对任何农民来说，土壤测试都是一个重要的过程，无论他们的土地上种植的是哪种作物。
从质量的角度来看，这很重要，因为不同的作物有不同的营养需求，然后测试可以让农民智能地施用肥料和营养添加剂，以优化他们的个别作物产量。它在经济上也是有利的，因为定期测试意味着农民可以只在需要的时候使用这些添加剂，确保金钱和能源不会因为过度使用这些产品而浪费。
正如土壤测试对农民很重要一样，改进现有的土壤测试方法对农业科学家也很重要。通过确保农民和农业工人有机会获得最好的土壤测试工具，他们将更有能力根据需要保护和改善土地的健康。
新的雷达方法优于传统的土壤湿度分析
良好的土壤健康通常被认为是指一块土壤中含有大量的植物生长所必需的营养物质;其中包括氮，磷和钾。但除了这些基本的营养物质，还有其他重要的物理因素需要考虑，比如土壤的水分含量。
在特别干燥的土壤中生长的作物可能会生长迟缓甚至完全死亡，而在非常潮湿的土壤中生长的作物可能会枯萎和死亡根腐病［2］．通过有效监测土壤含水量，农民可以保护他们的作物免受这些不良后果的影响，同时优化他们的水资源利用——这在水是宝贵资源的干旱地区尤为重要。
现有的许多不同的系统已经允许农民测量土壤的含水量——比如简单的探针、张力计和电阻块——但是这些系统只能收集小范围内的数据，对于评估大面积的土地是不切实际的。
“地球物理方法，如电阻率和地震反射，需要分别移动电极或检波器，以便在非常大的区域收集数据，”Jonathan Algeo博士解释说，他现在是探地雷达系统有限责任公司的项目经理，“此外，安装电极或检波器会干扰你正在测量的土壤。”
在罗格斯大学(Rutgers University)攻读研究生期间，Algeo与探地雷达进行了广泛的研究，并很快意识到它作为一种测量大面积工作区域土壤水分含量的方法的潜力。
“雷达是一种快速、非侵入性的方法，可以查看地下的属性。它可以估计不同层的厚度，它可以测量水分含量，它可以探测被埋的物体，除了在科学、工业和军事领域的大量其他应用之外，”Algeo说。
Algeo说:“将雷达天线安装在轮式手推车上，或者拖在车辆后面，用户可以在一天内收集到数公里的数据。”此外，雷达数据是通过沿地面拖动天线收集的，因此不会以任何方式干扰地下。这在研究小规模水文或土壤物理过程时很重要。”
Algeo和他的同事们通过比较两种预先存在的数学模型来分析雷达数据中所谓的“早期信号”，评估了如何最好地将探地雷达应用于水分含量分析系统。这项研究的结果去年发表在《科学》杂志上Vadose Zone杂志［3］．
“我们研究了最近开发的两种方法，用于从雷达信号的特定部分估计土壤含水量。Pettinelli等．(2007)和拉西等．(2014)最初开发了方法-分别是平均包络幅度(AEA)分析和载波频率幅度(CFA)分析[4,5]。
“与传统雷达方法相比，这些方法提供了一种更快的方法来估计含水量的变化，并且适用于传统方法无法应用的现场，例如存在富含粘土的土壤，这些土壤对雷达波的穿透深度有显著的负面影响。”Algeo解释道。
他补充说:“我们发现这两种方法都成功地在田间尺度上测量了水分含量的变化，尽管AEA更可靠/更容易实施，而CFA对更大范围的土壤水分水平的水分含量变化很敏感。”
一种测试方法要被一个行业广泛采用，首先需要被研究人员毫无疑问地证明是一种有效和实用的程序。经过更多的研究和测试，Algeo和他的同事们相信，探地雷达技术可以成为农民工具箱中的另一个有用工具。
营养土壤添加剂是否物有所值?
有效的土壤监测技术使农民有机会采取补救行动，改善土壤质量，保护作物免受营养不良。
农民这样做的一种常见方法是使用生物肥料旨在帮助植物吸收营养。生物肥料含有特定的活微生物，这些微生物在土壤中定居，理论上可以在不需要合成化肥的情况下为作物创造更健康的生长环境。
丛枝菌根(AM)真菌自然生物肥料;它们生活在植物的根部，为这些植物提供水、营养和病原体保护，以换取光合产物[7]。
AM真菌接种剂越来越多地被农民用作生物肥料，他们希望改善土壤和作物的健康。但它们真的有效吗?
Vasilis Kokkoris博士研究了这些AM真菌接种剂到底有多有效。作为英属哥伦比亚大学奥肯那根校区米兰达·哈特教授领导的研究小组的一员，Kokkoris撰写了一篇论文，回顾了这些AM接种剂在一系列不同条件下的作用。该论文于今年早些时候发表在该杂志上整体环境科学[8]。
“农业土壤不如自然土壤健康，”Kokkoris解释说。“常见的耕作方法——如耕作、施肥、使用杀虫剂和除草剂等——正在对土壤造成大量的化学和物理干扰。这可以减少AM真菌的丰度，从而减少植物与AM真菌的相互作用。”
“不同地点的土壤的物理化学性质差异很大。例如，有些土壤沙质很重，而另一些则可能含有更多的淤泥或粘土。像这样的因素最终将影响养分水平和养分可用性，并对植物健康产生直接影响，同时也对土壤中的微生物群落产生影响，”他继续说道。bet188真人
“AM真菌与任何其他生物体类似，与共享同一环境的各种生物体相互作用。因此，很难预测引入的AM真菌物种将如何对这些因素的组合做出反应，以及它是否能够建立并定殖目标植物。”
该研究小组在加拿大萨斯喀彻温省和阿尔伯塔省的两个生长季节中观察了四个不同作物系统的田地。这些田地用一种典型的市售AM真菌接种剂进行处理。
结果显示出巨大的差异。在一个领域，AM真菌变得具有侵入性，并破坏了其他当地真菌，在不到一年的时间内接管了当地的真菌群落。在另一种情况下，AM真菌根本无法生长。
Kokkoris说:“从我们的研究中，我们发现使用一种通用的接种配方来确保与目标作物建立和成功的相互作用仍然非常困难。”“这是由于不同地点之间的差异，以及其他多种因素的进一步研究。”
那么，农民在不健康的土壤上使用这些补救性土壤处理方法，是在浪费他们的钱，甚至是拿他们的庄稼冒险吗?这很难说。但Kokkoris博士认为，进一步的科学研究将是永远回答这些问题的关键。
“毫无疑问，AM真菌在无菌土壤或类似土壤的材料上可以创造奇迹，通常发生在温室和植物苗圃中。然而，在农田接种后的结果并不一致，”Kokkoris说。
“我相信在农业中使用AM真菌是有好处的，但我们需要进一步研究，以进一步了解如何使这种[生物肥料]产品始终有效和安全。”
参考文献
1.J. A. Silva和R. Uchida编，夏威夷土壤中的植物养分管理，热带和亚热带农业的方法，夏威夷大学马诺阿分校，(2000)，链接:https://bit.ly/2Pr0nXx
2.密苏里植物园;浇水过多,链接:https://bit.ly/2mnsU02
3.J. L. Algeo等。渗透区J．，17，(2018)，链接:https://bit.ly/2zz3yBr
4.E. Pettinelli等，地球物理学．，72年,(2007),链接:https://bit.ly/2Zz1S9T
5.D.委员会等人;第十五届探地雷达国际会议论文集，布鲁塞尔，(2014)，链接:https://bit.ly/32cFeSg
6.欧洲生物质工业协会;生物肥料、链接:https://bit.ly/2PoNFIR
7.A. Berruti等人;前面Microbiol．，6，(2016)，链接:https://bit.ly/2NBiJCy
8.V. Kokkoris等人;整体环境科学，660，(2019)，链接:https://bit.ly/2Zok86x
