《利用覆盖作物增加土壤孔隙大小和有机质多样性》

  • 来源专题:农业立体污染防治
  • 编译者: 金慧敏
  • 发布时间:2015-07-29
  • 当我们步行在森林小路上,我们脚下土壤看上去没有什么不同。然而,土壤由错综复杂的网络组成,包括土壤颗粒、孔隙、矿物质、土壤微生物以及其他物质。

    土壤是有生命、动态的物质,其中的微生物能够为植物提供它们生长所需食物。微生物可能是细菌或真菌,但是两者都需要“空间”(孔隙)作为它们的良好生存环境。

    土壤团聚体对土壤性能影响很大,需要许多过程形成团聚体,包括干湿交替、冻融循环、蚯蚓活动、真菌作用,以及与植物根系的交互作用。无论哪种形式形成团聚体,微孔受到影响,里面的微生物也受到影响。

    密歇根州立大学土壤科学家、教授Sasha Kravchenko致力于研究不同农业系统中土壤和它们的孔隙度。最近研究表明,长时期利用和管理土壤,不仅影响土壤团聚体大小和数量,而且影响孔隙中内部组成。

    孔隙影响细菌移动和利用土壤资源的能力,相反,微生物具有良好环境,有助于植物吸收必需养分。

    Kravchenko比较了两种农业系统,一种土壤种植作物如夏玉米,然后在作物收获后到第二年春天播种前土壤裸漏。另一种土壤一年四季种植作物。这两种系统始于1989年,至今有足够时间形成差异,并可以用现代有效工具进行测量。

    另外,同一生态系统中微生物群并不相同,就象不同城市间差异。个别团聚体中,不同细菌需要的环境有差异。大多数细菌喜欢多孔、更小直径(30-90微米)的环境。其他的则喜欢较大直径孔隙(大于150微米)。这也许是因为这些尺寸的孔隙能够提供最佳环境用来进行养分、空气和水分的流通,以及他们能够获得并降解植物残留的能力所限。

    这些研究突出了土壤颗粒、孔隙、微生物和植物之间交互作用的复杂性。Kravchenko团队用X射线进行断层摄影(类似于CT扫描),以保证团聚体的完整性,这样能够研究自然状态的土壤颗粒、孔隙和有机质之间交互作用。相关研究发表在了《Soil Science Society of America Journal》期刊上。

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