编辑推荐：
为解决土壤微生物在植物入侵中的作用尚不明确的问题，研究人员以车前草（Plantago lanceolata L.）为对象，开展了土壤因素对其生长影响的研究。结果发现土壤生物对植物生长有显著负面影响，且与土壤来源无关。该研究有助于理解植物入侵机制。
在广袤的生态世界中，植物的迁移和入侵一直是生态学家们关注的重点。当植物来到新的区域，它们能否成功扎根生长，受到众多因素的影响。其中，与土壤生物的相互作用至关重要。然而，以往人们对土壤微生物在植物入侵过程中的作用却知之甚少。比如，传统生态理论虽认为生物相互作用在赤道附近最强，但相关研究结果却相互矛盾；对于植物在新区域是否能摆脱地下敌人的压力，也缺乏明确的结论；土壤肥力究竟如何影响土壤生物与植物生长的关系，同样是个未解之谜。这些问题促使科研人员开展深入研究，以揭开植物入侵背后的土壤奥秘。
澳大利亚新南威尔士大学（UNSW Sydney）等机构的研究人员以车前草（Plantago lanceolata L.）为研究对象，开展了一系列实验。车前草原产于温带欧亚大陆，如今已在除南极洲外的各大洲归化，在澳大利亚有着较长的记录历史，这使其成为研究植物 - 土壤相互作用的理想物种。研究人员通过精心设计实验，得出了一系列重要结论，相关成果发表在《Plant and Soil》杂志上。
研究人员为了探究土壤微生物对植物生长的影响，采用了多种技术方法。首先，他们从澳大利亚不同地区采集土壤样本，这些地区包括车前草已建立分布范围以内、刚刚超出其分布范围以及远远超出其分布范围的地方，共选取了 7 条样带，每个样带包含 3 个采样点。同时，收集了来自欧洲（本土范围）和澳大利亚（引入范围）的车前草种子。在实验室中，对土壤样本进行处理，一部分土壤进行灭菌处理，另一部分保持未灭菌状态，并将未灭菌土壤接种到灭菌土壤中作为 “活体” 处理。之后，将种子播种在不同处理的土壤中，在温室中进行培养。实验结束后，测定植物地上部分的生物量，并运用 R 语言进行统计分析，包括线性混合模型等方法，来探究各种因素对植物生长的影响。
下面来看具体的研究结果：
- 土壤生物对植物生长的影响：总体而言，在未灭菌土壤中生长的车前草幼苗比在灭菌土壤中生长的幼苗小 34.1%。这表明土壤生物对植物生长具有显著的负面影响，有力地支持了土壤微生物在植物生长中起净拮抗作用的观点。
- 土壤生物影响与纬度的关系：研究人员并未发现土壤生物对植物生长的影响存在明显的纬度模式。这一结果与传统的纬度生物相互作用假说相悖，说明植物 - 土壤关系似乎受纬度梯度的影响较弱。
- 土壤生物影响与植物分布位置的关系：植物在已建立分布范围以内和以外的地区，受到土壤生物的负面影响程度相似。也就是说，植物在超出当前分布范围时，并没有减少土壤敌人的压力，这与敌人释放假说不符。
- 土壤肥力与土壤生物影响的关系：土壤有机碳含量与土壤生物对植物生长的影响呈负相关。当土壤有机碳含量较高时，土壤微生物对植物的负面影响较小。然而，土壤中可利用氮含量与土壤微生物的影响并无显著关联，土壤 pH 与土壤微生物的影响存在一定的边际关系。
- 种子起源与土壤生物影响的关系：澳大利亚种子来源的车前草个体比欧洲种子来源的个体生长更大。并且，土壤生物对澳大利亚种子来源的车前草影响更大，这表明同一物种的不同谱系可能具有不同的入侵潜力。
- 地下敌人释放与纬度和土壤变量的关系：研究发现，地下敌人释放与纬度无关，但与土壤有机碳的差异呈正相关。新地点土壤有机碳含量的增加，与较低的土壤生物压力相关，可用于预测入侵成功的可能性。
研究结论和讨论部分指出，该研究明确了土壤生物在车前草生长过程中起着重要的限制作用，且这种作用不受土壤来源和纬度的影响。土壤有机碳是影响地下敌人释放的关键因素，而土壤氮的作用可能受有机碳等其他因素的调控。同时，不同来源的车前草种子对土壤生物的响应存在差异，反映出物种内不同谱系的入侵潜力不同。
这项研究具有重要意义。它加深了人们对植物入侵过程中土壤微生物作用的理解，有助于生态学家预测植物的入侵范围，为生物防治策略提供了理论依据。此外，研究结果也为研究植物如何适应新环境提供了参考，对保护生态系统的稳定性具有重要价值。未来，进一步开展长期研究，深入探究微生物多样性在植物生长阶段和世代间的变化，将有助于更全面地理解植物 - 土壤关系对新植物种群建立的影响。
