老葉的植物王國

  根圈。圖片來源： 維基百科 從古到今，人類不斷透過不同的育種手法來使作物提高產量、增強抗病能力、改變風味與口感。我們有「甜得要刷牙」的水果、有紫到發黑的青花菜、有快速成長的菠菜...但是，這些作物，只有這些特性改變嗎？還是牽一髮而動全身，其他的部分的特性也悄悄改變，只是我們沒有覺察到而已？ 最近的一個大麥根圈（rhizosphere）的研究，對我們來說可說是一個提醒。 研究團隊研究了兩個品系的大麥：Chevallier與Tipple。其中Chevallier是古老的品系，而Tipple則是現代品系。 他們分析了這兩個品系大麥根圈的微生物後發現，Tipple的根圈中發現的假單胞菌（ Pseudomonas ）與草酸桿菌科的 Massilia 顯著較多，而Chevallier的根圈中則以 Massilia 和熱酸菌屬（ Acidothermus ）較多。 至於真菌，在Chevallier的根圈中， Saitozyma 和 Goidanichiella 比較多，而在Tipple的根圈中，真菌群落的組成與未種植的土壤非常相似，顯示Tipple可能較少影響其根圈的真菌組成。 植物根圈的微生物，常常都是受到植物根部分泌的物質吸引而來。既然微生物種類有差別，是不是因為這兩種品系的大麥的根分泌的物質不一樣的關係呢？ 透過GC-MS分析，研究團隊發現Tipple和Chevallier的根系分泌物在化學組成上存在顯著差異。Tipple分泌更多的六碳糖（如果糖和葡萄糖），這可能是其能夠吸引更多 Pseudomonas 的原因。 總而言之，因為兩個品系的差異，影響到它們根部分泌物也不同，最後導致根圈微生物也不同；這意味著，不只是耕作與施肥，人類也因為種植不同品系的農作物，對土壤進行了改變。 參考文獻： Pacheco-Moreno A, Bollmann-Giolai A, Chandra G, Brett P, Davies J, Thornton O, et al. (2024) The genotype of barley cultivars influences multiple aspects of their associated microbiota via differential root exudate secretion. P...

  Chiwa （左）與  barbecho（右）。圖片來源：Sci. Rep. 以前的人認為耕作可以「把土翻鬆」對植物有益，但近年來的研究卻發現，耕作會干擾土壤聚合，所以有了所謂的「免耕耕作」（no-till farming）。但是收穫後都不翻土，任由雜草叢生，也會造成操作上的一些困擾。 或許有限度的翻土，讓操作方便，也不會太擾動土壤，是否比較可行呢？最近在秘魯的研究，提供了一些資訊。 研究團隊探討了秘魯安第斯山脈傳統種植馬鈴薯的耕作系統對土壤微生物群落的影響。他們比較了「chiwa」（最小耕作）和「barbecho」（全耕作）兩種傳統耕作系統對土壤細菌多樣性、均勻度、群落組成和功能的影響。 「Chiwa」是一種最小耕作系統（MTS），其中常用「chakitaklla」（圖）。這種前印加時期的工具用於腳來定位，由一根長0.8至2.5米的木頭和一根長75至300毫米的金屬條製成。在這種MTS中，「chakitaklla」被用於草地上，以穿孔處植入馬鈴薯種子，種子被埋在0.1至0.2米的深度，並用相同的土壤覆蓋。三到四週後，種植區域附近的土壤被翻轉或翻面，形成種子塊莖上的土堤。 相對的，「barbecho」則是使用類似犁的由牛來拉的工具，甚至會使用耕耘機。 研究團隊發現，這兩種耕作系統雖然共享許多代謝途徑，但在厭氧途徑和多樣性途徑上存在差異，顯示了土壤管理對維持健康土壤微生物群落的重要性。 他們發現，「chiwa」耕作系統，即最小耕作方法，顯示出比「barbecho」耕作系統，即全耕作方法，更高的微生物多樣性。這說明在較少干擾土壤的情況下，能夠支持更廣泛的微生物群落，這對土壤健康和生態系統功能是非常重要的。 分析顯示「chiwa」耕作系統比「barbecho」耕作系統展現了更多的厭氧途徑。這意味著在較少干擾土壤的情況下，能夠促進特定微生物群落的發展，這些群落在厭氧條件下更為活躍。這一發現強調了傳統最小耕作方法在維持土壤微生物多樣性和功能上的潛在優勢。 研究強調了利用微生物生物指標來評估耕作系統影響的潛力，這些發現為理解傳統耕作系統下秘魯農業土壤的微生物群落及其生態提供了新的見解。 論文中沒有提到哪一種耕作法馬鈴薯產量比較高，這是比較可惜的事。 參考文獻： García-Serquén, A.L., Chumbe-No...