作者艾米·杜克，宾夕法尼亚州立大学 宾夕法尼亚州立大学农业科学学院的微生物生态学家进行了一项研究，旨在帮助农民在清理土壤后重建健康的土壤微生物群
信用:Pexels 宾夕法尼亚州立大学农业科学学院的微生物生态学家表示，高隧道土壤中高盐和高氮浓度的存在可能会使清除土壤后重建健康的土壤微生物群更具挑战性
植物病理学博士候选人劳拉·卡明斯基解释说，他们的研究发现对土壤肥力，进而对作物健康和产量具有重要意义。她在植物生物群落学助理教授特伦斯·贝尔的指导下领导了这项研究
“在土壤中有一个活跃而多样的细菌、真菌和其他微生物群落的情况下，植物通常生长得更好，”她说
“如果这些微生物被清除土壤的事件消灭，我们想知道土壤微生物群反弹的速度有多快，哪些微生物最能成功重建
我们的研究为未来发展指南奠定了基础，该指南将帮助农民通过微生物添加剂重建土壤
" 研究人员专注于使用高隧道的农业系统，高隧道是一种塑料的、类似温室的结构，放置在一片农田土壤上
这些结构用于延长生长季节，并在更受保护的环境中种植高价值作物，如西红柿
然而，随着时间的推移，高隧道下的土壤质量往往会下降
卡明斯基说:“如果同一种作物年复一年地生长在一个高隧道里，那种作物特有的病原体在土壤中积累得越来越多，导致作物疾病的数量越来越多。”
图为宾夕法尼亚州立大学的博士生劳拉·卡明斯基使用的一些土壤样本，用于调查土壤清理措施如何影响土壤微生物群
功劳:劳拉·卡明斯基 控制这种日益增加的疾病压力的一种方法是通过消灭整个土壤微生物群落来减少病原体的数量，这是通过化学熏蒸或不太苛刻的做法如厌氧土壤消毒和土壤日晒来实现的
卡明斯基指出，问题在于这些清理土壤的做法不加区别地消灭了土壤微生物，包括对作物有益的微生物和执行一般土壤功能(如养分循环)的微生物
卡明斯基和贝尔的实验于2018年和2019年在巴克豪特实验室进行，具体研究了高土壤盐度和高土壤氮浓度(这两种土壤特性通常在高隧道下随时间发展)是否会改变土壤微生物群落的发展
为此，研究人员将装有未消毒“源”土壤的小尼龙网袋埋在消毒“受体”土壤中，让它们孵化7周
这使得微生物能够定居到受体土壤中，模拟了清除土壤区域周围土壤中的微生物如何随着时间的推移定居回清除的土壤中
受体土壤用盐、氮或两者都用，以确定这些性质是否影响受体土壤中微生物群落的组成
植物病理学博士候选人劳拉·卡明斯基计划从事促进可持续农业的推广或非营利工作
功劳:劳拉·卡明斯基 研究小组在两个时间点对受试者的土壤进行取样:孵化的一周和七周
在每一个时间点，研究人员通过测量微生物生物量和使用基因测序技术记录存在的细菌种类来表征微生物群落
第一周后，微生物群落的生物量相对较低，主要由芽孢杆菌属和类芽孢杆菌属中非常有限的一组物种组成
到了第七周，出现了一个更大更多样的微生物群落
“在每个时间点，不管接受土壤处理的人是谁，每个微观世界中都存在某些细菌物种，”卡明斯基说
“我们称这些人为‘万能殖民者’，其中大多数属于芽孢杆菌属或类芽孢杆菌属
这并不奇怪，因为已知这些细菌类群在土壤环境中普遍存在且生长迅速
" 在添加盐和氮的受体土壤中，相对于不添加添加剂的受体土壤，生物量和细菌多样性的积累受到显著限制
也就是说，较高的土壤盐度和较高的土壤氮推迟了多样性土壤微生物群落的重建
卡明斯基说:“高土壤盐度产生这一结果并不奇怪，因为盐给许多微生物带来了巨大的压力。”
“令人有些惊讶的是，高土壤氮产生了这一结果，因为氮是营养来源，而不是压力
然而，它可能偏爱快速生长的微生物中多样性较低的一部分，导致了我们看到的结果
" 贝尔说，发表在《环境微生物学》上的研究结果表明，养分和盐分积累等因素在决定哪些定居微生物能够存活方面可能很重要，而这些因素在高隧道系统中尤其成问题
他指出，卡明斯基开发了宾州州立推广项目，与种植者分享成果
“劳拉一直努力发展前沿研究技能和沟通技能，使她能够向农民和其他利益相关者传达我们领域的知识状态，”他说
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