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人才强校 | 中国农大荆晶莹副教授在土壤遗留效应驱动农业可持续性方面取得重要进展

2022年06月29日 浏览次数:

中国农大新闻网讯 近日,《植物科学趋势》(Trends in Plant Science)在线发表了中国农业大学草业科学与技术学院荆晶莹副教授题为《遗产在起作用:植物-土壤-微生物互作支撑农业可持续性》(“Legacies at work: plant-soil-microbiome interactions underpinning agricultural sustainability”)的文章。文章系统论述了当前集约化农业,尤其是作物连作,对土壤产生了负面的遗留影响(negative soil legacies),削弱了土壤提供多种生态系统功能的能力。该文章系统提出通过创新的农业管理可创造正向的地上与地下遗留效应(creating positive legacies),进而提高农业的可持续性。其中,破译植物-土壤-微生物之间的级联互作效应将有利于促进作物、投入品与土壤管理的创新,实现农业的可持续发展。

图1 优化农业措施可促进正向遗留效应提高农业可持续性

农业集约化产生了长期的负面影响,主要原因是过度投入农用化学品(如化肥)和耕作制度的单一化(如连续单作)导致。然而,现在人们越来越重视通过选择作物品种/基因型、优化作物时空组合、改善养分投入、开发新型智能肥料以及通过土壤或微生物组接种来创造正向的地上和地下遗留效应。这既可以提高产量,降低病虫害,也可以减少温室气体排放,增强土壤碳固持。加强正向的遗留效应需要更深入地了解在新型作物、投入与土壤等管理措施下的植物-土壤-微生物组的相互作用。

图2 种间互作的可能遗留效应

文中系统论述了土壤遗留效应发生的主要途径,包括植物残茬、土壤生物、化学和物理结构等,以及作物种间互作可能产生的遗留效应;并指出了增加正向遗留效应的关键措施,如多样化种植、覆盖作物、间套作、有机改良剂等。并系统总结了管理导致的正遗留效应在后续作物生长过程中发挥作用的三条途径。

图3遗留效应影响后续植物的可能机制

荆晶莹副教授为本文的第一和通讯作者、资源与环境学院丛汶峰副教授和荷兰莱顿大学Martijn Bezemer教授为共同作者。

本研究获得了国家自然科学基金以及中国农业大学“2115人才培育计划”的资助。

供稿:草业科学与技术学院

供图:草业科学与技术学院

编辑:马文哲

责编:于哲

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