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《大自然探索》杂志 四川科学技术出版社主办 你知道吗？吃垃圾食品的并不只有我们人类，许多农作物也在吃着大量植物版本的“垃圾食品”：化肥和农药。 不可否认，给植物施肥的近代农业耕作方式，确实令农作物产量达到了历史上前所未有的水平。肥料中的几种关键成分——氮、磷和钾可令植物生长更快，个头更大，产量更高；普遍使用的杀虫剂和除草剂还可有效地为植物除去敌害。从1960年至2000年，虽然世界人口增加了一倍，但全球粮食生产增长更快，产量增加到了原来的三倍！ 化肥使用有得也有失。依靠稳定提供的肥料生长起来的高产作物，其所含的某些矿物质和营养素水平却有所降低，而庄稼的“饮食”对我们所摄取的食物也会产生直接影响。 “垃圾食品”让植物营养水平下降 农学家在对1973年到1995年的小麦样本进行收集和分析后发现，铁和锌的含量逐年呈显著下降状态。2009年美国关于作物营养水平的一项研究发现，强有力的证据表明，过去50年至70年间，水果蔬菜中的矿物质含量下降了5% ~ 40%。 农作物营养水平下降有多种因素。原因之一是植物育种往往倾向于选择大的种子，或个头较大谷物、水果和蔬菜的种子。可以想象，生长在同一块土壤里的大个土豆和小个土豆，它们总的含铁量是相同的，虽然现代育种技术可让土豆长得越来越大，但大个土豆每单位体积中所含的铁显然要低于小个的土豆，也就是说大个土豆所含营养的密度更低。  植物中强大的生物活性化合物对植物本身及食取该植物的人的健康都是有益的，而现代农业耕作方式也会影响到食用的植物化学成分水平。一般而言，与其野生祖先越接近的植物，其植物化学成分含量也越高，而施用了氮磷钾复合肥（NPK）的农作物，其植物化学成分水平显然更低，植物呈爆发性生长是以减少植物化学成分物质为代价的。 因此，我们最终得到的是表面上看起来长得又大又肥壮，而内里所含矿物质和营养素却越来越少的高产作物。  “垃圾食品”破坏植物根围与微生物的共生关系 矿物质和植物化学成分水平下降问题的关键是在人们视野之外的植物根系。植物的生长过程令我们惊叹，不起眼的小小种子抽出绿色的嫩芽，渐渐长成各种各样的植物，但植物生长是需要“燃料”的，现代农业给植物生长提供的主要“燃料”——氮磷钾化肥——并不完全能满足植物避免疾病、愈合损伤、抵御害虫和病原体的需要。  保持植物健康所需要的“食谱”很复杂，远不是简单满足植物生长需要的氮磷钾可以解决的，植物所需要的各种营养成分，在很大程度上要着落在植物根系周围庞大的有益微生物群落上，尤其是细菌和真菌，它们起着保护植物根系的作用。与植物根系共生的微生物可以为植物提供许多代谢物和矿物质，以及土壤中的其他营养和有益化合物。这个共生系统从多个方面支持和维系着植物的健康生长，同时根系微生物也能提供植物生长所需要的氮磷钾。这是大自然中的一种互惠共生机制。世上很少会有免费的午餐，植物界也是这样。植物宿主不会轻易为细菌和真菌提供好处，除非它能从根系微生物接收到它所需要的东西，反之亦然。植物根系的特殊结构可用来支持与微生物的交流，根系不只是像吸管一样吸收营养，它们同时也会分泌含有碳水化合物、植物化学物质和其他营养物质的渗出液渗入周围土壤，为根系微生物提供它们所需要的“食物”。  植物渗出液可维系和稳固植物与根系微生物的共生关系。植物产生和输送这些营养物质所需的能量占其通过光合作用捕获的碳的三分之一以上，这足以说明植物渗出液对植物本身的重要意义，也是植物转让这些能量的一个令人信服的理由。 植物就像一个化学工厂，在为其根系微生物组提供渗出液的同时，吸收根系微生物提供的氮磷钾和促进植物健康的其他物质作为回报，其中包括在植物和微生物之间传递信号的化学物质，帮助植物抵抗病虫害的物质，支持植物产生更多的植物化学物质（植物素）。  但是，当植物可以获得并贪婪吸收“免费”的氮磷钾化肥之后，与根系微生物组成的共生生态就遭到了破坏。没有人——哪怕是无脑的植物——会放弃这种“免费”食物而宁愿花费自己三分之一的宝贵能量与根系微生物做交易，获得它们为植物提供营养物质的“有偿”服务。于是，植物分泌的渗出液越来越少，结果是为植物提供有益代谢物的根系微生物也越来越少，以化肥喂养长大的植物也许不再需要从根系微生物那里获取氮磷钾，但大量“食用”化肥“垃圾食物”的植物为此也付出了代价，它们同时也失去了根系微生物能够为植物健康带来很大益处的一些东西。 因此，我们虽然获得了许多长得又高大又肥壮的高产作物，但它们只是外表好看，里面所含的矿物质和植物素却越来越贫乏。这对植物来说不啻为一场灾难。在与大量“植物垃圾食品”竞争中败下阵来的根系微生物“饥肠辘辘”，最终导致它们与植物之间的共生系统彻底崩溃。
“垃圾食品”让植物“变懒”失去抵抗病虫害活力
在化肥出现之前的漫长历史中，植物世界依赖其自身产生的大量植物化学素来维持健康。植物内部的化学素制造工厂和根系微生物联手打造的秘密武器，帮助植物在过去漫长的岁月里征服了地球各大陆。而人类生产的化肥和杀虫剂对久经考验的植物与微生物共生生态的干预和干扰，将为生存而与微生物一起努力工作的勤劳植物变成了坐享其成的“懒虫”。 植物越来越满足于从人类提供的化肥中获取氮磷钾，曾经大量分泌的植物渗出物变得日益稀少了。有了农民为植物们提供的刺激生长的营养物质，还有帮助它们击退害虫和病原体的农用化学药物，植物不再需要微生物朋友的帮助，植物自身神奇的化学工厂渐渐陷于停顿。这是因为如果周围都没有侵害它们的害虫了，植物为什么还要浪费宝贵的能量去生产昂贵的“芥子油炸弹”呢？  人类为增加农作物产量给植物提供大量“垃圾食品”，导致产生一系列负反馈。化肥和农药导致植物减少了防御性植物化学物质的“生产”，为根围处曾经热闹的微生物群落提供的食物也越来越少，因吃不饱而开始挨饿的微生物为宿主提供的促进植物健康的代谢物也随之骤降，曾经活跃的植物与微生物之间充满生机的化学信息传递也渐渐静止下来。 向土壤中大量施加氮肥的另一个负面后果是，面对想吃就有的“自助餐”，植物失去了产生大量植物化学物质的需要和动力，植物体内自制的抵抗疾病和虫害的“武器库”也日渐空虚，使得植物变得就像病弱的动物一样，面对捕食者再无一搏之力。  令人担忧的是，植物 “垃圾食品”让植物不再积极产生维持这种共生生态且有利于自身健康的营养素，而只是单向吸管式吸收肥料。值得引起人们警惕的是，植物“垃圾食品”之灾，正在令植物根系从亿万年进化形成的与微生物双赢互惠、充满活力的共生生态陷入困顿与濒危之中…… |
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