到2050年,全球人口预计将达到96亿,粮食需求迅速增长,这给实现可持续发展目标带来了挑战。中国是一个农业大国,用全世界9%的农田养活了全球20%的人口,需要更有效地利用农业资源。然而,中国近70%的耕地属于中低产田,且存在土壤酸化、地下水污染和温室气体排放等严重问题。因此,改善或保持良好的土壤质量对提高作物生产力具有重要意义。许多对粮食作物的研究主要集中在表层土壤(0–20 cm),并没有研究深层土壤健康与作物生产力之间的关系。然而,深层土壤也是作物生长的关键,具有不同于表土的理化特征和微生物群落结构。因此,亟需从土壤深度方面研究土壤健康、微生物群落和作物产量的关系。与此同时,土壤微生物是维持土壤健康和功能的关键,深入了解微生物之间的相互作用以及关键微生物,未来通过调控这些与植物相关的关键微生物类群(如:AMF、放线菌和假单胞菌等)能够促进土壤健康和植物生长。
中国农业大学张俊伶教授课题组的孙新展博士后,与内蒙古农业大学张江周副教授携手合作,立足于华北平原,选取典型的冬小麦–夏玉米轮作体系,介绍了不同产量小麦田0–15和15–30 cm土壤健康指数和微生物网络情况,评估了表层土壤和深层土壤的健康状况,揭示了微生物分类群与土壤健康之间的联系,提出了增强土壤健康提高小麦产量的建议,通过更好的措施管理农田土壤,在增产的同时实现农业绿色可持续发展。
该研究结果表明,在农业生产中,改善表层土壤健康指数有提高小麦产量的潜力,而深层土壤健康指数与小麦产量的关系较弱,但是低产田中较高的土壤健康指数可能是维持小麦产量的重要因素。与低产小麦田相比,高产量小麦田具有更复杂的土壤微生物网络,放线菌群、太古菌群和子囊菌群是改善土壤健康的重要类群。因此,丰富的微生物类群对土壤健康和作物产量至关重要。建议在加强对深层土壤管理的同时,采用生物有机肥、覆盖作物、免耕、保留残差和轮作等农业措施来改善土壤微生物网络促进土壤健康和生产力。
该文已发表于《农业科学与工程前沿》(英文)2024年第11卷第4期,DOI: 10.15302/J-FASE-2024570。
Journal
Frontiers of Agricultural Science and Engineering
Method of Research
Experimental study
Subject of Research
Not applicable
Article Title
Soil health and microbial network analysis in a wheat-maize cropping system under different wheat yields
Article Publication Date
16-Oct-2024