本年的12月5日是第七個国际土壤日，主題為“坚持土壤生命力，保護土壤微生物多樣性”。

  眾所周知，土壤猶如地球的皮膚，這裡可謂微生物的“大本營”，每克土壤中的微生物數以億計、種類數以萬計，細菌、古菌、真菌、病毒以千姿百態的生计方法與人類共生。

  但是，由於全球氣候變化加劇和人類活動的頻繁干擾，土壤面臨多重壓力，導致其生物多樣性日益遭到威脅。

  未來該怎么保護和使用土壤微生物多樣性？中國科學院南京土壤研讨所的學者為我們做出了回答。

  土壤養分是否豐富、作物產量高不高，是土壤健康的重要指標。而土壤中的眾多有利微生物，是土壤健康的“隱形衛士”，它們的存在特别大程度上助益了作物產量进步。

  中國科學院南京土壤研讨所褚海燕研讨團隊從2015年起在安徽蒙城的小麥試驗田進行土壤試驗，近来他們刊發研讨指出，在對土壤樣品中的細菌、真菌、線虫等各類土壤微生物的統計中發現，“土壤中的關鍵微生物菌群，如固氮菌、解磷菌、光合菌等，能夠增強土壤中碳、氮、磷、硫等養分元素的循環，促進小麥對養分的吸收，按捺潛在植物病原菌，從而进步小麥產量”。

  褚海燕研讨團隊發現，這些土壤“衛兵”有時也會遭到敵人的干擾，土壤酸化便是其頭號天敵。

  “土壤微生物多樣性與土壤酸鹼度顯著相關，這種現象在北極、長白山、華北麥田土壤都得到過驗証。化肥的過量施用會形成土壤酸化，進而導致土壤微生物多樣性下降。”褚海燕在研讨中發現，在砂姜黑土上長期單獨施用化肥導致土壤pH值下降1.5個單位，顯著下降了微生物群落的穩定性，同時也增加了植物潛在致病菌的豐度。而在施用化肥的基礎上增加牛糞后，pH值恢復到7左右的正常水平。

  “牛糞有必定的鹼性，與化肥一同施用，能够中和土壤酸度。同時，牛糞具有极高的養分含量，在土壤酸鹼度平衡時，能讓土壤微生物群落更穩定，作物產量也更高。”褚海燕說，保護土壤中關鍵菌群的多樣性，有望達到減肥增產的作用。

  土壤供给了微生物生長所需求的營養、水分、空氣、酸鹼度、滲透壓和溫度等條件，所以成了微生物日子的家園。由於土壤類型、肥力水平、環境條件和季節變化等各種要素的不同，土壤微生物在種類、數量和散布上也會遭到影響。

  如水田和旱田中的土壤微生物組成存在明顯差異。中國科學院南京土壤研讨所研讨員馮有智介紹，水田中的微生物以厭氧微生物為主，例如產甲烷古菌﹔旱田則以好氧微生物為主，例如芽孢杆菌和真菌。

  中國科學院南京土壤研讨所研讨員陳瑞蕊曾經在江蘇常熟的水田進行試驗，她發現：“假如旱地和水田都長時間不施化肥，旱地的歉收程度會比水田更嚴重，這首要因為水田和旱地微生物多樣性和功用存在差異，水田中的微生物有助於累積有機質，坚持土壤肥力，所以旱地比水田更依賴於化肥。”

  一向以來，土壤微生物被認為是土壤養分的轉化器、污染物的淨化器和生態系統的穩定器，而人類活動的加劇，如土地使用方法的改變、資源過度開發、環境污染等，使土壤微生物多樣性出現了明顯下降。

  怎么為土壤微生物營造一個夸姣的家？褚海燕認為，首先要針對現實狀況，量体裁衣改进土壤生態環境。如在農田生態系統中施用綠肥，或以有機肥、微生物肥料代替化肥等﹔在天然生態系統中，則可通過維持地上植物多樣性，进步輸入到土壤中的有機物數量與多樣性，為土壤微生物的生计供给杰出的微環境。

  “土壤微生物群落不僅包含有利微生物，還包含許多有害微生物。土壤微生物多樣性的保護是既要考慮覆蓋一切有利微生物，也不能盲目听任有害微生物。”褚海燕說，應加強土壤微生物的有利性甄別，避免“一窩蜂”式保護給有害微生物帶來可乘之機。

  盡管土壤微生物多樣性的研讨已經取得了諸多進展，但土壤中究竟存在多少種生物、多樣的生物群落互相有何關聯等根本問題，没有得出明確結論。

  褚海燕等學者認為，保護和使用土壤微生物多樣性，可嘗試建設原位土壤微生物多樣性監測渠道。褚海燕告訴記者：“我國不同地區氣候差異顯著，生態系統豐富，相關部門已在南北熱量梯度樣帶、東西降水梯度樣帶上，布設長期生態定位監測站和採樣點，為未來開展土壤微生物多樣性監測供给了很好的基礎。”

  “將有用的微生物資源從土壤平分離、純化出來加以使用，仍然是當前土壤微生物多樣性研讨中亟待解決的大問題。因而，建立微生物資源大數據同享渠道，推進微生物分離培養新技術，能够為充沛開發、使用已知土壤微生物資源，供给翔實的科學依據，將土壤微生物的功用發揮到實處。”褚海燕說。

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