科学家比较了太平洋西北农场免耕和传统耕作系统的土壤微生物差别

近几十年来，种植者越来越多地采用免耕来减少土壤侵蚀，降低能源和劳力使用以及投入。

然而，太平洋西北部内陆的小麦农场主却放缓了采用免耕的脚步，部分原因 — 至少在短期内 — 他们看见了在秸秆较多的田间，真菌性土传病害如丝核菌根腐病的发生率要高得多。然而，从更长时间来看，华盛顿州立大学和爱德荷大学的研究人员发现当农民连续几季使用免耕后，这类真菌性土传病害就会爆发就减少了。这提出了一个科学问题：这是否因为土壤微生物群落产生的某类自然抑制？

Yin等人发表在美国植物病理学学会的《植物群落》(Phytobiomes)杂志(一个崭新和完全公开的杂志)上的研究把科学界向答案拉近了一步，同时也为今后的研究铺了路。

在这篇名为“美国太平洋西北部小麦长期耕作和免耕下的土壤微生物群落”的文章中，Paulitz和同事们对华盛顿州和爱德荷州小麦农场的长期免耕试验小区和邻近常规耕作试验小区的土壤微生物群落进行了一一比较。为此，他们采用了新一代测序技术(NGS)，从单一样品中产生数千DNA序列，再用DNA来鉴定微生物。

经过两年多的时间，他们分别采集了两个地点免耕和常规耕作小区的根际和非根际土壤。这些样品被用来评估微生物群落的差异，特别是那些可以用于解释真菌性土传病害发病情况的微生物。

这是第一次在太平洋西北内陆地区的小麦种植体系中使用新一代测序技术开展微生物群落的深入研究，Paulitz，本文的通讯作者，美国农业部农业研究服务署(USDA-ARS)位于华盛顿州铂尔曼市的植物病理学研究员这样说道。

通过该研究，Paulitz和它的同时们发现这些微生物群落无论在年度间，还是在地点间，都处在动态变化中。拟杆菌科的微生物在常规耕作系统更常见，而细菌科则通常受取样地点的影响更大。

Paulitz说，我们很少发现群落与细菌组之间的更替，这可以用耕作方式不同来解释。产生更大差异的是样品采集的位置 — 采自根表(根际)还是植株周围(非根际)？这两个位置的微生物群落则非常不同。

一般来说，被视为快速生长的细菌科如草酸杆菌科、假单胞菌科和噬纤维菌科，以及蛋白菌门的一些成员，在根际土壤样品中更为丰富。

生长速度较慢的细菌科的微生物如放线菌门的Gaiellaceae科、酸杆菌门和芽单胞菌门通常在非根际土壤样品中更为丰富。

该研究引申出一个新的假设，真菌群落更容易受耕作方式变化的影响，因为它们负责腐解免耕地表覆盖的作物秸秆。

Paulitz看到该研究的重要性，因为土壤健康在可持续农业的新一代农作措施中至关重要。

取代依赖于杀菌剂的投入，我们能用轮作和其他栽培技术来控制病害吗？应用最新的技术，我们现在可以探讨利用微生物组防治微生物感染的生态学方法(microbiome)开始定义和构建土壤健康。

By The American Phytopathological Society Press Release. www.apsnet.org. Posted 31 August 2017. PMN Crop News