好聰明的生物肥料：作物與真菌互利共生讓土壤更肥沃！

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好聰明的生物肥料：作物與真菌互利共生讓土壤更肥沃！

編譯　梁政宏／編輯　陳昱儒


施用磷肥會導致水源優氧化，此外世界磷礦蘊藏量可能將在五十年內消耗殆盡。目前希望能開發菌根真菌為生物性肥料，取代從磷礦化學肥料，做為磷肥來源。


為了育成更高產量的品系來因應磷肥短缺和人口增長的糧食需求，科學家正著手分析作物與真菌的共生關係，使植株發展出更好的根系及共生性質，以增加磷肥吸收效率。

菌根真菌除了促進植物根部生長外，同時也會寄宿在根部細胞內，並且利用菌絲將外界的養分直接送入根部細胞。寄宿的真菌能吸收土壤中的磷素，並將其中70-100%的磷素直接運入植物體中，進而降低農民的磷肥施用量。

而真菌除了幫助磷吸收之外，科學家在水稻的研究證實，真菌寄宿能藉由疏鬆根冠細胞壁，促進更多的側根生長，有利植物從土壤中獲得更多養分，同時真菌也會從植物中得到所需的碳水化合物，是一種互利共生的行為。

圖說：菌根菌與水稻細胞的互利共生

擁有良好根系的品種具有高產的潛力。當植物根部有能力向外探索更大範圍的區域以獲取最大的營養源時，就有機會增加產量。藉由基因體功能學的研究，育種人員能夠育成根系結構更茂密的品種。

舉例來說，稻米適合在水田中生長，而世界上有許多區域並不適合栽種稻米，但真菌和水稻的共生能幫助水稻即使在乾燥環境下也能生長。這些共生真菌對於亞洲和非洲薩哈拉以南，特別是以稻米維生且較貧困地區的人民有很大的幫助。

然而，植物具有監控自身營養狀況的能力。如果植物獲得足夠的磷肥，那麼真菌便無法順利進入根系中。

目前科學家面臨最主要的問題是如何克服植物自身調控的機制，才能將這樣的共生的機制應用在已開發國家的農業上。


編譯推薦影片：A simple solution to the coming phosphorus crisis TED Talk （法文發音，英文字幕）

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