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種子銀行含藏著解決未來糧食問題的關鍵

為了跟上人口和收入增加的速度,研究人員估計,糧食供應必須在未來25年增加一倍。但是考慮到我們目前面對的氣候變化、土壤退化、水和土地的短缺等等問題時,要解決未來糧食需求的關鍵可能不止要靠遺傳學和植物育種的進步,還要再加上儲存在種子銀行中的多樣的植物種源來幫忙了...看更多

馬唐屬的雜草(crabgrass)如何霸佔土地

馬唐屬(Digitaria)的雜草(見上圖)大家都不陌生,在草地、農田裡面都很容易可以看到它們。他們長得快、而且因為是C4代謝所以特別不怕熱,根系又很深,任何地方只要有了它,若不趕緊除去,很快就會長得到處都是。

有些人認為這類的雜草能夠佔據草地、農田是因為它把其他植物生存的空間奪走了,讓其他植物不能進行光合作用;最近發表的研究成果發現,事情並沒有我們想得那麼單純。

研究團隊發現,馬唐屬的雜草,他們的根部會分泌三種化學物質:veratric acid, maltol, and (−)-loliolide(1)。這三種化學物質會抑制土壤中的細菌與真菌生長,改變土壤的菌相,造成小麥、玉米、大豆的生長受到抑制。當這些農作物的生長變慢了(其中玉米也是C4植物),馬唐屬的雜草便可以趁勢取而代之,成為農田裡的主要植物。


植物之間像這樣經由根部分泌有害物質來抑制其他的植物生長,進而使自己得以好整以暇地取得大部分的資源的行為,稱為「相剋作用」(allelopathy)。

不過,筆者第一次讀到allelopathy倒不是在專業的書中,而是在飛狐外傳裡面;金庸在飛狐外傳裡創造了一種具有非常強勢的相剋作用的植物:血矮栗。根據書中所說,「只要有這麼一棵樹長著,周圍數十步內寸草不生,蟲蟻絕跡,一看便知。」這一看就知道是相剋作用,只是這樣的植物太也可怕了。

相對來說,馬唐屬的雜草倒是還好,他分泌的毒素只會毒害細菌與真菌,造成農作物長得不好。為什麼細菌跟真菌會與農作物的生長有關呢?

因為植物的根部在土壤中會與細菌、真菌形成共生的關係,細菌會跟根部產生的黏液形成一層稱為mucilage的構造,它可以保護植物的根部不受到其他有害細菌與真菌的侵襲;而共生的真菌(稱為mycorrhizae)則可以幫助植物的根部吸取更多的礦物質,使植物長得更好。所以,如果這些細菌跟真菌不再有辦法跟植物共生,不管是因為農藥或是附近長了馬唐屬的雜草等等,都會影響到植物的生長。

所以,下次看到馬唐屬的雜草出現在家裡的草地時,順手拔除可能是最好的辦法。

參考文獻:

1. Bin Zhou, Chui-Hua Kong, Yong-Hua Li, Peng Wang, and Xiao-Hua Xu. 2013. Crabgrass(Digitaria sanguinalis) Allelochemicals That Int…