  虽然我们对于土壤多样性的了解逐渐深入，然而多数都集中在研究收获时期的土壤多样性，而忽视了从农产品加工到我们可以食用这一过程。这篇综述制定了一个用于研究作物收割后概念上的框架。这里介绍了土壤生物多样性可以影响作物质量的主要机制，并举例说明采收后作物如何被加工过程影响，以及土壤生物多样性如何影响到这些作物本身。并推测了未来的研究热点可能会集中于土壤多样性对人类饭桌上食物的造成的具体影响。 原名：Soli biodiversity effects from field to fork 期刊：Trends in Plant Science IF：11.911 发表时间：2017年 通信作者：Matthias Rillig 通信作者单位：柏林大学  1 农田中土壤多样性的相关认识 农产品的管理对于90亿人的饮食健康至关重要。土壤多样性和农业生态系统存在着紧密的联系。现如今研究多集中在土壤微生物对农作物生长影响和影响产量的微生物等方面。农作物产量与质量的数据对于研究土壤多样性、种植模式和产量稳定性极具价值。 这里介绍了收割过后土壤多样性的涟漪效应。初定框架的组成：1、了解所有土壤多样性对产量直接或间接的影响机制。2、确定收割后作物对土壤多样性的遗留影响。3、了解影响农业食品链中作物和生物多样性的相关性质。 图1 土壤生物多样性沿农产品链的影响 2 土壤生物多样性影响机制 2.1 在收获的植物部分残留的土壤微生物 收获时期土壤中的微生物会定殖在植物的一些部位，它们会存在于收获后的植物部分，因此会对植物产生潜在影响。这种情况可能发生在两种方式途径中：1、收获作物的地下部分；2、从土壤到收获的植物部分会吸收土壤微生物。 微生物能够到达地上部有以下几种路径：在葡萄发酵之前，作物收获耕种过程土壤灰尘会四处飞散，或者通过其他环境途径进入其中。在葡萄酒发酵过程中，只有一些微生物能够存活下来，可能会对酒的口感产生正面或负面的影响。残留的土壤微生物聚集体对于研究收获后病害的发展也十分重要。 2.2 间接影响营养效果 在这里说明的土壤微生物不是指收获的植物部分，而是在根际或根部定植部分的微生物，这些微生物会影响以后加工过程中植物部分的化学作用，如改变营养物质含量和刺激代谢产物等。生物多样性差异会造成严重的后果，而且土壤微生物也会产生间接影响。鉴于人们对食物质量关注的兴趣越来越高，有关根系共生体对作物营养品质影响的涌现了大量数据。 3 收割后土壤微生物的影响 土壤微生物影响作物质量众所周知，但问题是收割后会不会继续影响？食物收割后产生影响的原因有很多，如延长保存期限;消除微生物负荷;提供营养物质或去除毒素等。研究者把收割后的加工步骤分为不同阶段，包括物料搬运，清洗和研磨等多种工艺，从而最终销售和消费。所有这些过程都能通过质量，动量和能量传递机制进行总结衡量，在加工过程中，食物材料和生物功能的特性也会发生明显变化。土壤多样性对于植物的影响也能通过各个部分传递给消费者，或者土壤多样性的结果会随着这些步骤而逐渐被削弱。已经对许多蔬菜水果的土壤多样性影响做了检测。为了保证食用新鲜，许多果蔬会经过一些处理。 土壤微生物多样性与这些产品之间的联系可能会因为主要处理步骤的缺失而减少。在收获时测量的相关多样性联系尚不清楚的情况下，生物多样性的相关影响在到达消费者面前可能会减弱。 4 土壤多样性对收割后的影响：储存 这里集中讨论了食物的储存问题。保质期和变质是食品品质的一个重要影响条件，它能够决定食品的经济价值和食品浪费等问题。在储存过程中，当马铃薯植株先前与AM真菌共生对比没有共生菌的样本，由镰刀菌引起的马铃薯干腐病减少了高达90％的量，其机制尚未确定。在储存期间，实验室条件下发现很多真菌和细菌也能够通过筛选明确作用。 作物储存过程中出现的损害大多来自于有毒代谢物质，其中最为显著的有毒物质是霉菌毒素。研究通过AM真菌防治镰刀菌，减少马铃薯块茎中的霉菌毒素。对比病害和腐坏，储存的相关信息相对很少，但是仍有很大探索的潜力。
图2 土壤生物多样性对农业食物链和储存的影响 5 前进的道路：研究农业食物链的生物多样性效应 土壤多样性的研究和特殊功能多集中在单一作物水平。为了获得一个全面的观点需要进行一次全面的实验。土壤多样性可能需要在一个小的田地中进行观察，并能够产生足够的生物量，用于后续生产规模条件的评估。 很难控制全部农田的生物多样性的环境条件和生物重复，但是这些条件可以在小尺度上实现。这样的实验能够让人们充分的了解其中的机理，帮助人们更好的管理农田系统。可以通过示范性和具有代表性的农产品链来处理这些研究的收获作物，最好与相关行业合作，最终建立一个生物多样性效应数据库，作为概念验证。另外可以开拓农业生产中渐变或不同的土壤生物多样性。了解土壤生物多样性的不同，解释农业链生产过程中不同因素产生的影响。
 土壤生物多样性与作物产量之间的联系已逐渐明显。这里描述了收获后的详细细节，研究结果可以证实生物多样性和产量及人类健康的因果关系。通过学术和产业之间的联系为农产品加工提供帮助。
本文由殷继忠编译，殷继忠、江舜尧编辑。 |
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