调控微生物改善土壤，生物制剂能否开启农业新篇章？

这是《肠道产业》第 593 篇文章

编者按

我们脚下的土壤中蕴含着丰富的微生物，它们被称为土壤微生物组。近年来的研究表明，土壤微生物对植物生长具有重要意义，调控土壤微生物组或可帮助改善土壤肥力，提高作物产量。基于此，市场开始出现了一些生物制剂。那么，生物制剂真的可以改善土壤肥力吗？应该如何选择呢？

今天，我们共同关注土壤微生物组与生物制剂，希望本文能够为相关的产业人士和诸位读者带来一些启发与帮助。

管理农场之前

学习土壤微生物学

任何曾经质疑过“是否有必要广泛使用农业生物制剂，这是否真的有益于土壤，是否真的能够提高作物的产量和质量”的农民，都应该继续这样思考。

这并不是说市场上充满了令人怀疑的产品宣称——多年来，生物制剂行业一直致力于清除谎言，并建立了可信的声誉。但是，如何准确使用生物制剂，使其对植物和土壤微生物组起效，仍然是一个相对较新的研究领域。

毫无疑问，农民们都去过野外、田里。然而，值得一提的是，近年来，研究人员也开始前往田地，只为铲一铁锹的土，以展示生活在我们脚底下的复杂生命社群，包括植物根系、病毒、细菌、真菌、藻类、原生动物、螨虫、线虫、蠕虫、蚂蚁、蛆虫和其他昆虫及其幼虫，以及更大的动物——所有这些生物，被称为土壤生物群。

所以，当“万能的生物公司”推出新产品，比如秸秆处理剂，或是声称有助于恢复土壤或可改善土壤生物学和根区环境，又或者是可以加速养分循环的产品时，农民们该如何知道，这是否是他们需要的东西呢？这又是否真的有效呢？

土壤科学家、土壤微生物学家和生物制剂开发人员，都给出了一个相似的答案：在你准备开始管理整个农场之前，需要做一些功课来更好地理解土壤微生物学，以严谨地提出问题，查看相关的研究，并做一些田间试验。

“开处方”还为时过早

曼尼托巴大学的生命科学教授 Mark Belmonte 说：“就植物如何与土壤微生物相互作用而言，研究刚刚才开始。关于生物制剂中的单一微生物，或者是一组微生物，如何与植物或土壤相互作用，我们仍然有很多需要了解的东西，目前还很难评估你究竟需要哪一种生物制剂。”

“我们有工具来分析土壤中的所有微生物，从而展示出土壤中微生物的全貌——土壤微生物组。植物也有微生物组，但我们不知道不同的植物或作物，是如何与土壤中的微生物相互作用的。不同的作物或植物，会选择或刺激某些微生物，让它们进行繁殖并变得活跃。”

Belmonte 说，在复杂的土壤微生物组中，“有好菌也有坏菌”。耕作实践中面临的挑战，以及使用生物制剂的目的，一是促进“好菌”的活动，比如菌根真菌，它会帮助植物生长和进行信息传递，二是阻止或控制“坏菌”，比如丝核菌属和轮枝孢属等病原真菌，会导致常见的作物疾病。

Belmonte 说：“我给农民的建议是，尽可能多地学习土壤微生物学，阅读在线研究文章，与专家交流。”

“当他们关注一种特定的生物制剂时，要问清楚这个生物制剂已经做了哪些类型的研究，涉及哪些微生物，产品有什么作用，以及在不同的环境条件下，它是如何起效的？还有它是如何应用的，是用于处理种子，还是根侧追肥？它是一种单菌株微生物制剂，还是多菌株制剂？”

“寻找答案的过程，可能会很困难，我不认为这个行业，甚至不认为作为一名研究人员的我，有足够的认知，能够开出对症下药的处方。生物制剂是如何与作物相互作用的？现在挑选出有益于土壤健康的生物制剂，还为时过早。”

他鼓励生物制剂的生产商去了解一些公司，这些公司在加拿大西部进行过作物生长条件相关的研究，比如 Nexus BioAg 和 Lallemand Plant Care 这两家公司，它们研究了一系列的生物制剂产品。

全面的方法

加拿大埃德蒙顿阿尔伯塔大学农业、生命和环境科学学院的教授、植物病理学家 Sheau-Fang Hwang，带领学生和农民采用一种涵盖化学、生物和栽培控制措施，来保护作物的综合方法。

Hwang 说，市场上有很多良好的生物防治产品，但是它们的功效，并不总是那么稳定。“有时，我们在温室里测试一种生物制剂产品，它看起来很有效，但当我们将它应用于田地时，它可能要施用长达5年才能发挥效果。这与它在不同环境条件下的表现有关。”

Hwang 说，在过去的 15 到 20 年里，大量的研究已经开发或发现了更有效的生物制剂产品。例如，枯草芽孢杆菌是一种可以有效控制作物病害的细菌，作为一种生物防治剂，它的保质期比某些早期用于生物防治的微生物，要长得多。

她还指出，生物制剂的配方也得到了改进，利用固氮根瘤菌来接种豆类作物的产品，现在有泥炭、液体和颗粒的配方。

Hwang 说：“特别是在作物疾病方面，我强烈建议农民们采取一种全面的方法。如果可能，实行更长的轮作，以降低疾病发展的风险，种植具有更强抗病能力的作物品种，使用有研究支持的有效生物制剂产品，并在必要时应用化学防治措施。”

从密苏里州来的农民

长期从事生物制剂行业的 Dan Custis，也建议农民进行研究并提出问题。住在俄亥俄州的 Custis，是 Advanced Biological Marketing 公司的联合创始人兼首席执行官，该公司致力于开发和销售多种生物制剂。

Custis 说：“对于生物制剂或任何其他产品，农民们都需要做足功课，多看研究报告。在美国，密苏里州被誉为‘数据州’，因为农民会要求商家告知研究数据。”

“而我在世界各地与不同的农民交流生物制剂时发现，他们可能‘都’来自密苏里州。因为每个农民都想知道一种产品能做什么，不能做什么，他们都明白没有灵丹妙药。”

Custis 主要参与开发用于玉米、大豆、豆荚和小麦等作物的生物制剂，他认为，生物制剂可以作为种子和土壤化学处理方法的伴侣或补充。他说：“我们认为，土壤生物制剂的存在，主要是为了加强作物的保护措施，以及提高作物的性能。”

例如，生物制剂有潜力培育出更健康的植物，因为拥有更强健的根系，能够更好地抵御病虫害，更好地加工营养物质，从而增强植物的光合作用。他说：“最终，所有的这些都应该表现为更高的产量。最终的目标是增加农民的粮食销售量。”

Custis 说，几十年前，当他还是个在农场长大的孩子时，更常见的是四种作物轮种，包括玉米、大豆和小麦，以及苜蓿和车轴草等豆类作物。近年来，农民开始实行短期轮作，例如玉米-大豆的轮种，甚至实行连续几年种植一种作物的单一栽培。作物多样性的减少，会使土壤中的养分减少，土壤质量因子降低。

“但如今的农民都很聪明，他们对使用现有的新工具很感兴趣，”Custis 说，“这涉及提供宏量和微量营养素平衡的肥力方案，他们也对改善整体土壤健康、提高土壤微生物组的性能，越来越感兴趣。”

“当我们谈论生物制剂的好处时，他们愿意倾听，”他说，“但他们都来自密苏里州，总会说‘把数据给我看看’，然后我们会说，‘如果你以前从未使用过生物制剂，那就不要在你所有的田地上都使用，试着做一个你自己的田间试验’。一半种植的田地使用生物制剂，另一半不使用，看看效果如何。”

“当然，我们也有自己的田间试验，经过了数年，重复了多次，我们也可以把数据展示给他们看。”Custis 如是说。

在生物制剂行业工作了 25 年的 Custis 说，市场上有很多产品，“但我认为，近来的研究，我们也真的只是看到了冰山一角而已。关于土壤中的所有相互作用，我们需要了解的还有很多。我们花了几十年的时间研究地面上的植物，现在我们才开始研究地下发生了什么，以及对地下做些什么才能优化作物性能。”

原文链接：https://www.grainews.ca/features/taking-the-soil-microbiome-to-lunch/

作者｜Lee Hart

编译｜Jesscia

审校｜617

编辑｜笑咲

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