Arbuscular mycorrhizal fungi show potential to substantially increase global grain yields
这项研究估计，通过向全球玉米、小麦和水稻作物接种丛枝菌根真菌，可使谷物总产量增加12.6%（3.41亿公吨），这凸显了土壤生物群落通过增强全球粮食安全所具有的显著但常被忽视的潜力。
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不要把我们脚下的土壤仅仅看作是泥土，而要把它想象成一座繁忙且隐形的城市。在这座地下大都市中，真菌和细菌等微小生物是勤劳的市民，它们不断地循环养分、构建土壤结构，并保护植物免受疾病侵害。在这些市民中，一群被称为丛枝菌根真菌（AMF）的特殊群体扮演着超强快递服务的角色。这些真菌与植物根系建立了一种共生伙伴关系，它们向外延伸出长长的、丝状的结构，触及远超植物自身根系范围的区域，去抓取水分和养分——尤其是像磷这样难以获取的养分——并将它们递交给植物。作为回报，植物则用糖分来喂养真菌。虽然我们知道这些真菌无处不在且非常有益，但我们在农业中往往将它们视为背景噪音，转而关注合成肥料和重型机械。科学家们一直在追问一个大问题：如果我们真正关注这些地下助手，并帮助它们履行职责，它们能否养活更多的人类？
这篇论文通过研究养育人类的三大主要作物——玉米、小麦和水稻，向回答这个问题迈出了巨大的一步。研究人员并非仅仅凭空猜测；他们结合了大量的过往田间实验数据，以及关于土壤类型、耕作方式和作物产量的详细全球地图。可以将其想象成从世界各地不同农场收集数千块细小的拼图碎片，然后将它们组装成一幅高清的大图，展示出如果我们在全球范围内优化这些真菌伙伴关系，将会发生什么。
研究表明，如果我们能在全球范围内提升这些真菌的功能，我们可能会看到粮食产量的大幅跃升。具体而言，作者估计，通过接种丛枝菌根真菌（帮助这些真菌生长并更好地工作），全球谷物产量可能会增加12.6%。为了直观理解，这相当于每年多出3.41亿公吨的谷物。这足以填满一座足以让任何单一城市天际线都显得渺小的玉米和小麦之山。
然而，这个故事在不同地方的表现并不相同。论文发现，这些真菌的“超能力”在很大程度上取决于它们居住的“社区”。在农民使用极少肥料的地方——通常是在撒哈拉以南非洲和东南亚部分地区的低收入地区——这些真菌表现得极其出色。在这些贫瘠的土壤中，真菌可以使产量提高超过20%，成为那些原本难以生存的作物的生命线。相比之下，在高度施用化肥的工业化农场中，植物由于得到了合成化学物质的充分喂养，对真菌的需求并不那么迫切，因此产量提升降至约11%。这就像是一个已经在吃自助餐的人；给他补充维生素并不会让他长高多少，但对于一个饥饿的人来说，这种补充剂则是改变局面的关键。
研究人员还指出，这种潜力并不仅仅是通过在田间撒一些真菌粉末就能保证实现的“必胜”方案。论文认为，成功取决于环境背景。如果土壤碱性过强（高pH值）、过于干燥，或者引入的真菌类型与当地作物不匹配，那么带来的收益可能会很小甚至不存在。此外，这项研究强调，我们不仅需要添加新的真菌，往往还需要停止伤害那些已经存在的真菌。例如，减少耕作（不再翻动土壤）和添加有机质可以强化已经在地下生活的原生真菌网络。
那么，这对未来意味着什么？论文建议，虽然我们不能仅靠真菌来解决所有的粮食问题，但它们代表了一个巨大的、尚未被充分利用的工具。通过管理我们的土壤以支持这些微观盟友，我们可以缩小粮食生产量与需求量之间的差距，特别是在那些农民负担不起昂贵肥料的地区。这提醒我们，解决未来粮食问题的秘诀可能不仅在于天空或工厂，而就在我们的脚下，等待着我们让他们发挥作用。
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