”的方式改变传统环境、农业等学科门类的研究模式。因此，NMT与资环学院可以说有着“不解之缘”。

不解之缘一——环境科学与工程

生态环境修复和环境质量监测一直是环境领域的“重头戏”，特别是在近年来环保部连续颁布“水十条”、“气十条”和“土十条”的大背景下，相关领域的人才引进与资金投入呈爆发式增长，而且随着“雾霾”等环境问题的加剧，社会对本领域新成果的重视也达到了前所未有的程度，绿色、无二次污染、成本低廉、适于推广的生物修复技术，以及准确、及时的环境质量监测方式成为“刚性需求”。而NMT能够在第一时间检测到生物在外界环境刺激下的生理变化，不管是生物修复技术中的超积累生物（主要是植物）筛选，还是监测生物对环境质量变化的实时响应，NMT均能在生物出现明显的性状改变之前即给出确切的数据结果，大大缩短了环境科技成果的产生和转化周期。

不仅如此，在废弃物处理与资源化，以及新型环境材料研制方面，NMT均能直接测得离子或分子进出界面的实时数据，可在线监测新方法、新材料的工作过程，并随时输出历史数据，对于发酵工艺的创新、新型膜组件的研发与效果评价等均可起到“总揽全局，防微杜渐”的作用，大大提高了实验的成功率。

不解之缘二——土壤与水科学

土壤是农业生产“之本”，土壤的理化性质直接关系到耕作制度、水肥策略、作物品种选择等农业生产各个环节。土粒、土壤结构体尺度上水分和养分的迁移、转化规律的研究与调控始终长盛不衰。NMT在本领域能够展现的是，“固液界面”上养分离子或分子迁移的方式、速率与迁移的方向，使土壤微环境研究实现数字化、可视化、直观化和模块化，让土壤颗粒的实验室研究有了牢固的着力点。而近年来的土壤改良研究也充分说明，调节、改善土壤微环境是提高土壤质量的核心步骤，因此通过NMT来监控土壤微环境，对于各项改良措施的作用机理研究与改良效果评价均有重要的战略意义。

另外，“土壤性质”这条脉搏与以“水肥一体化智能控制技术”为代表的现代农业技术紧密相关，现代农业技术在大幅度提高农业生产力的同时，也同时承担着土壤生态的改良与优化的重任，因此现代农业技术，如“水肥一体化智能控制技术”与NMT组合运用，实现水、肥、土壤微环境三者一体化的智能农业模式，将是一条崭新的通途。

不解之缘三——植物营养

NMT进入中国以来，最被广大学者称颂的作用就是“搭建起了基因与生理功能之间的桥梁”，通过检测生物生理功能的范式——离子、分子流速指标，阐明目标基因与生理性状的一一对应关系，对于优良作物品种的选育，尤其是优良遗传性状的寻找具有不可替代的作用。而作为植物营养的排头兵——新型肥料，可以称为近年来“产学研”结合的典范，商业市场前景广阔，科技成果转化的周期正在不断缩短。作为先驱者，缓控释肥料、根际肥料的创新需求尤为明显，但创新的桎梏也非常明显：肥料释放特性的评价方法不够明朗和直接。NMT作为“固液界面”信息收集的使者，能够实时监测肥料颗粒在液相环境中的养分释放速率和周期，为研究缓控释肥料和根际肥料在拟土壤环境中的养分释放规律及根际效应奠定了坚实的技术基础。

不解之缘四——土地资源管理

第三次全国土地调查即将启动，在此基础上，耕地质量等别调查评价工作也将全面开展。耕地质量评价指标体系在“二调”的基础上是否有可能进行调整？目前尚未有明确的答案，但从“一调”到“二调”所进行的评价体系调整，以及结合近年来“大数据”产业的发展趋势来看，几乎可以肯定的是，作为“三调”核心组成部分之一的耕地质量评价指标体系将发生重大调整。NMT量产的实时监测数据，能够清晰地再现传统指标的“历史进程”；NMT衍生出的“动态分离子组学（imOmics）”数据库能同时存储并综合分析与此“历史进程”相关的全部数据，实现评价体系的“动态与静态结合”、“过程与结果结合”；由此将“农业大数据”的思维方式和运作模式具象化为一系列新型评价标准。

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