少免耕土壤的微生物种群更丰富

近几十年来，农民已经逐渐放弃他们多年的习惯耕作，采用越来越受欢迎的措施—免耕农业。现在，大约有1/3的农民不再翻耕土地，更多的农民采用保护性耕作，即使用农业机械时尽可能少的扰动土壤。免耕和扰动少的保护性耕作都能维持或改善土壤质量，这是通过保护土壤结构、保持土壤水分、增加土壤有机质，以及为土壤微生物提供栖息地来实现的。

土壤微生物与耕作的关系最大。

土壤微生物是土壤中的“蓝领”。它们降解植物残茬，把氮、磷、钾和其它养分转换成植物可利用的形态释放到土壤中。我们希望土壤拥有一个健康而充满多样的微生物群落，以使土壤中的养分转换过程可以顺利进行，从而改善土壤肥力，伊利诺伊大学的博士生Stacy Zuber这样说道。

到目前为止，与耕作强度和土壤微生物活动相关的大多数研究都是在单个农场层面开展。大多数研究发现免耕条件下土壤拥有更多的微生物数量，但结果 — 微生物数量在农场间差异非常大。这是因为每一个农场都受不同环境因素、农艺措施和土壤类型的影响。在有免耕和常规耕作的地方，二者难以比较，因为使用的耕作机械不同，耕作深度也不同。

Zuber试图厘清这一混淆的问题，在耕作对土壤微生物的影响上探测到一点点真实的信号。为了这个目的，她收集了全球62个相关研究，认真分析了这些研究数据。

Zuber说到，你做单独的田间试验，即使你在一个区域有几个试验，你还是要把注意力放在一个地方。有时很难看到一个全景图，因为数据变异太大。元分析使我们能够从全球的角度来看不同的田间试验研究，从而确定总的效应/影响。这一方法能使我们看到一副大的全景图。
Zuber比较了耕作和免耕系统对土壤微生物的生物量和代谢活动的测定数据。对耕作系统研究，她包含了能解释耕作类型和耕作深度的微生物群落。她还对施氮量、平均温度和降雨量、存在或不存在作物和其他变量进行了分析。

当把所有62个试验的数据都放在一起分析后，她发现免耕土壤微生物的生物量和酶活性远高于常规耕作。在耕作系统中，使用的耕作器械非常重要。在不同耕作器械中，使用錾式犁耕作的土壤微生物生物量远高于使用铧式犁或圆盘犁。錾式犁耕作，理论上会引起最小的土壤扰动，在保护性耕作中通常用到。

但是，在试验中用到的錾式犁，即Zuber分析的研究中使用的代表性犁，也许与现实中使用的犁并不一样。

耕作似乎很简单：你把土壤翻起来或不翻。当你亲眼观察耕地操作时，事情就变得复杂了，因为那里没有清晰的定义，也不经常使用它们。你使用錾式犁时可能有两种操作，但它们对土壤的影响则完全不同。比方说，如果它们只从地里开一次过去，对土壤的扰动很小。如果它们往返两次或三次，对土壤的扰动程度就大多了，Zuber解释道。

研究认为，既然土壤微生物的生物量和酶活性能作为土壤质量的主要指标的单独存在，农民就应该考虑把常规耕作变为免耕或保护性耕作。

Zuber说到，使土壤功能变好有助于作物生长得更好，也能维持可持续目的的高质量土壤。在伊利诺伊州，我们有如此好的土壤是我们最大的资源。农民能帮助保护耕地，保证土壤微生物群落的健康。

这篇文章，用元分析方法评估耕作对土壤微生物的生物量和酶活性，发表在《土壤生物与生物化学》杂志上。Zuber和共同作者Maria Villamil在伊利诺伊大学的作物科学系。该研究是一个区域合作课题的一部分，该课题叫做“与农业相协调的耕作系统”，由美国农业部食品与农业研究院(USDA-NIFA)资助。

若需更多信息，请联系：Stacy Zuber, smzuber@illinois.edu