当植物吃了“垃圾食品”……

方陵生

化肥的使用给人类带来了创历史纪录的高产农作物。大多数化肥的主要成分是氮（N）、磷（P）和钾（K），它们可使植物生长得更快、更大。与此同时，大量使用杀虫剂也可击退危害植物的天敌，从而有利于农作物的增产。从1960 年到2000 年，世界人口翻了一番，但全球粮食产量增长更快，翻了三倍，这是农业生产取得的空前伟大的成就。

凡事有利也有弊，用化肥助长的高产作物，会损失某些营养成分。这些高产作物所含的矿物质和营养素都低于传统作物。当人们以这些高产作物为食物时，会遭遇什么呢？

农学家对1873 年至1995 年收集存档的小麦样本进行分析后发现，铁含量和锌含量都显著下降。另有证据表明，在过去使用化肥和杀虫剂的50～70 年间，水果和蔬菜的矿物质含量也下降了5%～40%。

作物营养水平下降有多种原因，其中一个因素是高产谷物、水果或蔬菜的体积趋大。我们可以想象一下，同一块土地的总含铁量是相等的，如果在这块土地上种植用现代育种技术培育出来的大品种的土豆，每单位生物量中的含铁量显然比小品种的少，因此高产作物的营养密度会降低。

植物中强大的生物活性化合物会给食用者带来健康益处，但现代农业对植物的化学物质水平显然产生了不利影响。一般来说，作物越接近其野生祖先，其体内的生物化学水平越高，而现代农肥的大量使用则会降低植物的生物化学物质水平。

植物中矿物和植物化学物质含量下降的问题，发生在我们看不见的植物根部。虽然那些在化肥施用后的绿色庄稼茁壮健硕，但其根部到底都发生了什么呢？

如今促进植物生长的肥料成分主要是氮、磷、钾，而植物抵御疾病、治愈伤害、抵御害虫和病原体所需的物质并不是它们。换句话说，长期以来我们错误地将植物生长与植物健康混为了一谈。

维持植物健康的“食物配方”非常复杂，远远超出植物生长所需氮、磷、钾的简单混合。植物健康配方中包含大量的有益微生物，特别是细菌和真菌。

根系微生物包裹并保护植物的根，并将大量矿物质和其他营养物质以及土壤中的有益化合物输送到植物的根部，帮助植物宿主输送植物生长所需要的氮、磷、钾，以多种方式促进植物的健康生长。

互惠互利，才能让这种共生关系保持下去。植物宿主不会轻易付出，除非它能从根部微生物群得到它所需要的东西，反之亦然。植物的根不只是简单吸取营养的“吸管”，同时也通过土壤向根系微生物群泵送植物渗出液——植物分泌的碳水化合物、植物化学物质和其他可食物质的混合物。

植物用于生产和分发这些营养物质付出的能量，有时甚至超过植物光合作用捕获能量的三分之一。

植物以大量渗出液喂养根部微生物群，而根系微生物群则以为植物输送氮、磷、钾和促进植物健康的大量营养物质作为回报，同时也输送在植物与其根系微生物群之间传送化学信号的一些物质。

这就是现代化肥对植物来说是“垃圾食品”的原因。当作物获得了含大量氮、磷、钾的化肥时，植物和根系微生物群落的共生生存方式就会遭到破坏。虽然植物没有大脑，但也不会傻到把三分之一的能量用在可以“免费”得到的东西上。所以，植物会减少渗出液的产生。结果呢？根系微生物群产生的对植物有益的代谢物会越来越少。有了大量肥料供给的植物，可能不再需要根系微生物群为它们输送氮磷钾，但在放弃这种合作的同时，也失去了根系微生物群输送的促进植物健康的其他营养物质。

因此，当我们大量使用化肥时，最终得到的是外表好看、但内在矿物质和植物化学物质含量较低的高产作物。这样的结果对植物来说是一场灾难。植物与根系微生物群共生关系这道门户就这样被悄然关上，这让数百万年来植物世界与根系微生物群共赢互利的战略遭遇重创。

早在农用化学品出现之前，植物界就依赖这些植物化学物质来保持植株健康。植物内部化学工厂与根部微生物的结合，让植物拥有了一种长胜不败的“秘密武器”，并在过去4.5 亿年的漫长岁月中帮助植物征服了地球。然而，如今人类为植物安排了大量免费的肥料。随着时间的推移，习惯了拥有这些“垃圾食物”让植物渐渐变成了不思进取的“懒虫”。

植物在饱食了氮、磷、钾肥料后会关闭缓缓流出渗出液的“水龙头”。一旦农民提供的促进生长的营养物质开始不断流进植物的绿色身体，作物就可以在没有微生物朋友的帮助下生存并长大;一旦农药可以帮助植物击退害虫和病原体，植物神奇的“化学工厂”也会被闲置下来，因为如果周围没有了侵害植物的食草动物天敌，为什么植物还要耗费大量资源去制造“芥子油炸弹”呢？

于是，植物产生的防御性植物化学物质越来越少，根系微生物群的食物随之减少，它们开始挨饿，先前作为回报输送给寄主的促进植物健康的代谢物供应急剧下降，曾经充满活力的化学反應也随之平静下来。由此，植物根系与根生物群的一个重要的双向双赢的“交易区”变成了单方面吸收肥料的“单行道”。

在土壤中大量施用氮肥，稳定的肥料饮食让植物的绿色身体有了大量免费自助餐，它们不再需要产生很多植物化学素，于是将光合作用产生的大量能量分流到生物量的生产上。植物化学物质生产的急剧减少导致植物“武器库”和“制药厂”的生产能力衰退，让植物变得像生病的动物一样脆弱。植物“垃圾食品”之灾，最终会破坏植物和根系微生物群在漫长岁月里建立起来的良好合作关系和良性循环机制。