2020-02-28 08:32:02
覆盖作物对土壤微生物组普遍具有积极作用

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常规行间作农户只有一小部分在收割后种植有盖作物,但是伊利诺伊大学的一项新的全球分析表明,这种做法可使土壤微生物丰度提高27%。

结果增加了农作物在减少氮损失,抑制杂草,控制侵蚀等方面的声誉。尽管不容易观察到土壤微生物的丰度,但这是评估土壤健康状况的极为重要的指标。

“微生物组提供了许多生态服务,包括养分循环。了解其功能以及农业如何形成更健康的土壤微生物组非常重要,”作物科学系博士生Nakian Kim说。伊利诺伊大学和《土壤生物学与生物化学》的新论文的主要作者。

其他研究表明,在土壤微生物群落上进行套种是有好处的,但其中大多数是一次性的,受特定场所条件,独特的季节效应,特质管理制度以及研究人员选择的分析方法的影响。金的工作与众不同,因为他在数十项一次性研究中寻找通用模式。

作物科学副教授玛丽亚·比利亚米尔(Maria Villamil)表示:“我们的分析表明,在60个田间研究中,有盖作物的土地上的微生物丰度持续增长,而无盖作物的微生物丰度持续提高27%。这涉及来自世界各地的所有这些研究。”并在纸上合着。

该研究小组搜索了有关覆盖作物的现有研究,并整理出约985篇科学论文。其中,他们只保留了直接比较覆盖作物和裸露的土壤的研究,并省略了在温室中进行的研究或将作物残渣作为覆盖作物的研究。他们还确保研究在统计上是合理的,并且样本量较大。最后,他们从60项研究中提取并重新分析了13种土壤微生物参数的数据。

Villamil说:“这就是选择标准必须如此严格的原因。我们希望比较可靠的研究,并进行足够的重复研究,以便对全球模式做出有效的主张。”

研究团队将13种微生物参数分为三类:微生物丰度,活性和多样性。与裸露的休耕土壤相比,微生物丰度并不是唯一的随着覆盖耕作而显着增加的类别。微生物活性也增加了22%,多样性增加了2.5%。

“所有类别都很重要,但尤其是多样性,因为多样化的微生物组更具弹性。考虑到微生物多样性与提供生态系统服务之间的紧密联系,小的影响可能会大大提高可持续性。从这个意义上说,我认为覆盖作物确实有帮助。”金说。

研究人员还能够弄清覆盖作物的主要作用之上的几个因素。例如,气候,覆盖作物终止方法或耕作制度如何影响覆盖作物有益于土壤微生物群落的能力?

金说,使用燃尽的除草剂作为终止农作物的方法对微生物群落有很强的调节作用。 “结果是非常有趣的。与机械终止相比,化学终止作用的作用尺寸一直较小。换句话说,除草剂从某种程度上减少了农作物的收益。我认为这是一大收获。”

金说,耕种也有所作为。他希望传统的耕作能够减少覆盖作物对土壤微生物的影响,但是保护性耕作却做到了。 “我的猜测是,由于保护性耕作根本不包括耕作,因此杂草可以在土地上生长。杂草可能模仿了覆被作物的作法。因此,防控措施与覆被作物之间的差异可能会减少,因为杂草。”

由于它们的影响是间接的,因此在做出真实主张之前,这些次要因素需要进一步研究。维拉米尔的研究团队已经在进行研究,以获得更明确的答案。但与此同时,她对整个分析结果感到鼓舞。

“对我来说,令人惊讶的是,遮盖作物产生了一致的积极影响-令人惊讶,但效果很好。最后!我自2001年以来一直在伊利诺伊州典型的玉米-大豆轮作中研究遮盖作物,但在这些高肥力的环境中事实证明,除谷物和黑麦捕获氮外(在天气允许的情况下),很难显示出任何影响。很难看到与农作物使用相关的化学和物理性质的变化。” “但是微生物群就在这里。这就是一切的关联。由于这项工作,当我种植覆盖作物时,我有一些期待,并提出了许多需要研究的问题。”

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