科罗拉多州立大学发表在《自然通讯》上的一项研究显示，蚯蚓贡献了全球6.5%的粮食产量，强调了土壤生物多样性的重要性和可持续农业实践的潜力。来源:Steven Fonte
科罗拉多州立大学的科学家今天(9月26日)在《自然通讯》()杂志上发表的一项新研究表明，蚯蚓是全球粮食生产的重要驱动力，每年约占全球粮食产量的6.5%和豆类产量的2.3%
科罗拉多州立大学三位研究人员的最新估计表明，蚯蚓可能占每年粮食产量的1.4亿吨之多——大致相当于世界第四大粮食生产国俄罗斯每年谷物(大米、小麦、黑麦、燕麦、大麦、玉米和小米)的产量。
“这是我所知道的第一次尝试，试图采取一块土壤生物多样性，然后说，‘好吧，这就是它的价值;这就是它在全球范围内给我们带来的东西，’”科罗拉多州立大学土壤与作物科学系农业生态系统生态学副教授、该研究的主要作者史蒂文·丰特说。
蚯蚓在土壤健康中的作用
蚯蚓通过多种方式支持植物生长来帮助建立健康的土壤——建立良好的土壤结构，协助水捕获和帮助有机物质的有益搅拌，使植物更容易获得营养。其他研究也表明，蚯蚓可以促进植物生长激素的产生，并帮助植物保护自己免受常见土壤病原体的侵害。一些估计表明，蚯蚓可以使植物的整体生产力提高约25%。
Fonte和他的同事——生态系统科学与可持续发展系副教授Nathan Mueller和同一系博士生Marian Hsieh——通过叠加和分析蚯蚓数量、土壤特性、肥力和作物产量的地图，估计了蚯蚓对全球粮食生产的贡献。
肯尼亚西部一个农民的田地。来源:Steven Fonte
分析表明，蚯蚓对全球南方粮食生产的影响更为显著——值得注意的是，蚯蚓对撒哈拉以南非洲粮食产量的影响为10%，对拉丁美洲和加勒比粮食产量的影响为8%。Fonte说，蚯蚓对这些地区的影响可能更大，因为那里的农民往往无法获得肥料和杀虫剂。相反，他们更多地依赖富含蚯蚓的有机物质，如肥料和作物残留物，这有助于激发蚯蚓对植物的有益作用。
“在这些化学物质投入较少的地区，蚯蚓贡献很大，”Fonte说。
蚯蚓与可持续农业
在这项研究中，Fonte和他的同事分析了蚯蚓对四种谷物作物的影响:水稻、玉米、小麦和大麦;该小组研究了一系列豆类，包括大豆、豌豆、鹰嘴豆、扁豆和苜蓿等。
Fonte说，他认为土壤生物多样性在历史上一直被低估，他希望这项工作将使人们更多地关注健康的土壤如何对作物产生积极、切实的影响。
Fonte说:“如果我们以更可持续的方式管理土壤，我们可以更好地利用或利用这种生物多样性，并产生更可持续的农业生态系统。”“这项工作凸显了这种潜力。”
Fonte指出，最近的其他研究表明，土壤含有世界上多达一半的生物多样性，比以前估计的约25%有了显著增加。“土壤就是这样一个复杂的栖息地，”他说。“但很少有人努力了解生物多样性对全球作物产量的影响。”
影响及未来方向
生物系教授、全球土壤生物多样性倡议的科学主席戴安娜·沃尔(Diana Wall)对发表在《自然通讯》上的数据感到兴奋。“对我来说，这是一篇非常聪明、数据丰富的论文，”沃尔说。“这真的令人印象深刻。”
Fonte说，这些信息也可能对未来减轻干旱和侵蚀的努力产生影响。例如，他说，蚯蚓可以改善土壤孔隙度，有助于有益的捕获和保持水分。
Fonte警告说，他和他的同事并不提倡任何人将蚯蚓移植到不存在蚯蚓的地方。相反，他希望这项工作表明，在蚯蚓已经称之为家的地方，改善土壤生物学管理有可能提高农业生产力，减少我们对农用化学品的依赖。Fonte说，这项研究标志着重要的第一步，但他希望研究人员将继续挖掘其他土壤生物对作物的积极益处。
“土壤仍然是一个巨大的黑盒子，我们还没有完全理解，”Fonte说。“这项工作有助于表明，我们忽略了很多机会。”
他补充说，“可能还有其他更重要的土壤生物，尤其是微生物群落。”
参考资料:“蚯蚓对全球粮食生产作出重大贡献”，2023年9月26日，《自然通讯》。DOI: 10.1038 / s41467 - 023 - 41286 - 7
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