农田通常含有多种病原体,这些病原体会攻击植物并降低产量。瑞士的一个研究小组现已表明,在土壤中接种菌根真菌可以帮助维持甚至提高产量,而无需使用额外的肥料或杀虫剂。在大规模田间试验中,植物产量提高了 40%。
田间大量使用化肥和农药会减少生物多样性并污染环境。因此,人们对寻找不使用农业化学品的可持续方法来保护产量非常感兴趣。替代生物制品的一个例子是菌根真菌,它是一种有助于植物获取营养的有益生物。
产量提高高达 40%
来自苏黎世大学和巴塞尔大学、Agroscope 和有机农业研究所 (FiBL) 的研究小组首次大规模证明,在田间应用菌根真菌是有效的。在瑞士北部和东部 54 个玉米农场的 800 个试验田中,这些真菌在播种作物之前被混入土壤中。
“在四分之一的地块上,菌根真菌使产量提高了 40%。这是巨大的,”该研究的共同负责人、苏黎世大学和 Asgroscope 的土壤生态学家 Marcel van der Heijden 说。但有一个问题:在三分之一的地块上,产量没有增加,有时甚至下降。研究小组最初无法解释为什么会发生这种情况。
土壤中的病原体
在寻找原因的过程中,研究人员分析了土壤的各种化学、物理和生物特性,包括土壤微生物的生物多样性。“我们发现,当土壤中已有大量真菌病原体时,接种效果最好,”联邦农业研究能力中心 Agroscope 的共同第一作者 Stefanie Lutz 说。
“菌根真菌充当了一种保护盾,抵御土壤中的病原体,这些病原体会削弱植物的能力。” 因此,在没有菌根真菌就会造成损失的田地中,仍能保持正常产量。相比之下,菌根真菌对未受病原体污染的田地的影响很小。
“无论如何,那里的植物都很强壮并且生长得很好。在这种情况下使用菌根真菌不会带来额外的好处,”另一位第一作者、有机农业研究所的娜塔莎·博登豪森说。
该研究的目的是能够预测菌根接种的工作条件。
“只需一些土壤指标(主要是土壤真菌),我们就能够预测十分之九的田地接种是否成功,因此甚至可以在田间季节之前预测收获产量,”该研究的共同负责人克劳斯说巴塞尔大学的施拉皮。“这种可预测性使得将真菌用于其将要发挥作用的田地成为可能。这是将这些技术发展成可靠的农业方法的 关键要素,”Schläppi 说。
仍需要进一步的研究来找出在大面积传播真菌的最简单方法。尽管如此,“这次田间试验的结果代表着朝着更加可持续的农业迈出了一大步”,Marcel van der Heijden 总结道。