真菌,既是肥料也是農藥
2022-12-31由 大科技雜誌社 發表于 農業
菌體是不是菌絲
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在這個飢餓的星球上有超過76億張嘴要吃飯,你不想在種植水稻時,得到更高的產量嗎?過去,我們靠化肥和農藥提高產量,但這給生態環境造成了巨大的破壞。現在,我們發現了提高產量的更好助手,那就是真菌,這個小東西幾乎可以完全取代化肥和農藥。
可以當做肥料的真菌
真菌能取代化肥,主要是真菌可以直接給水稻提供磷酸鹽,促進植物根系的生長。真菌還改變了水稻的基因表達,刺激額外根系的生長,使水稻吸收更豐富的營養。
真菌長出了薄薄的卷鬚——菌絲,它們延展到植株周邊的土壤中吸取各種化合物,植物透過菌絲直接獲得了70%~100%的磷酸鹽,這些磷酸鹽可以進入植物細胞的核心。
磷肥不僅是一種汙染物,它造成藻類的過度生長從而阻礙水資源供應,而且磷酸鹽礦現在正面臨枯竭,預計將在未來30-50年內耗盡。所以透過菌根菌來繁殖作物,從而減少磷肥的使用,這將是一個富有價值的研究方向。
研究還發現,那些菌根菌不僅使植株直接獲得了磷酸鹽,而且它們的冠根的細胞壁被軟化,引發更多側根生長,可以吸收更多的營養,這樣使農作物獲得更高的產量。
防止害蟲入侵的真菌
水稻一旦播種,就可能受到害蟲攻擊。有種叫做稻水象甲的小昆蟲,幼蟲以水稻根系為食,使水稻沒有足夠的根系,造成大量減產。另一種叫做秋粘蟲的昆蟲,喜歡吃地上植物的葉子,也給農作物帶來巨大的損失。
過去,我們靠農藥殺蟲來減少損失,但是農藥也會使人類中毒,還會汙染周邊環境。現在,我們發現菌根菌在給植物提供營養的同時,它還可以減少食草性昆蟲對水稻的侵害。
菌根菌生長在水稻的根部,它密密麻麻的菌絲佔據了根部空間,這直接干擾病原體感染和食草昆蟲入侵。菌根菌與水稻共生,使水稻對食草昆蟲或病原體的抗性增強。即使水稻被害蟲吃掉後,菌根菌還可以幫助植物長出更多的嫩枝,讓水稻更快復原。
目前我們也有用到一些真菌殺蟲劑,不過現在生產的真菌殺蟲劑主要是以昆蟲為宿主的真菌,主要針對地下害蟲,生效週期比較長,而菌根菌共生系統對地下昆蟲和食葉昆蟲都有較好的效果。依靠菌根菌與水稻共生的方法,避免使用有害殺蟲劑,將使我們獲益無窮。
具有肥料加農藥效能的二合一真菌產品即將問世,將會給農業生產帶來全新的面貌。