亚马逊黑暗地球背后的秘密可能有助于加速全球森林恢复

大约在公元前450年至公元950年之间，生活在今天亚马逊地区的数百万美洲印第安人通过各种过程改变了原本贫瘠的土壤。在人类的许多代人中，土壤富含来自低强度火的木炭，用于烹饪和燃烧垃圾，动物骨头，破碎的陶器，堆肥和粪便。结果是亚马逊暗土(ADE)或terra preta，非常肥沃，因为富含营养和稳定的有机物，来自木炭，使其呈黑色。

现在，来自巴西的科学家表明，ADE可以成为促进重新造林的“秘密武器” - 不仅在亚马逊地区，那里有18%或约780，000公里。2自 1970 年代以来一直丢失——但在世界各地。研究结果发表在《土壤科学前沿》上。

“在这里，我们表明，使用ADEs可以促进牧场和树木的生长，因为它们的养分水平高，以及土壤微生物群落中有益细菌和古菌的存在，”联合主要作者Luís Felipe Zagatto说，他是圣保罗大学核能农业中心的研究生， 巴西。

“这意味着，关于使ADE如此肥沃的'成分'的知识可以应用于帮助加快生态恢复项目。

模拟微型重新造林

研究人员进行了对照实验，以模拟森林砍伐地区的牧场积极恢复森林时发生的生态演替和土壤变化。他们的目的是研究ADEs，或者最终由微生物组人工组成以模仿它们的土壤，如何促进这一过程。

Zagatto及其同事从巴西亚马逊州的Caldeirão实验研究站对ADE进行了采样，作为对照，从圣保罗州的Luiz de Queiróz高级农业学校采集了农业土壤。他们在平均温度为36ºC的温室内用3个四升的花盆中的每一个装满了34公斤的土壤，以预测全球变暖超过亚马逊目前的温度在22至28ºC之间。

三分之一的花盆仅接受对照土壤，另外三分之一接受对照土壤和ADE的4：1混合物，另外三分之一接受100%ADE。为了模仿牧场，他们在每个花盆中种植了栅栏草(Urochloa brizantha)的种子，这是巴西牲畜的常见饲料，并让幼苗生长60天。然后他们割草，只让它的根留在土壤中——这是微缩造林的处女地。然后，研究人员用树种重新种植了三种土壤：要么是殖民物种Ambay南采木(Cecropia pachystachya)，要么是次生林典型的Peltophorum dubium，要么是典型的高潮森林。

让种子发芽，幼苗生长90天，之后测量根的高度，干质量和伸展。科学家们量化了在实验过程中土壤pH值，质地和有机物，钾，钙，镁，铝，硫，硼，铜，铁和锌浓度的变化。通过分子方法，他们还测量了土壤中微生物多样性的变化。

富含营养和有益微生物

一开始，ADEs显示出比对照土壤更多的养分：例如，磷是30倍，其他测量的养分是其他测量养分的100到20倍，锰除外。ADE也具有更高的pH值，含有更多的沙子和淤泥，但粘土更少。实验结束后，土壤含有的养分比开始时少，反映了植物的吸收，但<>%ADE土壤中仍然比对照土壤更丰富，而<>%ADE土壤的养分水平处于中等水平。

在整个实验过程中，20%或100%的ADE土壤比对照土壤支持更大的细菌和古菌生物多样性。

“微生物将化学土壤颗粒转化为可以被植物吸收的营养物质。我们的数据显示，ADE含有更擅长这种土壤转化的微生物，从而为植物发育提供更多资源，“联合主要作者Anderson Santos de Freitas说。

“例如，ADE土壤含有细菌家族Paenibacillaceae，Planococcaceae，Micromonosporaceae和Hyphomicroblaceae的更多有益分类群。

增长推动

结果还表明，在土壤中添加ADE可以改善植物的生长发育。例如，与对照土壤相比，在3%ADE中，栅栏草的干质量增加了4.20倍，在8%ADE中增加了1.100倍。ADE的加入也促进了三种树种的生长：与对照土壤相比，2%ADE的白雪松和P. dubium幼苗分别高1.5倍和2.20倍，3%ADE的幼苗高2.6倍和3.100倍。Ambay南瓜木甚至没有在对照土壤或20%的ADE中生长，而是在100%的ADE中茁壮成长。

研究人员得出结论，ADE可以促进植物生长。他们写道：“我们的数据指出，土壤养分和适应微生物的混合物[在ADE中]可以改善植物树木的恢复。

资深作者，同一研究所的教授Siu Mui Tsai博士警告说：“ADE需要数千年的积累，如果使用，则需要相同的时间在自然界中再生。我们的建议不是利用ADE本身，而是复制其特性，特别是其微生物，用于未来的生态恢复项目。