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　　解開土壤中的秘密，提高產(chǎn)量

美國PATTERN AG新的DNA土壤測試技術(shù)，揭示了隱藏的產(chǎn)量威脅。

潛伏在土壤中的饑餓害蟲和毀滅性疾病每年使玉米和大豆生產(chǎn)者損失數(shù)十億美元。無論是大豆胞囊線蟲 (SCN)、猝死綜合癥 (SDS) 還是玉米根蟲，保護(hù)作物的決定都可能代價高昂。

由于Paul Sittig通常不關(guān)心SDS，因此他通常不會為此進(jìn)行治療。因此，當(dāng)Pattern Ag的一份報告在他擁有的所有500英畝土地上檢測到真菌病害時，南達(dá)科他州的農(nóng)民感到震驚。

Pattern Ag由具有科學(xué)、技術(shù)和農(nóng)業(yè)背景的團(tuán)隊開發(fā)，旨在幫助確保農(nóng)民根據(jù)為關(guān)鍵作物決策提供信息的洞察力，充分發(fā)揮田地的產(chǎn)量潛力。2021年秋季，Sittig決定嘗試使用基于土壤DNA提供微生物見解的新平臺。

“當(dāng)我收到結(jié)果時，它表明我擁有的每一塊土地都有SDS。”Sittig說，“我和幾位農(nóng)藝師和種子公司談過，他們告訴我測試一定是錯的，因為我們地區(qū)沒有人做過。”

就產(chǎn)量損失而言，SDS是僅次于SCN的最有害的大豆病害之一。據(jù)美國大豆委員會稱，這種疾病每年在美國摧毀大約2500萬蒲式耳的大豆。因為線蟲可以存在而不會在地面上引起明顯的癥狀，所以通常低估了歸因于SCN的產(chǎn)量損失。在Pattern Ag出現(xiàn)之前，沒有任何方法可以在種植前預(yù)測性地檢測SDS等病原體。

根據(jù)科學(xué)，Sittig決定每英畝投資10美元用于對Saltro進(jìn)行額外的種子處理。通常，他的大豆單產(chǎn)在60到70之間（每英畝蒲式耳）。處理后，他的農(nóng)場平均產(chǎn)量達(dá)到70多蒲式耳，有幾塊田地達(dá)到每英畝80多蒲式耳。

“在整個中西部，大約25%的大豆正在接受SDS主動處理，”Pattern Ag的商業(yè)銷售負(fù)責(zé)人Michael Tweedy說?！拔覀兊臄?shù)據(jù)顯示，大約65%的大豆需要處理。種植者每英畝損失大約5到10蒲式耳，而他們甚至都不知道?！?/p>

Pattern Ag成立于2018年，正在利用20多年來繪制人類基因組圖譜的過程——DNA測序來揭示土壤生物學(xué)中影響最高產(chǎn)量的元素。

“人們對土壤養(yǎng)分了解很多，但我們對土壤生物學(xué)知之甚少。它是地球上最復(fù)雜的微生物組。去實(shí)驗室進(jìn)行營養(yǎng)分析的典型土壤樣本會捕獲大約10個數(shù)據(jù)點(diǎn)。我們使用我們的技術(shù)在每個測序事件中收集 1000 萬個數(shù)據(jù)點(diǎn)，”Tweedy說，他在伊利諾伊州南部的一個農(nóng)場長大，并獲得了南伊利諾伊大學(xué)農(nóng)學(xué)和作物科學(xué)碩士學(xué)位?！拔覀儞斓降臇|西中有50%甚至還沒有被識別出來。這就是它的復(fù)雜性?！?/p>

該公司的新型壓力板可預(yù)測并防止最具破壞性的地下害蟲。它的專業(yè)營養(yǎng)面板可構(gòu)建和平衡土壤養(yǎng)分，以確保最佳肥力。最后，性能面板可防止土傳病害并增強(qiáng)土壤生物肥力。

通過在線儀表板提供的預(yù)測分析可推動管理決策，例如種子品種、性狀、雜交種和處理，以及殺蟲劑和殺菌劑建議、生物產(chǎn)品和放置、作物輪作、偵察頻率和播種前的耕作。

“過去，我從未進(jìn)行過作物保護(hù)和生物肥力土壤測試?！盨ittig說，“作物保護(hù)部門幫助我在田間需要的地方使用特定的殺菌劑或作物品種。它還可以幫助我確定何時我不需要為玉米上的玉米地種植三層玉米，從而節(jié)省投入成本。

“生物肥力部分有助于田間的肥料穩(wěn)定和生物活性?！彼^續(xù)說道，“這些數(shù)據(jù)有助于確定我是否需要使用穩(wěn)定劑來增強(qiáng)肥料，或者因為沒有必要而省錢。它還可以幫助我將生物制品放在需要的地方。”

在收集土壤樣本時，Pattern Ag喜歡在秋天跟隨聯(lián)合收割機(jī)離開田地。“這讓種植者有足夠的時間與他信任的顧問坐下來討論他明年可能面臨的風(fēng)險，并獲得更好地管理這些風(fēng)險所需的種子處理、品種和性狀?！盩weedy 說，“如果有需要，我們也可以在早春取樣?！?/p>

每10英畝區(qū)域抽取12至16個巖芯，深度為6英寸。Tweedy說這通常比典型的土壤采樣協(xié)議要密集一些。“我們已經(jīng)測試過拉得更深，它不會改變你可以從樣本中提取的DNA數(shù)量?！彼f，并補(bǔ)充說他們的采樣器有一個非常具體的協(xié)議。

“我們通常為生產(chǎn)商取樣。”他說，“或者，如果經(jīng)銷商想要為客戶取樣，我們就會培訓(xùn)他?！?/p>

該公司不斷擴(kuò)大其數(shù)據(jù)庫，2023年新增了5種病原體?！皩⑸飳W(xué)轉(zhuǎn)化為千兆字節(jié)數(shù)據(jù)的好處在于信息永遠(yuǎn)存儲在云中。”Tweedy說，“當(dāng)我們啟用新算法時，所有過去的報告也會自動填充新病原體的存在?！?/p>

2023 年，Sittig 不僅計劃在他擁有的土地上再次使用Pattern Ag，還計劃在他租用的土地上使用Pattern Ag?！拔曳浅ｊP(guān)心信息和嘗試新事物以幫助我獲得額外的蒲式耳?！彼f，“他們的價格點(diǎn)非常合理，每年每一英畝的土地都是合理的。無論如何，你都要為土壤測試付費(fèi)，所以為什么不盡可能多地解鎖信息，找出如何更好地管理你的農(nóng)場呢？”

如果生產(chǎn)商同時選擇壓力面板和性能面板，Tweedy說成本大約是一蒲式耳大豆的2/3。大約兩周后，種植者就會得到結(jié)果。該公司沒有直接向生產(chǎn)商推銷產(chǎn)品，而是與種植者值得信賴的顧問合作，例如種子經(jīng)銷商、農(nóng)藝師、種子公司和投入品供應(yīng)商，他們利用該工具幫助他做出明智的決定。

“我們不了解我們放置種子的媒介?！盩weedy說，“俗話說，農(nóng)民有40年的時間來猜對。我們正在做出許多決定作物成敗的重要輸入決策，并以可預(yù)測的方式盡早提供這些決策，以便農(nóng)民做出更明智的決策。我堅信，像對人類基因組所做的那樣解鎖和繪制土壤微生物組將導(dǎo)致下一次農(nóng)業(yè)革命?！?/p>