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随着欧洲干旱加剧，影响土壤养分及微生物群落。研究人员开展 “土壤胞外聚合物（EPS）和微生物生物量在不同种植系统中对干旱胁迫的响应” 研究。结果显示，干旱使 EPS - 碳水化合物和 EPS - 蛋白质增加，微生物生物量受种植系统影响。该研究为应对干旱提供理论依据。
在全球气候变化的大背景下，干旱这一 “不速之客” 频繁光顾欧洲大陆，给当地的农业生产带来了诸多挑战。干旱改变了温度和降雨模式，这如同一只无形的手，打乱了土壤中养分的正常 “秩序”，影响了土壤养分的流动性和有效性。而土壤微生物群落，作为土壤生态系统的 “隐形工程师”，其生物量和活性也受到了极大的影响。
在这样的困境下，探究干旱对植物 - 微生物相互作用的影响变得尤为迫切。因为这不仅关系到农作物的生长和产量，更关乎着未来农业应对气候变化的策略制定。为了深入了解这一复杂的生态过程，来自瑞士等多个研究机构的研究人员展开了一项极具意义的研究，相关成果发表在《Biology and Fertility of Soils》杂志上。
研究人员选择在瑞士的 DOK 长期试验田（Therwil）开展研究。该试验田自 1978 年起就致力于比较不同有机和常规种植系统，为此次研究提供了理想的场地。研究人员以冬小麦为研究对象，设置了三种不同的种植系统：生物动力系统（BIODYN），仅使用堆肥农家肥和泥浆施肥；混合常规系统（CONFYM），同时使用农家肥和矿物肥料；纯矿物施肥常规系统（CONMIN），仅使用矿物肥料并采用常规农药使用方式 。
研究人员利用防雨棚进行了田间干旱模拟实验。实验过程中，干旱处理从植物分蘖期开始，持续三个月直至成熟期，期间不进行任何人工浇水。在冬小麦的茎伸长、开花和成熟三个发育阶段，研究人员采集土壤样本进行分析。
在技术方法上，研究人员采用了多种关键技术。土壤有机碳（SOC）和总氮（N）通过特定的干燥、研磨及元素分析仪测定；微生物生物量碳（MBC）和微生物生物量氮（MBN）利用熏蒸提取法测定；胞外聚合物（EPS）则使用阳离子交换树脂（CER）进行提取，随后对 EPS 中的碳水化合物和蛋白质分别采用特定的方法进行定量分析。通过这些技术，研究人员全面获取了不同种植系统和干旱处理下土壤各项指标的数据。
研究结果显示，在土壤性质方面，土壤有机碳和总氮含量不受水分 regime 和植物生长阶段的影响，但不同种植系统间存在差异，表现为 CONMIN < CONFYM < BIODYN。土壤重量含水量在干旱处理下显著降低。
EPS 提取物方面，EPS - 碳水化合物受水分 regime 和水分 regime× 植物阶段的交互作用显著影响。在干旱处理下，其含量在整个季节保持相对稳定，而在雨养对照中则从茎伸长阶段到成熟阶段显著增加。EPS - 蛋白质同样受水分 regime、水分 regime× 植物阶段以及植物阶段的显著影响，在开花期最高，成熟期最低。同时，EPS - 碳水化合物和 EPS - 蛋白质与土壤湿度呈显著负相关，二者的比值在整个采样期间约为 1.9。
微生物生物量方面，MBC 在不同种植系统间存在显著差异，表现为 CONMIN = CONFYM < BIODYN，但不受植物阶段和水分 regime 的影响。MBN 与 MBC 密切相关，在开花期达到最大值，尤其是在干旱处理中。
在 EPS 提取物与微生物生物量的比例方面，EPS - 碳水化合物 / MBC 在不同处理和种植系统间存在差异，在雨养对照中从茎伸长阶段到成熟阶段增加，而在干旱处理中则下降。EPS - 蛋白质 / MBN 总体上从茎伸长阶段到成熟阶段下降，不同种植系统间也存在差异，表现为 BIODYN < CONFYM < CONMIN。
研究结论和讨论部分指出，干旱显著增加了 EPS - 蛋白质和 EPS - 碳水化合物的含量，这表明年轻小麦植株在干旱条件下可能会更多地投资于以碳水化合物为主的黏液。同时，研究数据与传统观点不同，即土壤 EPS 并非主要由碳水化合物组成。此外，种植系统对 MBC 和 MBN 有显著影响，但对 EPS 的影响不明显。BIODYN 系统中较高的 SOC 可能提高了对干旱胁迫的缓冲能力，使得较少的根际沉积物转化为 EPS，更多地转化为微生物生物量。
这项研究意义重大，它揭示了干旱和种植系统对土壤 EPS 和微生物生物量的影响，为理解植物 - 微生物相互作用在干旱条件下的变化提供了重要依据。同时，研究结果也为农业生产中应对干旱胁迫、优化种植系统以及提高土壤肥力提供了理论支持，有助于制定更加科学合理的农业管理策略，以应对气候变化带来的挑战 。
