植物的养分竞争策略——合作才能共赢

作者：千烟洲站  更新时间：2023-01-26

自然界植物的生存不仅需要充足的阳光，通过光合作用生产有机物质，还需要获取充足的养分（包括氮磷钾和很多微量元素），保证光合作用和其他生理功能的正常进行。养分主要通过根系幼嫩的尖端部分（通常叫吸收根）从土壤中获取。在土壤养分充足的情况下，每棵植物都能获得保证，可以无忧无虑地生长。但是当养分不足时，植物就会绞尽脑汁想方设法以获取更多养分。有的植物吸收根长得更细一些，有的分叉更多些，通过扩大根-土接触的表面积获取更多养分；然而，有些植物则会通过合作提高竞争力，比如，根系与真菌结合形成菌-根共生体，其中根系为真菌生长提供有机物质能量，由于菌丝比吸收根要纤细得多，因此同样多的有机物质会长出很多很长的菌丝，真菌则通过这些菌丝的快速伸长获取更远处的养分回馈给根系，实现互利共赢。比如，马尾松和湿地松就是通过菌-根结合这种方式来适应环境的。

那么，在遇到外界强烈竞争的情况下，比如在这些松树林里栽上更多的阔叶树，这两个树种会怎么应对营养的竞争呢？

近期，科学家通过对吸收根生长、外部形态、结构、化学成分、真菌侵染情况等研究，发现了其中的秘密。当外来阔叶树种闯进松林以后，马尾松和湿地松都会强化养分竞争，但这两个树种的方式却明显不同。马尾松更相信自己，把更多的有机物质分配给根系自己使用，增加根系长度、分枝数、生物量等来占据更大的土壤空间（“根系策略”），而不太注重与真菌合作的强化；湿地松则采取不同的策略，主要通过加强与真菌合作，将更多的有机物质输送给真菌来促进养分获取（“真菌策略”），显著强化了与真菌的合作，共同面对竞争，使得湿地松养分获取能力显著提高，实现了合作共赢。结果，阔叶树植入松树纯林之后，湿地松的生长更快了，而马尾松生长则明显下降了。

这个研究结果说明，在面对竞争压力时，应对策略非常重要。湿地松在应对种间竞争时，依然选择相信伙伴，加强合作，团结起来共同提高竞争力，实现了合作共赢；但马尾松则比较保守，受到种间竞争时，选择更相信自己，忽视了强化合作伙伴的重要性，结果导致竞争力明显不足，生长受到严重影响。可见，聪明的植物也懂得合作共赢的道理。

                                                                                                                                                           杨风亭 王辉民  供稿