Nature Communications | 德国图宾根大学揭示土壤微生物可代替磷肥促进植物生长！

不仅奶牛在草地和牧场上嬉戏，草原上还居住着许多争夺土壤资源的微生物。这里的一个典型瓶颈是磷，它不仅为细菌服务，而且作为重要的营养物质为植物服务。为了使禾本科草本植物在田间生长良好，并为奶牛生产足够的饲料，农民经常在可用区域施磷肥。然而，这首先是昂贵的，其次如果磷酸盐输入被冲入水中并可能导致极端的藻华，则很快就会对环境构成危险。田间的微生物多样性可能是防止过度施肥的明智措施（Science | 重磅！剑桥大学Giles Oldroyd课题组阐述植物通过共生微生物促进养分吸收！ISME | 英国华威大学研究揭示植物相关微生物中的生态位适应有利于磷吸收！）。

2021年7月，国际权威学术期刊Nature Communications发表了德国图宾根大学Yvonne Oelmann教授团队的最新相关研究成果，题为Above- and belowground biodiversity jointly tighten the P cycle in agricultural grasslands的研究论文，该研究表明更多的生物多样性可确保农业用地更好地利用磷。这将使更便宜和更环保的农业成为可能（“少肥多产”不是梦）。

微生物与植物相互作用

众所周知，在与许多植物物种混合的草地中，植物生长得更好，并且比物种贫乏的种植更有效地利用养分。除此之外，这也减少了地下水污染物硝酸盐的浸出。然而，植物多样性和土壤微生物多样性之间的相互作用对于土壤磷酸盐的利用也至关重要。到目前为止，生物多样性影响的许多迹象都来自植物物种数量变化的实验，而所有其他环境条件都尽可能保持不变，然而，正是这些环境条件在中欧草原的农业利用中不断变化，例如通过施肥。因此，研究人员想找出生物多样性对磷循环的可能积极影响是否超出了农业使用的影响。

实验田和 "真实 "耕地的实验

研究区域一方面是实验用的草地，另一方面是农业草地区域。科研人员确定了植物和微生物的生物多样性，以及磷的使用情况。对数据的评估证实了研究人员的假设。随着实验性草地上植物生物多样性的增加，磷得到了更好的利用。在农业用地上，农民的加工措施已经覆盖了一些在实验中可以证明的过程。但即使在那里，物种丰富的草原地区在磷的利用方面也比物种贫乏的草原表现得更好。因此，总的来说，研究人员认为，即使通过播种稍微增加植物的生物多样性，也可以减少对肥料的需求，同时降低产量损失的风险。这是一个双赢的局面，可以更好地结合农业和自然保护的需求。

表1 生物多样性实验和农业草地的结构方程模型的预期关系

图 1：生物多样性对磷循环的作用

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