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该综述通过对来自 6 个国家的 9 种植物(竹子、番茄、小麦等)进行荟萃分析,研究土壤氧水平与植物生长关系。发现不同植物土壤氧水平有差异,还明确了部分植物最佳土壤氧范围,为优化土壤氧管理提升作物产量提供依据。
研究背景
土壤氧(Soil oxygen)对于植物根系生长至关重要,但它与根际养分循环(rhizosphere nutrient cycling)、植物生长的关系,以及不同植物物种的最佳土壤氧范围,目前还尚不明确。
研究方法
研究人员开展了一项荟萃分析(Meta-analysis ),选取了来自六个国家的九种植物,包括竹子、番茄、小麦、大麦、霍霍巴、玉米、桃子、芦苇和水稻,以此来探究土壤氧水平和植物生长之间的关系。
研究结果
- 土壤氧水平差异:不同植物的土壤氧可利用度呈现梯度变化。竹子的土壤氧含量最高,在 16% - 22% 之间;番茄和小麦的土壤氧含量常常低于 10% 。
- 影响土壤氧的因素:通气(Aeration)能显著提升土壤氧含量,增幅达 13.50%(8.29% - 18.71%);覆盖(Mulched)则会使土壤氧含量显著降低。通气和覆盖联合使用,相较于单独覆盖,能使土壤氧含量提高 9.32%。
- 土壤氧随深度变化:土壤氧含量会随着土壤深度的增加而减少,在 31 - 40cm 深度处达到最低值。
- 土壤氧与植物生长指标的关系:在竹子和水稻中,土壤氧可利用度的增加与生物量(Biomass)和根系活性(Root activity)的提升密切相关;在竹子和番茄中,土壤氧的增加分别与土壤有机质(Soil organic matter)和温度的增强有关。
研究结论
通过局部回归分析,确定了不同植物物种的最佳土壤氧范围。例如,竹子生物量的最佳土壤氧范围是 19.4% - 21.6%,霍霍巴生物量的最佳土壤氧范围是 12% - 13%,水稻根系活性的最佳土壤氧范围是 8.4% - 9.4% 。这表明在 10 - 30cm 的土壤区域进行有针对性的增氧可能会带来益处。这些研究结果为在不同农艺条件下优化土壤氧管理,提高作物生产力提供了科学依据。