面對生態危機從微小地方做起！復育微生物群落 有助於提升植物生長率64%

撰文＝環境資訊中心

解決生物多樣性流失的巨大危機，或許可以從非常微小的地方著手。一份發表於《自然微生物學》（Nature Microbiology）的研究顯示，若能復育細菌、真菌、藻類與古生菌微生物群落，平均能提升植物生長率64％。科學家指出，這項發現有助於保護廣大土壤中的各種微生物，以及修復生態系。

若沒有微生物群落 地球幾乎無法正常運作

這項發布在《自然微生物學》（Nature Microbiology）的研究，分析了80個橫跨於不同生態系的實驗，發現復育原生土壤微生物群落，平均有助於加速植物生長64％，其中一項案例更提升達700％。

研究主持人艾弗里爾（Colin Averill），同時是蘇黎世聯邦理工學院（ETH Zurich）柯勞瑟實驗室（Crowther Lab）的首席科學家表示，地球陸域系統每年吸收大約3成的碳排放，土壤微生物功不可沒，卻經常被忽視。「若沒有微生物群落，地球幾乎沒辦法正常運作」，艾弗里爾說。

微生物有助於土壤養分循環，增加植物對病原菌的抵抗力等。以菌根真菌為例，菌根真菌會附著在樹木和植物的根上形成特殊網絡，幫助養分和水分在不同植物之間循環，科學家稱為「全球樹木資訊網」（Wood Wide Web）。

微生物有助於土壤的養分循環、調節疾病的傳播。科學家還可以藉由分析土壤中的微生物，預測樹木與森林的生長變化。（圖片來源：FAO、Global Soil Partnership）

瞭解微生物群落特徵 有助預測樹木生長速度

自2000年代初期，科學界發起「地球微生物群落計畫」後，越來越多人開始重視社會微生物多樣性。「地球微生物群落計畫」的目的在於為地球建立「微生物圖譜」（microbial map），進行方式類似研究人體腸道微生物的「人類微生物群落計畫」。艾弗里爾表示，他過去3年都在將「人類微生物群落計畫」的研究方法運用在森林微生物上。

研究森林微生物時，科學家會在指定地點，採集森林生態系中的土壤樣本，再將樣本裝在袋子裡。到了實驗室後，科學家會對樣本進行基因定序，分析土壤中的微生物，進而了解森林生態系的健康狀況。

艾弗里爾解釋說，「我們可以找出微生物群落的特徵，藉此預測樹木生長的變化、森林的濕暖程度，也能確認其他關鍵因素，預測森林成長的程度」。

將健康土壤移植至農業 增加多樣性同時增加產量

科學家除了研究土壤生態系統外，也試著透過「土壤移植」（soil transplants）從微生物多樣性高的健康森林取得土壤，再移植到微生物多樣性低的土地，藉此復育生態系統。其他復育方法還包含使用土壤接種劑，或將微生物孢子混入水中噴灑土壤。

「僅僅在土壤中噴灑這些多樣性高的健康微生物群，就能提升生態系統內的生物多樣性。這件事本身對農民有益，既能提高生物多樣性，同時又能增加作物產量。這種案例在生態學中很罕見。」研究作者、柯勞瑟實驗室主持人柯勞瑟（Thomas Crowther）說。

目前科學家除了研究土壤生態系統外，也試著透過「土壤移植」（soil transplants） 讓整個生態系復育得更快。（圖片來源：Patrick Shepherd／CIFOR）

保護微生物多樣性 大範圍使用單一菌種反而危險

不過有研究指出，越來越多微生物接種劑公司，聲稱使用單一菌種能提高作物產量。但艾弗里爾提醒，復育微生物必須避免大規模使用單一微生物菌種，或是多樣性低的非原生土壤微生物。單一微生物菌種不但可能導致基因與生態多樣性降低，也未考慮維持生態系所需的多樣性。

研究人員建議使用原生土壤的微生物群落，不但取自在地，多樣性也高。艾弗里爾說，「現在大家都在使用菌種數過低的微生物接種劑，重犯種植單一作物的錯誤，真是太荒謬了。」

如同種植作物一般，復育微生物也應避免使用大量單一微生物菌種。（圖片來源：lovestruck.）

【本文獲環境資訊中心授權刊登，原文標題：研究：復育微生物群落 有助於提升植物生長率64％】

審稿編輯：林玉婷

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