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未来干旱频发影响农业生态系统,作物生长受抑、土壤功能下降。研究人员添加乙烯抑制剂(AVG),研究其对亚热带常见作物甘蓝(Brassica oleracea var. capitata Linnaeus)的影响。结果发现削减乙烯可缓解干旱危害,为农业可持续管理提供依据。
未来干旱事件发生频率不断增加,这会对农业生态系统功能产生负面影响,比如抑制作物生长、降低土壤功能。以往研究表明,植物源乙烯(ethylene)在应对干旱方面发挥着重要作用,但它对农业生态系统中作物生长和土壤功能的影响尚未得到验证。
研究人员通过添加乙烯抑制剂氨基乙氧基乙烯基甘氨酸(AVG,aminoethoxyvinylglycine),降低干旱胁迫下作物释放的乙烯浓度,进而研究 AVG 对亚热带农业常见作物甘蓝(Brassica oleracea var. capitata Linnaeus)生长和土壤功能的影响,研究时长为一个生长季。研究人员测量了土壤呼吸、土壤可提取碳、氮含量以及土壤微生物活性,以此来描述土壤功能,同时还观察了土壤微生物群落结构的变化。
研究结果显示,干旱对作物生长和土壤功能造成了显著的负面影响,而降低植物源乙烯浓度则显著减轻了干旱对农业生态系统功能的不利影响,从而促进了作物生长和土壤功能。潜在的微生物机制在于,干旱条件下施用 AVG 重塑了土壤微生物群落结构,使得革兰氏阴性菌(Gram-negative bacteria)的相对丰度增加,比如曲霉属(Aspergillus),它与作物生长和土壤功能有着显著的相关性。
该研究表明,干旱条件下削减植物源乙烯能够减轻其对农业生态系统中作物生长和土壤功能的有害影响,这为未来应对气候变化背景下的农业可持续管理提供了科学依据。