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土壤与微生物

 小书虫2号 2016-11-23


人物简介:Christine Jones,澳大利亚著名土壤学家,农业咨询师,Carbon for Life网站创始人,Best Environmental Technologies公司顾问。


在全球范围内,种植者们都在使用越来越多的氮、磷等化学合成肥料。而事实上,化学肥料的过量使用会导致土壤结构被破坏,土壤功能也会随之衰竭。即使增加再多肥料投入,也很难维持作物的产量。相反,病虫害的高发,迫使种植者们使用越来越多的杀虫杀菌剂,种植成本因此也越来越高。日益脆弱的种植系统,让我们不得不审视整个种植过程,去努力寻找更多解决方案

让我们先来看看土壤中都在发生些什么吧!

在自然条件下,植物会通过光合作用将大气中的二氧化碳固定并转化成糖。这些糖是一些短的碳链化合物(单糖),在植物叶片内它们继续转化,形成更加复杂的结构,最后形成各种植物组织的主要组成部分:叶片、茎秆、种子及根系。而最重要的一点是,植物会利用这些糖分来喂养土壤中的微生物。

放眼整个地球,95%的生物都生活在土壤中。由于地下世界的肉眼不可见,使得我们往往会忽视它们的存在。但正是这些土壤中的生命为植物提供了充足的养分。比如说,固氮菌固氮,解磷菌产生酶来溶解磷,还有些菌会代谢硫、钙、镁等甚至植物所需的所有营养元素。在自然环境下,它们就是以这种方式来生存的。

植物的根系是固定的,它们无法通过移动来寻找食物。因此,植物会通过一整套极其复杂的信号系统来与土壤中的微生物进行交流,以表达它们的需求,包括对水的需求。研究发现,在缺水条件下,菌根菌在及时将水带至植物根系的过程中起到非常重要的作用。而且,微生物与土壤结构也息息相关,它们会产生分泌物来将土壤粘聚成小的团粒结构。这种结构既有良好的渗水性,又有很好的保水性。这样,具有团粒结构的土壤本身就可以在雨季时储存一定的水份,而充足的水份是保证作物产量的一个重要因素。

让我们再回到最初的问题上。如果我们大量使用化肥,植物就会停止与微生物之间的交流。或者说,植物会停止给微生物供养糖分。这意味着土壤团粒结构不能很好的形成,土壤就无法锁住水份。

所以,我们施用越多化肥,植物就越难获取充足的水份。这使得作物更容易遭受干旱和洪涝灾害影响,因为土壤已经丧失了渗水和锁水的正常功能;此外,作物也更容易遭受霜冻和病虫害的侵袭,因为作物叶片中缺少可以与之有效抗衡的微量元素。

在健康状态下,植物都会有自己的防御系统。当蚜虫和锈病来袭的时候,健康植物能进行有效防御,从而免遭侵染。但是如果我们施用大量的氮肥、磷肥,植物与微生物之间的共生关系不能正常维系,那么植物就无法对抗这些病虫害。

这些听上去很令人沮丧。要保持农业的持续健康发展,就必须摆脱这个恶性循环。事实上,我们不需要施用越来越多的化肥,而应该更多地去关注土壤中的微生物。

我们需要了解土壤微生物的需求,以及如何唤醒土壤微生物。在这一点上,我们需要向植物学习。数千年来,植物一直是通过发送信号来唤醒土壤微生物,而这些信号对土壤微生物至关重要。

因此,如果我们能模拟这套植物信号系统,利用植物提取物来模拟植物的自然功能,那么土壤微生物就会像地面上有作物在释放信号时一样,进入正常的工作状态。它们会持续改善土壤结构,提高土壤的各项功能指标,那么,作物产量得到保证也就是一个自然而然的结果了。

当土壤的各项功能恢复正常后,土壤的保水保肥性得到提高,植物才能获取更加均衡高效的营养。同时,植物也能更好的应对干旱、洪涝以及病虫害的侵扰,从而减轻对杀虫杀菌剂以及化学肥料的依赖。当然,前提条件是,种植者们必须能认识到模拟的信号物质以及微生物的强大力量。

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