新型合成微生物群落在消灭杂草的同时促进作物的健康生长

20 世纪 40 年代末，除草剂彻底改变了农业耕作方式，被誉为"奇迹"化学品，但现在，研究人员迫切希望找到一种更可持续、对土壤更友好、无毒的方法，既能控制杂草，又能促进作物生长。现在，中国的研究人员相信他们已经取得了重大突破，可以为小麦作物带来一个生态友好的未来。

华中农业大学的研究团队开发出了实验室培养的新型合成微生物群落（也称为 SynComs），这种群落本质上就像一个微型微生物群落，可以消灭杂草目标，同时促进作物的健康和生长。其中一种 SynCom 从杂草或小麦根瘤中分离出的细菌特别显示出了帮助行业减少除草剂使用的巨大前景。

在对四种 SynComs（C1、C2、C3 和 C4）进行的温室比较研究中，C4 拔得头筹，它不仅能杀死危害小麦作物的有害稗草，还能促进谷物的健康和生长。

研究小组指出："所有 SynComs 都能促进小麦生长，具体表现为土壤植物分析发育（SPAD）值和新鲜生物量的增加。与此同时，SynCom C4 与低剂量 Axial 除草剂结合使用时，可有效降低侵染杂草小金丝雀草的 SPAD 值和新鲜生物量。"

在这些结果的鼓舞下，研究人员在一个连续多年遭受严重虫害的地区进行了大规模田间试验。他们试验了不同剂量的 Axial（25%、50%、75% 和 100%），发现了一个黄金区域，该区有可能显著减少用于这种主要作物的化学品。

研究人员指出："C4与50%和75% Axial的组合通过减轻除草剂对小麦的副作用，显著改善了小麦的生长。杂草侵扰使50%和75% Axial剂量的谷物产量分别减少16%和25%。与单独使用 Axial 相比，将 Axial 与 C4 结合使用可挽回杂草侵扰下 22% 的谷物产量损失。"

"研究结果表明，除草剂与 SynComs 的组合在控制杂草和促进小麦生长方面具有协同效应，因此这种组合提供了一种可持续的生态友好型杂草控制策略"。

自商业化以来，除草剂就毁誉参半，数以百计的合成化合物被广泛应用于集约农业，提高了产量，减少了人工劳动。然而，尽管除草剂被广泛用于控制破坏作物的植物，并具有促进生长的作用，但在越战期间，美国军方使用橙剂（以及紫、蓝、粉、绿和白剂）混合除草剂来去除树木叶片、破坏植被和作物后，除草剂对人类的毒性就变得非常明显了。1971 年，美国禁用了这种除草剂（比有毒杀虫剂滴滴涕早一年）。

虽然美国对除草剂的使用进行了严格监管，但其使用会产生严重的连锁反应。就像人类肠道微生物群对整体健康的重要性一样，土壤中的微生物群对其维持的生命也至关重要。除草剂会减少土壤中循环养分的有机物，使这一独特的微生物群退化，从而降低作物产量。这反过来又会增加用于促进生长的化学品。

不过，SynComs 也有自己的挑战，例如在释放到自然环境中时，会面临土壤中的竞争物种。随着时间的推移，合成微生物也可能因进化和横向基因转移而发生变化。(除草剂的使用也导致植物发展出抵抗反复化学攻击的机制）。

在这项研究中，科学家们发现 C4 能显著促进小麦的生长，即使在没有 Axial 的情况下也是如此。在包括一种基于糖的新型除草剂、另一种来自"失败"抗生素的除草剂、甚至基于植物的泡沫等研究领域，这是一个充满希望的进展。

研究人员指出："在田间条件下，即使与低剂量除草剂一起使用，C4 也能表现出理想的双重功能，既能控制小麦蚜虫，又能促进小麦生长。因此，将 SynComs 与低剂量除草剂结合使用有望成为一种可持续的环保除草策略。"

这项研究发表在《土壤生态学通讯》杂志上。