农药降低固氮根瘤菌和寄主植物的共生效率

6维度编译,2013-07-23

摘要：合成化学品对共生固氮的环境影响导致农作物对化学合成的氮肥的依赖性增强，降低了土壤的肥力，以及长期的不可持续的作物产量增加。

在过去40年间，合成氮肥的使用量已经翻了7翻，化学农药的使用增加了3倍。如果仍然坚持现在的农业耕作，合成氮肥以及农药的使用量在2050年将还要增加3倍。矛盾的是，随着氮肥的使用量的成倍增加，主要粮食作物的产量却停滞不增。迄今为止，这样的收成递减是由于合成氮肥的第一次增量使用使得作物产量大幅增长。

可持续农业旨在降低农业集约化相关的环境成本，增加粮食产量，提高养分利用效率。可持续农业的最终目标是将单位投入的水、氮肥以及农药的作物产量最大化。某些农业措施被发现可以增加作物的效率以及促进作物生产的可持续性，这些农业措施包括有害生物综合管理、改善排污控制、适时地灌溉、施肥。可以促使土壤保持肥力的一个很好的措施种植豆类作物，豆类植物可以通过与固氮根瘤菌合成丰富土壤中的氮含量。

农业集约化以及增加粮食产量对于满足不断增长的世界人口是非常重要而且非常必要的。据估，在未来50年，全球粮食需求量将翻番。尽管过去40年，大多于合成氮肥和农药的使用、以及“绿色革命”的推动，玉米的产量已经翻倍。现代农业对环境的影响以及作物产量的下降，使得农业产出增加的比率是不可持续的。过去20年，作物产量的下降正是由于化肥的过多使用。化肥的过多使用导致农业发展完全偏离的生态发展的模式。降低农民对化学肥料的依赖的普遍策略是发展豆类作物的种植。因为豆类植物可以合成固氮根瘤菌将大气中的氮固住，与其他非豆类作物循环利用。体内实验发现一系列有机磷农药、农业化学品、以及环境污染物抑制或者推迟了寄主植物根部根瘤菌的增加，根瘤越少，固氮酶的活动也随之减少，最终导致作物收割时的总产量降低。合成化学品对共生固氮的环境影响导致农作物对化学合成的氮肥的依赖性增强，降低了土壤的肥力，以及长期的不可持续的作物产量增加。