鹦鹉螺
安妮Biklé和David R.蒙哥马利

资源:安娜·福克斯

如何化肥稳定的饮食已经变成庄稼变成沙发土豆。

我们大多数人都熟悉备受指责西方饮食和其在杂货店的中间过道发现加工食品为主。我们有些人径直走到咸芯片和别人糖包装谷物。但是,我们是不是唯一的吃垃圾食品。一个可怕的很多发达国家种植的作物的吃的传统肥料农药双方的这种饮食主菜植物园版本。

这是不可否认的是,对化肥上调作物生产的历史收益率。毕竟,大多数肥料氮的关键成分(N),磷(P),和钾(K)-make植物生长更快和更大。和流行的杀虫剂和除草剂敲背厂的敌人。从1960年到2000年,当世界人口翻了一番一时间,全球粮食产量增长更为迅速。它的三倍。1

但有一个权衡。化肥稳定的饮食提出了高产作物似乎有一定的矿物质和营养素的较低水平。饮食我们的庄稼吃什么影响进入我们的食物,我们得到什么,或者,当我们吃他们不明白,这些食物。

谁收集分析了1873年至1995年的存档小麦样品农学家发现,铁和锌显著下跌。2在美国营养水平的2009年的研究庄稼结论是对于较50〜70岁在水果和蔬菜中的矿物质含量5%〜40%的下降有力证据。3

有在游戏中不断下降的营养水平多重因素。其中之一是为更大的种子,谷物,水果,蔬菜或大小在植物育种的发展趋势。想象一个大土豆赤褐色旁边的小鱼种土豆,在相同的土壤都生长和含铁的总量不变。由于现代育种技术,较大赤褐色可以包含每生物质比小鱼种的单元更少的铁,使赤褐色少营养丰富。

现代农业也会影响食物的植物化学物质的水平。由植物制成的这些强大的生物活性化合物赋予无数健康的好处,以自己和谁吃他们的人。一般情况下,越接近裁剪类型是它的野生祖先,较高的植物化学物质的水平。4然而NPK肥料转化为较低的植物化学物质的水平。当植物生长爆炸性他们倾向于削减使植物化学物质。

我们与脂肪大高产作物在外面看起来不错,但都在里面矿物质差结束了。

中央矿物下降,植物化学物质水平的问题是什么的推移在外面的视线世界植物的根。从我们人类的高位,我们惊叹于我们认为植物的生命是由不断增长的,。该粗糙的种子芽变成嫩绿色的东西,变成一个庞然大物的树苗,可以理解的,赶上了我们的眼球。

但是事情,今天的农场,主要是NPK肥料燃料植物的生长,是不一样的东西,植物需要避开的疾病,从伤病中痊愈,并抵御害虫和病原体。换句话说,我们的大人类大脑有长,错误地混为一谈与植物保健植物生长。而这里存在现代农业泡菜。

对植物健康食谱是复杂的。这大大超出N,P,K的简单搭配,植物生长所需要的。获得在这个配方的成分的数量令人目不暇接很大程度上落在了根微生物组的巨大有益微生物,特别是细菌和真菌,该幅的动物园和保护植物的根。根微生物提供了许多代谢产物的植物的根以及矿物质,其他营养物质,并在土壤中有益的化合物。这整个包支持了各种途径植物的健康。便利植物药材主,根微生物还专门提供的N,P和K,他们需要成长。

互惠共生保持沿哼唱。换句话说,没有人,或者至少非常少,获取免费的午餐。除非收到它从它的根部微生物,反之亦然需求的植物宿主不会交出其商品。和植物有合适的基础设施来支持这种交流。根不是简单地吮吸吸管。他们通过抽分泌物-A碳水化合物,植物化学物质,和其他的自制冲泡零嘴,到土壤中提供他们的产品到根微生物。

分泌物锚以它的根部微生物植物的共生关系。和能量的植物致力于生产和发放这些营养东西-有时超过三分之一,其通过植物捕获光合作用证明了排泄物意义的碳的量。这就是为什么植物不会让他们,或者他们移交,没有一个令人信服的理由。

为其根部微生物群落提供充足分泌物的植物是接受氮、磷和钾的植物健康促进货物返回根微生物的。这些物品是那些在串扰的心脏植物及其根微生物之间进行化学信号。这与一些接触害虫和病原体沿,三通办厂,使植物化学物质。

但是,当作物对氮磷钾免费峡谷肥料是猴子扳手生命的植物和微生物根一样的共生方式。什么都没有,甚至没有一个愚笨的植物,是要消耗能量的三分之一的东西,就可以了自由。因此他们的坯体曲柄下来渗出生产。结果会怎样?产生更少的根微生物代谢物的植物是有益的。一种肥料喂养的植物可能不需要N,P和K的交付从根本微生物,但在放弃这些东西就失去了对其他的事情,根本微生物技术能够提供培育植物健康。

因此,我们最终与脂肪大高产作物在外面好看,但在里面的矿物质和植物化学物质差。这种状况是植物中的灾难。带防尘盖,饥饿根本微生物是植物园世界战略的耦合增长的恰到好处率与大毁灭一个强大的内置库和药房。

在地面上试图解决这个问题,巨大的双臂上面站着是徒劳的。我们需要走地下,野生和活着的地方我们脚下称为根际(“根际的”这个词来自希腊语rhiza从植物的角度来理解植物生长和健康的相互交织的故事。

晕状根际区从几毫米到一厘米左右,周围的每一个单根和根毛延伸。这种特殊的地方是在那里你会找到根微生物。根际含有每单位面积更多的生活比在土壤中的其他地方;有些人认为更比其他地方在这个星球上。

有一个简单的原因是根际活动的令人难以置信的大量的网站。植物利用的最古老的一个鬼点子,生活的剧本,免费的食物,以确保根际仍然是一个热闹的集市生物。有人这样做了。你是谁带来的甜甜圈吸引同事早晨的会议或谁显示了得到一个人的吗?

免费的食物,植物提供的目的是有益微生物招入根际。猜猜谁上台圈起来的植物化学物质和其他零嘴?饥饿的细菌,真菌和其他微生物有近贪得无厌的胃口分泌物,特别是碳水化合物,这给他们一个现成走能源。

土壤富含有机质就像人类饮食含有丰富的纤维。各为根和肠道微生物组重要的食物来源,分别。

除了分泌物,根际微生物也吃土壤中的有机质,转化成营养成分的化合物和植物需要。但在此之前的有机物得到的植物,它有去的土壤和经过很多其他生物。想想,植物对土壤的顶部每年秋季掉落的叶子。更大的形式土的生活,像猪肝色蚯蚓和节肢动物体育超大的下颌骨,采取先运行在分解有机物。他们终日啃食,咀嚼,切丝,切片和成更小的碎片,这在某种方式上的小土居民一路下滑行至最微小的生物在地球上,微生物的平板另一个放食物。这吃得饱,吃世界转衰变成续约。而微生物在生活周围的轮比赛携带有机物的指挥棒在最后一关的荣誉。

土壤富含有机质就像人类饮食含有丰富的纤维。各为根和肠道微生物组重要的食物来源,分别。只要有机物质的供给补充土壤,吃,pooping和土壤的生活,支撑着整个植物世界中死亡的它的权力的恶性循环。微生物肥料在土壤中是载有N,P,和K。和死的微生物是一种特别富含容易获得的氮的来源。

但是,N,P和K都只是成长加油营养素。一个精心喂养根微生物也给农作物什么化肥和农药的饮食不能提供-必需的矿物质的充分补充和微生物代谢产物和其他化合物的绿色组织的整体健康至关重要琳琅满目。

那么,什么可以在有机物的吃得消,渗出物隆隆根微生物对其宿主植物吗?大量。菌根真菌是一个良好的开端。当精心喂养,他们不仅雷矿物岩石出来的,他们带来了他们的权利,以植物的家门口,在某些情况下,正确的植物的绿色体内。这些矿物质是指那些农学家已经在作物随着时间的推移记录的下降。

认为必要的植物健康以及我们自身的数量大约一打左右的矿物质。他们做的事情在植物的数量巨大。熟悉的,如锌,铁,帮助建立一个工厂的水果和蔬菜。不那么熟悉的拗口一口,钼,帮助植物利用氮和转弯的太阳光转化为碳水化合物。

对于各种各样的原因,但是,植物的根通常需要帮助占用足够量的矿物质。菌根真菌帮助他们。这种真菌可以一倍或两倍的每单位根长植物的养分吸收。6真菌的根状菌丝扮演着远距离管道的角色,实际上是延伸植物的根。一端连接到根部,另一端连接到通常是根部无法接触到的矿物质储存处。

与经过时间考验的安排修修补补变成植物变成植物懒虫。

但在步骤保持与自由没有午餐的规则,这些真菌将只取等长期提供矿产的稳定供应作为植物交出滋养分泌物。因此,当植物NPK获得免费的肥料,他们抽出少得多的分泌物,和菌根真菌拨下来的矿物和磷交付到几乎没有。伴随NPK化肥农药的侍女也可以干扰菌根及其宿主植物之间的营养输送和争夺化学信号。

当一切都很好,在根际,但是,根微生物可以做变革的工作。某些有益的细菌会吃色氨酸,在根分泌物的氨基酸,并将其返回到工厂如吲哚-3-乙酸,该植物世界上最重要的生长激素之一。其结果是,根长得更长,侧根发育,多根毛发芽。具有更广泛的根系,植物可以吸收更多的营养和泵更多渗出物进入土壤招募更多有用的微生物,可以使更多的吲哚-3-乙酸。这是一个经典的正反馈循环。7

也许最引人注目的,植物能获得他们的根微生物打退像普遍的病原体丁香假单胞菌。这种病原菌可以侵染植物的叶,茎,花蕾和花,引起严重的感染和大量生病的植物。什么时候丁香假单胞菌显示出来,植物发出的化学信息到其根源。根细胞释放苹果酸,它的作用就像一个牧羊犬的哨声。细菌枯草芽孢杆菌来跑并开始殖民根源。这标志着该厂忙着制作植物化学物质和其他防御化合物击退丁香假单胞菌。它不会停在那里。枯草芽孢杆菌还诱导植物关闭上叶表面上的微小开口,称为气孔,这防止更丁香假单胞菌从滑行到植物的城堡。8

正如你所看到的,是根际的地方对于微生物和植物进行营养转移和化学信令形式为他们的共生关系的基础。植物不会放弃农场。他们得到的回报了不少。

回想一下,植物消耗能量的显着量,使糖,维生素,有机酸,和植物化学物质的渗出物的酿造。尽管价格昂贵,回报是令人印象深刻,尤其是在植物化学物质的条款。一个工厂可能包含数百至数千种不同的。其中植物化学物质,多酚,最好的,研究组已超过8000种不同的类型。9

进入的推动下,通过从根微生物和害虫的直接攻击化学信号作用,植物打开其植物化学工厂重组股其搭载的阿森纳和药房。这可以赋予植物作物,把一个细一点就可以了,有一个内置的健康计划。一些植物化学物质,就像白菜家人发现硫代葡萄糖苷,在生病的放置格格从植食性昆虫变成了“芥子油炸弹”。甲一口这种有害的混乱和罪犯屈从或hotfoots它到不同的工厂。另一组,苯并嗪,执行复杂的信号,像玉米,小麦和黑麦使用禾本科植物物种击退微生物病原体。

有没有想过为什么β-胡萝卜素是在你的防晒品?这是一种植物化学物质可以保护植物免受紫外线辐射。另一种,黄酮类化合物,吸引各种生活在或植物的根和转化气态氮成一种形式,植物可以使用的细菌。如果根系分泌物释放,其他类型的类黄酮能,从根本微生物的帮助不大,溶解铁,铜和锌在根际。这使得植物啜了这些重要的矿物质。

早在农业化学公司存在之前,植物界就依赖大量生产的植物化学物质来保持健康。把它们内部的化学工厂和根部的微生物群结合起来,你就拥有了帮助植物在过去4.5亿年间征服大陆的秘密武器。然而,对这些经过时间考验和共同进化的安排进行修修补补,可能会把植物变成植物学上的懒虫。

植物酒足饭饱氮磷钾肥料达到与绿叶手和拒绝它欲滴渗出物水龙头。作物可以不用从他们的微生物朋友们的帮助让曾经从一个农民的生长刺激营养素开始通过自己的生坯窃喜。而一旦农药毒物击退害虫和病原体,工厂闲置了自己的神奇植物化学工厂。为什么产生积极昂贵的芥子油弹,如果周围没有食草动物?

这种情况马刺植物,使较少的防御性的植物化学物质,以及那些充当开往繁华的根际营养物质。这些事件转换为根微生物较少的食物。因为它开始挨饿,植物健康促进代谢产物的供应先前交付给它的植物宿主悬锤,他们曾经盛极一时的化学喋喋不休落在安静。这巩固了与在垃圾食品的饮食提高农作物开始的负反馈。植物的根从一个重要的,双向贸易区单向吸管吸了肥料去。

用大量氮肥的装载了土壤还有另一个缺点。面对同一个全友可以吃自助餐,这正是植物的坯体套做出来的。他们分流它们使能源的一个很好的协议通过光合作用建设生物质,他们需要做的植物化学物质的能量受骗自己。10斜坡下降植物化学物质的生产消耗植物的自制武器库和药房,使他们一样脆弱,如失明捕食者内的患病动物。因此,我们一举-浇熄沙发土豆作物和土壤用毒药做什么植物的植物化学物质和根系微生物组已经为数百万年来完成。

安妮·比克尔是一名生物学家和园丁,大卫·r·蒙哥马利是华盛顿大学的迪恩地形学教授和麦克阿瑟研究员。他们是自然隐藏的另一半:生命和健康的微生物根源。按照他们的Twitter @ dig2grow,或访问他们的网站,www.dig2grow.com

参考

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10.巴兰斯基,M.,等。更强的抗氧化和降低镉浓度和有机种植的农作物农药残留的发生率较低:一个系统的文献回顾和荟萃分析。英国营养学杂志112,794-811(2014)。

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