亚马逊黑土背后的秘密可能有助于加快全球森林恢复

大约在公元前 450 年到公元 950 年之间，生活在今天亚马逊流域的数百万美洲印第安人通过各种过程改造了原本贫瘠的土壤。在人类的许多世代中，土壤中富含木炭，这些木炭来自低强度的火，用于烹饪和燃烧垃圾、动物骨头、破碎的陶器、堆肥和粪便。结果是亚马逊黑土 (ADE) 或黑土，异常肥沃，因为富含营养物质和源自木炭的稳定有机物质，使其呈现黑色。

现在，来自巴西的科学家表明，ADE 可能是促进重新造林的“秘密武器”——不仅在亚马逊地区，自 1970 年代以来那里已经损失了 18% 或大约 780,000 平方公里——而且在全世界。结果发表在《土壤科学前沿》上。

“在这里，我们表明使用 ADE 可以促进牧草和树木的生长，因为它们含有高水平的营养物质，以及土壤微生物群落中有益细菌和古细菌的存在，”联合主要作者 Luís Felipe Zagatto 说。 ，巴西圣保罗大学农业核能中心研究生。

“这意味着关于使 ADE 如此丰富的‘成分’的知识可以用于帮助加快生态恢复项目。”

微型模仿重新造林

研究人员进行了对照实验，以模拟森林砍伐地区的牧场积极恢复森林时发生的生态演替和土壤变化。他们的目的是研究 ADE，或最终人工合成微生物组以模仿它们的土壤如何促进这一过程。

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，并从圣保罗州的 Luiz de Queiróz 高等农业学校采集了农业土壤作为对照。他们在平均温度为 34ºC 的温室内向 36 个四升的花盆中的每一个装满 3kg 土壤，以预测全球变暖超过亚马逊流域当前温度 22 至 28ºC。

三分之一的盆仅接受对照土壤，另外三分之一接受对照土壤和 ADE 的 4:1 混合物，另外三分之一接受 100% ADE。为了模仿牧场，他们在每个花盆中种植了栅栏草 ( Urochloa brizantha ) 的种子，这是巴西牲畜的常见饲料，并让其幼苗生长 60 天。然后他们砍掉草，只让草的根留在土壤中——微型重新造林的处女地。然后，研究人员在三种土壤中的每一种土壤中重新种植了树种：要么是殖民物种 Ambay pumpwood ( Cecropia pachystachya )，要么是次生林典型的Peltoporum dubium ，要么是雪松( Cedrela fissilis ) ，典型的顶峰森林。

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

富含营养和有益微生物

一开始，ADEs 显示出比对照土壤更多的养分：例如，磷含量是对照土壤的 30 倍，其他测量的每种养分含量是锰含量的 3 到 5 倍。ADE 的 pH 值也更高，并且含有更多的沙子和淤泥，但粘土更少。实验结束后，土壤中的养分含量比开始时少，反映出植物吸收了这些养分，但 100% ADE 土壤中的养分含量仍然高于对照土壤，而 20% ADE 土壤中的养分水平处于中等水平。

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生物多样性。

“微生物将化学土壤颗粒转化为植物可以吸收的养分。我们的数据表明，ADE 包含的微生物更擅长这种土壤转化，从而为植物发育提供更多资源，”联合主要作者 Anderson Santos de Freitas 说。

“例如，ADE 土壤含有更多有益的类群，包括类芽孢杆菌科、平球菌科、小单孢菌科和生丝菌科。”

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