揭开亚马逊地区脚下的秘密：古老的土壤如何促进全球的森林恢复

现在，来自巴西的科学家表明，ADE可以成为促进重新造林的"秘密武器"--不仅是在亚马逊地区，那里自20世纪70年代以来已经损失了18%或大约78万平方公里--而且在全世界。这些结果发表在《土壤科学前沿》杂志上。

联合第一作者、巴西圣保罗大学农业核能中心的研究生Luís Felipe Zagatto说："这里我们表明，由于ADE的高营养水平，以及土壤微生物群落中有益细菌和古细菌的存在，使用ADE可以促进牧草和树木的生长。这意味着关于使ADE非常肥沃的'成分'的知识可以应用于帮助加速生态恢复项目"。

Cedrela fissilis的最终花瓶显示了不同土壤的生长差异。从左到右：100% ADE，20% ADE，控制土壤。资料来源：Luís Felipe Guandalin Zagatto

模仿重新造林的缩影

研究人员进行了受控实验，以模仿生态演替和土壤的变化，这些变化发生在被砍伐地区的牧场被积极恢复为森林的时候。他们的目的是研究ADEs，或者最终微生物组被人为地组成以模仿它们的土壤，如何能够促进这一过程。

Zagatto及其同事从巴西亚马逊州的Caldeirão实验研究站采集了ADE样本，并将圣保罗州的Luiz de Queiróz高级农业学校的农业土壤作为对照。他们在一个平均温度为34ºC的温室内，将36个4升的花盆装满了3公斤的土壤，以预期全球变暖，超过亚马逊地区目前22至28ºC的温度。

深裂号角树花瓶实验显示出生长的差异取决于土壤。从左到右：100% ADE, 20% ADE, 控制土壤。资料来源：Luís Felipe Guandalin Zagatto

三分之一的花盆只接受对照土壤，另三分之一是对照土壤和ADE的4:1混合物，还有三分之一是100% ADE。为了模仿牧场，他们在每个花盆中种植了巴西常见的牲畜饲料棕榈草（Urochloa brizantha）的种子，让其幼苗生长60天。然后他们把草割掉，只让它的根留在土壤里--这就是微缩版的重新造林的处女地。然后，研究人员在这三种土壤中的每一种都重新种上了树的种子：或者种上入侵物种Ambay pumpwood（Cecropia pachystachya），或者种上Peltophorum dubium以及cedro blanco（Cedrela fissilis）。

让种子发芽，幼苗生长90天，然后测量其高度、干重和根系的延伸。在实验过程中，科学家们量化了土壤的pH值、质地和有机物、钾、钙、镁、铝、硫、硼、铜、铁和锌的浓度变化。通过分子方法，他们还测量了土壤中微生物多样性的变化。

劈裂洋椿的花瓶实验显示出生长的差异取决于土壤。从左到右：100% ADE，20% ADE，控制土壤。资料来源：Luís Felipe Guandalin Zagatto

丰富的营养物质和有益的微生物

在开始时，ADE显示出比对照土壤更多的营养物质：例如，30倍的磷和3到5倍的其他测量营养物质，除了锰。ADE还具有更高的pH值，含有更多的沙子和淤泥，但粘土较少。实验结束后，土壤中的养分含量比开始时少，反映了植物的吸收情况，但100% ADE土壤的养分含量仍然比对照土壤丰富，而20% ADE土壤的养分含量处于中间水平。

在整个实验过程中，20%或100% ADE土壤比对照土壤支持更多的细菌和古细菌的生物多样性。

"微生物将化学土壤颗粒转化为可被植物吸收的营养物质。"联合第一作者安德森-桑托斯-德-弗雷塔斯说："我们的数据显示，ADE含有的微生物更擅长这种土壤转化，从而为植物发展提供更多的资源。例如，ADE土壤含有更多有益的细菌家族Paenibacillaceae、Planococcaceae、Micromonosporaceae和Hyphomicroblaceae的分类群"。

生长得到促进

研究结果还显示，在土壤中添加ADE可以改善植物的生长和发育。例如，与对照土壤相比，棕榈草的干质量在20% ADE中增加了3.4倍，在100% ADE中增加了8.1倍。ADE的添加也促进了三种树种的生长：与对照土壤相比，在20% ADE中，白雪松和P. dubium的幼苗分别高了2.1和5.2倍，在100% ADE中分别高了3.2和6.3倍。深裂号角树在对照土壤或20% ADE中甚至没有生长，但在100% ADE中却很茁壮。

研究人员得出结论，ADE可以促进植物生长。他们写道："我们的数据表明，土壤养分和适应性微生物的混合物[在ADE中]可以改善植物树木在修复中的建立。"

高级作者、同一研究所的教授Siu Mui Tsai博士告诫说："ADE经过数千年的积累，如果使用，也需要同样的时间在自然界中再生。我们的建议不是利用ADE本身，而是复制其特征，特别是其微生物，以用于未来的生态恢复项目"。