A. 用微生物真菌來改良鹽鹼地種植蔬菜
Salty soil is no problem for these tomatoes, thanks to some microbial helpers
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地球人類現在70多億人,還有多長時間會超過100億人?再過100年,還是50年?不確定。但是一個事實是,人類在地球上將面臨能源和糧食的生存危機。
另外一方面,地球上隨著氣候變暖和海平面上升,越來越多的土地變的鹽鹼化。僅僅中國,目前就有10幾億畝鹽鹼地荒蕪。有個悲觀估計,預計到2050年,全球大約一半的可耕地土壤會變得鹽鹼化。
因此,如何改良鹽鹼地,向鹽鹼地要糧食就成了一個迫在眉睫的大問題。鹽鹼地改良經過多年的努力,耐鹽鹼水稻等作物已經不成問題,只要能夠有淡水壓鹼就行。
一般海水的鹽度通常為3.0%到3.5%,目前耐鹽鹼作物的忍耐鹽鹼度大約為0.6%,所以海水的鹽鹼度遠高於0.6%。這意味著,耐鹽水稻品種還是需要充足的淡水灌溉作栽培保證。如果要海水和淡水配比灌溉,淡水也得佔到灌溉水80%以上。
按照每畝稻田用水量在800到1200立方米之間計算,即使用「淡水+海水」的方式灌溉,也得從內地向沿海建設長距離淡水輸水工程,投資巨大,缺乏大范圍推廣的現實性。
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人缺了鹽不行。如果在吃新鮮西紅柿的時候,加一點點鹽會吃起來口感更好。但是,如果在耕地土壤中或者灌溉水中加入一點鹽分,對於新鮮蔬菜和水果的生長就會造成大問題。
中東地區的植物學家(Plant scientists in the Middle East )另闢蹊徑。他們發現在鹽鹼地土壤中加入一種沙漠根部內生真菌,首先在印度被分離出的一種稱為印度梨形孢的真菌,(desert root fungus, Piriformospora indica—first isolated in India),可以防止在鹽鹼地種植的西紅柿免遭鹽化損害效應。(salt』s damaging effects)
研究團隊在相似於鹽鹼地土壤環境的綠色溫室大棚里,一半土地保持原樣,一般加入這種印度梨形孢真菌。在4個月的時間里,他們給西紅柿植株灌溉以三分之一海水鹽度的水,也就是含鹽度大約為1%的灌溉水。
研究發現,被真菌感染的西紅柿葉片可以產生更多的一種酶,這種酶可以把有害的鈉離子從西紅柿細胞中移除。更為重要的是,西紅柿植株更有能力保持體內生長必須的鉀。
這份報告發表在今年9月份的《園藝科學》上。(Scientia Horticulturae)
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在灌溉1%鹽水的西紅柿植株中,印度梨形孢真菌感染的根部可以促進西紅柿增產65%,沒有種植真菌的土壤中的西紅柿則沒有這種效應。
即使被真菌感染的西紅柿,被灌溉以不含鹽的水,產量也增加22%。
在其它的對比試驗中,這種印度梨形孢真菌可以提高大麥和水稻在鹽鹼地土壤中的產量。還有另外一種真菌,已經證明對於低鹽度的土壤改良有益。
這種用微生物來改良鹽鹼地的途徑對人類面臨的糧食危機有重大意義。一方面是前面提到的,到2050年,科學家估計大約一半的耕地會面臨鹽鹼化的危險;另一方面,相比較於淡水漫灌改良方案,在鹽鹼地土壤種入培植微生物真菌的方法,是一種低成本應對氣候變化的方案,值得大力研究推廣。