土壤微生物群被认为对生态系统运转具有重要作用。促进微生物多样性的农业管理措施被广泛视为有助于植物健康并增强对害虫的防御能力，但不同措施的效果差异及农民采纳这些措施的动因仍缺乏清晰证据。

伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校与康奈尔大学研究人员在一项新研究中，结合问卷与实验室检测，评估农民信念、田间管理措施与土壤微生物群功能之间的关系。研究基于纽约州85位有机农民提供的调查信息与土壤样本，成果发表于《npj可持续农业》。

研究第一作者、康奈尔大学博士后研究员埃利亚斯·布卢姆表示，团队希望构建一个“社会—生态模型”，用于检验农民对土壤微生物群的认知如何影响其管理选择，以及这些选择如何进一步改变生态层面的响应。论文合著者包括康奈尔大学综合植物科学学院副教授克莱尔·卡斯特尔，以及伊利诺伊大学农业、消费者与环境科学学院农业与消费者经济学系副教授沙迪·阿塔拉。

研究人员将农民报告的管理措施与土壤样本的DNA测序结果进行关联分析，以识别样本中微生物种类及其与管理方式的对应关系。与此同时，团队将土壤样本中的微生物群提取物与盆栽土混合后种植豌豆，并引入蚜虫，以评估土壤微生物群对植物抑制害虫能力的影响。卡斯特尔指出，在田间直接开展此类实验会受到多种因素干扰，将田间土壤带入实验室有助于控制变量，从而更聚焦于土壤微生物群的作用。

研究结果显示，三类管理措施与“增强植物防御害虫能力”的微生物群特征相关：一是免耕，即在种植间不扰动土壤或采用永久性高床；二是覆盖作物，包括冬黑麦、高粱、黍和苏丹草等冷季与暖季草类；三是采用针对性滴灌或手工浇水，而非漫灌。

相对而言，研究发现过去三年内使用杀虫剂和农药与土壤微生物群及植物防御能力的负面变化相关。堆肥施用的影响则并不一致，研究指出其效果取决于微生物群的初始状况。

在动因方面，研究人员将农民对微生物群的信念与其偏好的管理措施联系起来。阿塔拉表示，研究将“信念—管理措施—实验室测得的微生物群结果—经济后果”这一链条纳入同一框架，具有新颖性；同时，研究观察到，有机农民关于管理措施会如何影响微生物群的信念，可能比经济因素更能推动相关措施的采纳。

研究团队还在开展后续调查，向农民提供其土壤微生物群信息，并设置多种成本分担支付选项，以观察信息与支付安排如何影响农民采纳有益微生物群管理措施的意愿。研究提到，美国农业部自然资源保护局为免耕、覆盖作物等措施提供成本分担项目，持续研究将用于了解土壤微生物群信息如何影响农民对这类保护项目的需求。

研究人员表示，若能将管理措施的接受度、实际微生物群结果与农民信念相结合，有助于设计更具针对性的教育与推广项目，以帮助农民理解不同管理策略的影响并引导其采用能够提升自然害虫抑制的做法。

研究同时指出，实现基于土壤微生物群组成的个性化建议仍面临技术障碍，包括快速实验室检测能力不足以及对微生物组成复杂性的理解仍需深化。团队正在开发用于更快速表征微生物群的生物传感器，但相关工具仍处于研发阶段。

卡斯特尔强调，害虫抑制只是土壤微生物群功能之一，仍存在大量未知功能。在农业挑战不断变化的背景下，保护微生物多样性具有重要意义。

上述研究论文题为《可持续土壤管理措施通过土壤微生物群变化提升作物防御》，发表于《npj可持续农业》，DOI：10.1038/s44264-025-00109-6。