亚马逊雨林因其茂密的产氧森林而被称为“地球之肺”，能够吸收地球上1320亿吨碳。然而，自20世纪70年代以来，亚马逊雨林已有超过3万平方英里的面积被砍伐。毁林、为农业开垦土地以及受气候变化驱动的野火对该地区造成了严重破坏，自1988年以来，每天约有1万英亩的森林（几乎相当于加利福尼亚州的大小）被摧毁。
然而，拯救它仍有机会——现在科学家们可能拥有了一件“秘密武器”，它不仅能帮助亚马逊雨林重新造林，还能帮助世界各地其他退化的森林。这件武器来自该地区遥远的过去。
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从公元前450年到公元950年，生活在如今亚马逊地区的人们历经数代人，将原本贫瘠的土壤进行了改造。这些土壤通过低强度火源产生的木炭（用于烹饪和焚烧垃圾）、动物骨骼、破碎的陶器、堆肥和粪肥等物质得到改良。这些过程产生的肥沃产物就是亚马逊黑土（ADE），也称为terra preta。这种异常肥沃的黑色土壤富含木炭衍生的养分和稳定的有机物。根据5月5日发表在《土壤科学前沿》杂志上的一项研究，它现在可能有助于对它生成的同一地区进行重新造林。
“在这里，我们证明了ADE的使用可以促进牧草和树木的生长，这归功于其高含量的养分，以及土壤微生物群落中有益细菌和古菌的存在，”共同作者、巴西圣保罗大学农业核能中心的在读研究生Luís Felipe Zagatto在声明中表示。“这意味着，了解ADE如此肥沃的‘成分’的知识可以应用于帮助加速生态恢复项目。”
该团队的主要目标是研究ADE，或者最终研究人工组成的模仿ADE的微生物群落的土壤，如何能促进重新造林。为此，他们在实验室进行了对照实验，模拟了在退化地区，牧草被积极恢复为森林状态时土壤中发生的生态演替。
他们从巴西亚马逊州卡尔德隆实验研究站采集了ADE样本。实验中的对照土壤来自圣保罗州的圣保罗大学农业高等专科学校。他们在温室里装满了36个盆，每个盆里约有6.6磅土壤，温室的平均温度为94华氏度，以预测全球变暖超出亚马逊地区目前平均温度（71至82华氏度）的情况。
三分之一的盆只使用了对照土壤，另外三分之一使用了对照土壤与ADE的4:1混合物，最后三分之一则使用了100%的ADE。他们种植了巴拉圭草的种子，这是一种巴西牲畜常见的饲料，以模拟牧草。幼苗生长了60天，然后剪掉了草，只留下根系留在土壤中。
随后，在三种土壤中分别重新种植了两种树种的种子：一种是名为Ambay pumpwood（Peltophorum dubium）的先锋树种，另一种是白香桃木（cedro blanco）。
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种子被允许发芽，然后生长90天，之后团队测量了它们的生长高度、干重和根系延伸情况。他们还在实验过程中量化了土壤pH值、微生物多样性、质地以及有机质、钾、钙、镁、铝、硫、硼、铜、铁和锌浓度的变化。
起初，ADE的养分含量高于对照土壤，磷含量约高30倍，其他测量养分（锰除外）的含量也高三到五倍。ADE的pH值也更高，砂土和粉砂的含量更多，但粘土含量更少。
实验结束后，对照土壤的养分含量低于开始时，这反映了植物的吸收。然而，100% ADE土壤的养分含量仍然高于对照土壤，而20% ADE土壤的养分含量则介于两者之间。
20%和100% ADE土壤还支持比对照土壤更广泛的细菌和古菌生物多样性。
“微生物将化学土壤颗粒转化为植物可以吸收的养分。我们的数据显示，ADE含有能够更好地进行土壤转化的微生物，从而为植物生长提供更多资源，”共同作者、圣保罗大学分子生物学家Anderson Santos de Freitas在声明中表示。“例如，ADE土壤中含有更多的有益菌类，如Paenibacillaceae、Planococcaceae、Micromonosporaceae和Hyphomicroblaceae等细菌科。”
此外，在土壤中添加ADE改善了植物的生长和发育。与对照土壤相比，20% ADE土壤中的巴拉圭草干重增加了3.4倍，100% ADE土壤中的干重增加了8.1倍。
这些结果足以让团队相信ADE可以促进植物生长，但也有一些需要注意的地方。
“ADE的形成需要数千年时间，如果直接使用，在自然界中也需要同样长的时间才能再生，”共同作者、圣保罗大学分子生物学家Siu Mui Tsai在声明中表示。“我们的建议不是直接使用ADE本身，而是复制其特性，特别是其微生物，用于未来的生态恢复项目。”
