當植物吃了“垃圾食品”……

方陵生

化肥的使用給人類帶來了創歷史紀錄的高產農作物。大多數化肥的主要成分是氮（N）、磷（P）和鉀（K），它們可使植物生長得更快、更大。與此同時，大量使用殺蟲劑也可擊退危害植物的天敵，從而有利于農作物的增產。從1960 年到2000 年，世界人口翻了一番，但全球糧食產量增長更快，翻了三倍，這是農業生產取得的空前偉大的成就。

凡事有利也有弊，用化肥助長的高產作物，會損失某些營養成分。這些高產作物所含的礦物質和營養素都低于傳統作物。當人們以這些高產作物為食物時，會遭遇什么呢？

農學家對1873 年至1995 年收集存檔的小麥樣本進行分析后發現，鐵含量和鋅含量都顯著下降。另有證據表明，在過去使用化肥和殺蟲劑的50～70 年間，水果和蔬菜的礦物質含量也下降了5%～40%。

作物營養水平下降有多種原因，其中一個因素是高產谷物、水果或蔬菜的體積趨大。我們可以想象一下，同一塊土地的總含鐵量是相等的，如果在這塊土地上種植用現代育種技術培育出來的大品種的土豆，每單位生物量中的含鐵量顯然比小品種的少，因此高產作物的營養密度會降低。

植物中強大的生物活性化合物會給食用者帶來健康益處，但現代農業對植物的化學物質水平顯然產生了不利影響。一般來說，作物越接近其野生祖先，其體內的生物化學水平越高，而現代農肥的大量使用則會降低植物的生物化學物質水平。

植物中礦物和植物化學物質含量下降的問題，發生在我們看不見的植物根部。雖然那些在化肥施用后的綠色莊稼茁壯健碩，但其根部到底都發生了什么呢？

如今促進植物生長的肥料成分主要是氮、磷、鉀，而植物抵御疾病、治愈傷害、抵御害蟲和病原體所需的物質并不是它們。換句話說，長期以來我們錯誤地將植物生長與植物健康混為了一談。

維持植物健康的“食物配方”非常復雜，遠遠超出植物生長所需氮、磷、鉀的簡單混合。植物健康配方中包含大量的有益微生物，特別是細菌和真菌。

根系微生物包裹并保護植物的根，并將大量礦物質和其他營養物質以及土壤中的有益化合物輸送到植物的根部，幫助植物宿主輸送植物生長所需要的氮、磷、鉀，以多種方式促進植物的健康生長。

互惠互利，才能讓這種共生關系保持下去。植物宿主不會輕易付出，除非它能從根部微生物群得到它所需要的東西，反之亦然。植物的根不只是簡單吸取營養的“吸管”，同時也通過土壤向根系微生物群泵送植物滲出液——植物分泌的碳水化合物、植物化學物質和其他可食物質的混合物。

植物用于生產和分發這些營養物質付出的能量，有時甚至超過植物光合作用捕獲能量的三分之一。

植物以大量滲出液喂養根部微生物群，而根系微生物群則以為植物輸送氮、磷、鉀和促進植物健康的大量營養物質作為回報，同時也輸送在植物與其根系微生物群之間傳送化學信號的一些物質。

這就是現代化肥對植物來說是“垃圾食品”的原因。當作物獲得了含大量氮、磷、鉀的化肥時，植物和根系微生物群落的共生生存方式就會遭到破壞。雖然植物沒有大腦，但也不會傻到把三分之一的能量用在可以“免費”得到的東西上。所以，植物會減少滲出液的產生。結果呢？根系微生物群產生的對植物有益的代謝物會越來越少。有了大量肥料供給的植物，可能不再需要根系微生物群為它們輸送氮磷鉀，但在放棄這種合作的同時，也失去了根系微生物群輸送的促進植物健康的其他營養物質。

因此，當我們大量使用化肥時，最終得到的是外表好看、但內在礦物質和植物化學物質含量較低的高產作物。這樣的結果對植物來說是一場災難。植物與根系微生物群共生關系這道門戶就這樣被悄然關上，這讓數百萬年來植物世界與根系微生物群共贏互利的戰略遭遇重創。

早在農用化學品出現之前，植物界就依賴這些植物化學物質來保持植株健康。植物內部化學工廠與根部微生物的結合，讓植物擁有了一種長勝不敗的“秘密武器”，并在過去4.5 億年的漫長歲月中幫助植物征服了地球。然而，如今人類為植物安排了大量免費的肥料。隨著時間的推移，習慣了擁有這些“垃圾食物”讓植物漸漸變成了不思進取的“懶蟲”。

植物在飽食了氮、磷、鉀肥料后會關閉緩緩流出滲出液的“水龍頭”。一旦農民提供的促進生長的營養物質開始不斷流進植物的綠色身體，作物就可以在沒有微生物朋友的幫助下生存并長大;一旦農藥可以幫助植物擊退害蟲和病原體，植物神奇的“化學工廠”也會被閑置下來，因為如果周圍沒有了侵害植物的食草動物天敵，為什么植物還要耗費大量資源去制造“芥子油炸彈”呢？

于是，植物產生的防御性植物化學物質越來越少，根系微生物群的食物隨之減少，它們開始挨餓，先前作為回報輸送給寄主的促進植物健康的代謝物供應急劇下降，曾經充滿活力的化學反應也隨之平靜下來。由此，植物根系與根生物群的一個重要的雙向雙贏的“交易區”變成了單方面吸收肥料的“單行道”。

在土壤中大量施用氮肥，穩定的肥料飲食讓植物的綠色身體有了大量免費自助餐，它們不再需要產生很多植物化學素，于是將光合作用產生的大量能量分流到生物量的生產上。植物化學物質生產的急劇減少導致植物“武器庫”和“制藥廠”的生產能力衰退，讓植物變得像生病的動物一樣脆弱。植物“垃圾食品”之災，最終會破壞植物和根系微生物群在漫長歲月里建立起來的良好合作關系和良性循環機制。