2022-07-31 10:30:19

土壤中充满了生命,并支撑着上面所有的生命但是澳大利亚的土壤急需修复

mycelium

在你们的脚下是地球上生物多样性最丰富的栖息地。我们行走的土壤支撑着地球上大部分的生命。没有生命,它就不是土壤。不幸的是,澳大利亚的土壤状况并不好。新的《环境状况》报告将我们的土壤评为“贫瘠”和“恶化”。

我们都熟悉一些土壤居民,如蚯蚓。但是下面大部分的生命是肉眼看不见的。像细菌、线虫和真菌这样的微生物群在我们的环境中扮演着至关重要的角色。这些微小的生命形式分解枯叶和有机物,它们循环营养、碳和水。没有它们,生态系统就会崩溃。令人惊讶的是,这些生命财富中的大部分是科学所未知的。

澳大利亚没有经历与世界其他地方相同的冰川或火山活动。这使得我们大部分的土地又老又贫瘠。我们的土壤对人类的压力非常敏感,例如污染、酸化和有机碳的损失。当我们移走植物群落时,这会导致土壤侵蚀。土地开垦也严重打击了地下生命,导致微生物多样性下降。

土壤的生命形式也承受着来自农业、气候变化和城市扩张的巨大压力。如果我们算上牲畜,超过一半的澳大利亚现在都被用于农业。如果我们能改进耕作方法,我们就能恢复土壤生物多样性——并利用它生产健康的作物。

Farmer tilling
集约化耕作方法可以摧毁地下真菌网络。

为什么失去土壤微生物多样性很重要?

澳大利亚有许多不同的土壤类型。每个州标志性土壤的图片显示了它们的不同之处。重要的是,土壤支持工业作物生产的能力差异很大。澳大利亚的大部分地区天生就不适合这样做。

一些集约化的耕作方式,如耕作、灌溉、使用化肥和杀虫剂,对我们土壤中的生物危害尤其严重。我们知道这些做法减少了一个特别重要的微生物群的丰度和多样性,被称为丛枝菌根真菌。这些真菌在地下扩散成巨大的真菌网络,并以共生关系占领植物的根系。

Microscope images of fungi inside plant roots.
植物根内的真菌结构。丛枝菌根真菌生长到植物的根部以获取碳,并为植物提供营养和水分。

当你看着一片玉米地或麦田时,你可能会认为所有的活动都在地面上。但土壤中发生的变化至关重要。我们赖以生存的植物反过来又依赖于与这些地下真菌网络的强大关系。

土壤真菌可以促进植物对磷和水等关键资源的吸收,甚至可以改善植物抵御害虫的能力。这些真菌对我们环境中的营养物质和碳的循环也至关重要,它们形成的网络为土壤提供了结构。这些关系的历史要比人类早得多。植物和真菌已经合作了数亿年。

Image of a fungal network in the soil.
菌根真菌生长到植物的根部并穿过土壤,在地下形成巨大的网络,对土壤健康至关重要。

尽管我们在农业上打破了这种关系,但我们取得了不断增长的产量。

这是因为大多数作物和牧草生产依赖于各种化肥和农药来进行作物营养和虫害控制,而不是真菌网络或土壤生物学。这些化肥和农药的持续发展无疑提高了农作物产量,使数百万人摆脱了饥饿和贫困。

问题是,依赖农药和化肥是不可持续的。许多农药受到越来越多的限制或禁令,随着全球磷肥储备的耗尽,磷肥只会变得越来越昂贵。重要的是,它们的过度使用会对土壤生物和环境产生负面影响。

如果我们减少土壤中真菌的多样性,我们就失去了它们为健康的生态系统以及我们的作物提供的好处。生物多样性较少的土壤更容易被侵蚀,更快地失去其储存的碳,并导致营养循环中断。

我们能保护土壤中的真菌吗?

是的——如果我们改变我们管理土壤的方式。通过利用而不是破坏我们活着的土壤,我们可以满足日益增长的粮食需求,并保持农场在经济上可行。

正如你所预料的那样,与传统耕作相比,有机和保护性耕作对土壤真菌的破坏更小,因为它们有限地使用某些肥料和大多数农药。

这些方法还涉及较少的耕地或耕作土壤,这让真菌网络保持完整,从而有利于土壤结构。这可以促进植物免受害虫的侵害,而且这种土壤生物多样性也可以控制致病微生物。

Green shoots farm
利用地下生物多样性可以帮助作物生长。

显然,我们农业的变化不可能在一夜之间发生。斯里兰卡在2021年突然禁止使用合成化肥和杀虫剂,这造成了该国农业部门的混乱,并继续威胁着该国的粮食安全。在工业和**的支持和鼓励下,澳大利亚必须逐步广泛采用更可持续的农业技术。但这是必须发生的。这种现状不会持续下去,因为我们的土壤继续恶化,化肥和农药变得更加昂贵和难以获得。

为了保护我们的土壤,我们需要了解更多的知识布特他们

虽然我们知道渗透在土壤中的生命遇到了麻烦,但我们需要了解更多。《环境状况》报告的一个重要发现是,我们需要更多关于土壤生物学的数据,以帮助可持续的土地利用。

为什么?迄今为止,我们对农业如何影响土壤真菌多样性的认识大多是基于国外的研究。尽管这些微生物群在生态上具有重要意义,并有可能加速可持续粮食生产,但我们仍然不清楚我们的农田下面有什么。首先,我们需要知道哪些菌根真菌生活在哪里。

为了克服这一挑战,我们启动了一项新的全国性研究项目“挖出泥土”,旨在让我们评估有益的土壤真菌。

农民、土地管理者和民间科学家可以给我们寄来土壤样本,让我们绘制澳大利亚土壤真菌网络。我们收集的数据也将用于绘制全球真菌地图的国际努力。

这是学习与土壤真菌合作以造福农业的姗姗来迟的一步,同时保护我们脚下的生命。