作为国家粮食安全的“压舱石”和“稳压器”，黑土地一直处于高强度利用状态，肥力长期透支，加之重用轻养、土壤侵蚀等原因，开始出现土层变浅、土壤板结、有机质含量下降、生态功能退化等问题，大兴安岭西麓黑土地退化形势尤为突出。

“黑土地是‘耕地中的大熊猫’，用一点就少一点。传统靠化肥补养、大水漫灌的修复方式成本高、见效慢、不可持续，如何把秸秆还田、作物轮作和微生物菌剂结合起来，走出一条兼顾保土、培肥、增效的特色技术路径，一直是我们攻坚的核心方向。”自治区农牧业科学院赵小庆说。

2022年，赵小庆团队在自治区自然科学基金重点项目资助下，依托前期7年轮作与秸秆覆盖等长期定位试验的数据积累，直接针对大兴安岭西麓黑土地农田土层变薄、土壤养分失衡等突出问题展开攻关。

围绕黑土退化这一复杂的系统性问题，团队建立了一套从宏观到微观的立体诊断与修复体系。在宏观层面，结合多时期遥感影像、气象资料与野外定点观测，系统解析了大兴安岭西麓黑土农田退化的主要阻控因子及演变趋势；在微观层面，团队利用高通量测序与生物信息学等前沿技术，不仅辨析了不同农作措施下土壤酶活性与微生物量等指标的变化规律，还成功鉴选出关键有益微生物并验证了其生态功能。通过深度剖析土壤微环境、微生物群落与作物表型及特定基因表达的内在关联，团队首次厘清了“作物-土壤微环境-微生物”的互馈关系，系统揭示了退化农田生态系统微生物群落结构的重塑机制。

“把土壤微生物群落做成‘黑土地的健康晴雨表’，让每一寸退化土壤，在培肥修复之外再多提供一份精准诊断依据。”赵小庆介绍，团队的研究直接将农田退化防治从“大水大肥、盲目投入”替换为“靶向阻断、精准施策”，相当于用一套多维度调查与评估体系，同时完成了退化趋势判别和阻控路径优化，把黑土地保护的“经验门槛”打了下来。

为了让精准施策有章可循，团队将人工智能引入了黑土地保护。他们利用数理模型、计算机语言与人工智能相结合的手段，整合前期积累的多源数据与重塑机制研究成果，成功构建了内蒙古黑土区退化农田生态系统微生物群落结构重塑过程的理论预测模型。通过调整与优化秸秆还田量、轮作模式、菌剂施入种类和剂量等结构参数，该模型为退化农田地力提升和合理农作措施的选择提供了科学、精准的判别手段。

截至目前，团队依托重点项目共申请国家发明专利2项、软件著作权3项，制定地方标准1项，筛选鉴定功能菌株4株；累计培养研究生6名，在国际知名期刊发表相关研究论文6篇。其中，团队以贝莱斯芽孢杆菌SSF6为核心菌株制备出的微生物菌肥产品，生产成本低、肥效佳，兼具病促生功能，已在内蒙古、山西、河北等4省区应用，肥料利用效率提高12%以上，作物产量提高12%～15%，为我国农牧交错区农田地力培育与产能提升发挥了积极作用。

“黑土地保护不能只停留在写文章、发论文，要真正把论文写在内蒙古的广袤农田里，用实测数据验答案。”赵小庆表示，目前整套预测模型已具备扎实的数据支撑与理论基础，接下来团队将集中力量推进模型在不同土壤类型和气候区的验证与优化，加快推动成果从“理论预测”走向“田间示范”，为自治区黑土地保护性利用和农业绿色低碳转型提供坚实的技术支撑。