土壤益生菌承諾更大更健康的作物但有一個缺點
超過一半的世界工廠所產(chǎn)生的能量攝入量來自于剛剛?cè)N作物:水稻,小麥和玉米。與大多數(shù)陸地植物一樣,這些作物與一種稱為叢枝菌根真菌的特定類型的真菌生活在一個進化古老的伙伴關(guān)系中。這些真菌滲透植物的根,甚至進入根細胞本身。在雙贏關(guān)系中,真菌為植物提供關(guān)鍵營養(yǎng),植物為真菌提供糖。
通過幫助植物從土壤中吸收養(yǎng)分,這些真菌可以提高作物產(chǎn)量,增加害蟲抗性,并減少對肥料的需求。因此,長期以來對利用這些土壤棲息真菌進行農(nóng)業(yè)的興趣并不令人驚訝。
但是我們的研究表明,在某些情況下,這些真菌可以傷害作物而不是幫助它們。這意味著我們需要謹慎地追求使用這些真菌作為肥料的好處。
生物肥料
使用叢枝菌根真菌作為“生物肥料”的想法并不新鮮。許多公司已經(jīng)出售促進作物生長和礦物質(zhì)吸收的真菌產(chǎn)品。
然而,這些生物肥料對作物的影響實際上是高度可變的。盡管市場興趣日益增長,但幾乎沒有證據(jù)表明它們在各種情況下都是有益的。
生物肥料可以促進植物生長和害蟲抗性,但這種影響通常取決于背景。不同種類的叢枝菌根真菌可以提供不同的益處,或者有時根本沒有益處。
結(jié)果也可能因作物而異。一個品種可能會從生物肥料中獲得顯著提升,而另一個品種可能不會。土壤類型,養(yǎng)分供應(yīng),甚至季節(jié)的差異也會影響結(jié)果。
為了正常工作,真菌生物肥料還需要與當(dāng)?shù)貤l件相適應(yīng),包括已經(jīng)存在于土壤中的微生物。一個關(guān)鍵問題是接種真菌是否是已經(jīng)建立的“天然”真菌的優(yōu)勢競爭者?更重要的是,人們對將這些真菌引入土壤和周圍生態(tài)系統(tǒng)的長期影響知之甚少。
真菌朋友還是敵人?
菌根真菌也會對作物產(chǎn)生負面影響。在我們的研究中,我和我的同事探討了叢枝菌根真菌群落對小麥生長的影響及其對攻擊根系的微小蠕蟲的抗性。這些被稱為植物寄生線蟲的害蟲每年造成約800億美元的作物損害。
我們發(fā)現(xiàn)真菌接種實際上減少了植物生長并抑制了根中重要的防御相關(guān)化合物。我們還觀察到土壤中線蟲種群的增加,這可能是由于植物防御能力降低。
當(dāng)然這只是一個例子。而這個實驗并沒有在現(xiàn)場完成。然而,并不是唯一一項確定了生物肥料潛在負面影響的研究。
土壤益生菌
生物肥料類似于腸道益生菌,因為這兩種方法都旨在將“好”微生物注入到它們將證明有益的地方。但正如腸道益生菌廣泛宣傳的健康益處并不適用于所有人,我們的研究結(jié)果為土壤真菌描繪了類似的圖景。
簡而言之,沒有一種萬能的真菌生物肥料可以促進每種環(huán)境中的每種作物。但這并不意味著我們不應(yīng)該努力提高我們使用這些真菌的能力。事實上,這應(yīng)該是一個優(yōu)先事項 - 生物肥料可以成為幫助解決人口增長和氣候變化帶來的挑戰(zhàn)的有力工具。
在正確的情況下,生物肥料可以顯著提高作物產(chǎn)量和抗蟲性,可能有助于我們更可持續(xù)地種植更多的食物。但是,在我們將植物和真菌之間的古老共生轉(zhuǎn)化為我們的優(yōu)勢之前,我們需要了解更多。
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