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“盔甲”中的细菌能取代人工肥料吗?我们来自地球，我们将再次回到地球。听了这句话，难怪我们会忘记地球上绝对充满了生命。
在一汤匙健康的土壤中，生物体的数量比地球上的人口还要多。多细胞动物，如弹尾虫和线虫，单细胞生物，如阿米巴虫和轮虫，当然还有几乎数不清的真菌、细菌和病毒。看起来非常普通的草坪可能比亚马逊雨林的物种更丰富。
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从这群植物中，植物向天空升起，从阳光中产生糖，并将能量输送到根线中。植物，活的和死的，是漫长而复杂的食物链的基础。但反过来，它们又依赖于中间的生命。动物挖隧道，把空气和水带到地下，微生物分解死亡物质，这样矿物质和其他物质就可以被根重新吸收。
这是对植物最大的限制，尤其是对我们人类坚持直线生长的植物。矿物质，首先是氮，还有磷、钾和其他物质，不足以使植物伸展到最大限度。
这真的很讽刺。空气中有78%是氮气，很容易就能吸进去。但就像我们人类不能吞下一颗钉子来获取铁一样，氮也必须以一种植物可以吸收的化学结构存在。
目前农业领域最大的科学趋势之一是调查表面下的动荡。重新考虑植物的泡菜、酸奶和酸菜，既可以取代一些人工肥料，又可以使土壤恢复生机。
但这就是细菌进来的地方。有许多细菌已经发展出从空气中捕获氮并将其转化为生物上有用的东西的能力。有些与植物密切相关，如豌豆根瘤。另一些在植物根系周围茁壮成长，在那里它们吸收糖，而植物则从氮中受益。
这同样适用于植物所需的许多其他物质。土壤中通常有足够的磷和其他矿物质。但即使在这里，也需要合适的细菌来分解和重塑化学物质，这样植物才能从中受益。就像我们依赖肠道里的生命一样，植物也依赖根部周围的生态系统。没有合适的物种，植物可能会饿死。
从历史上看，我们人类已经找到了解决营养缺乏的其他方法。我们从谷仓里铲走牛粪，从遥远的岛屿运来几乎变成化石的鸟粪，从20世纪初开始，我们就在实验室里投入了大量精力来创造易于消化的植物营养。化石气体固定的氮和来自矿山的磷是主要成分。在上个世纪，人工肥料在抵御全球饥饿方面发挥了至关重要的作用。
今天，世界上几乎一半的人口依赖人工肥料。但就像20世纪的许多其他技术突破一样，它是一把双刃剑。如今，富含氮的氨的生产占整个地球能源消耗的1%到2%，占温室气体排放的3%。真正的输家是地球本身。连续施肥、灌溉、耕作和种植同一种作物的土地将会退化。大部分生命消失，土壤蓄水能力下降，矿物质被滤出，从长远来看，收成会更差。
因此，现在农业领域最大的科学趋势之一是研究表面下的动荡，这也许并不奇怪。重新考虑植物的泡菜、酸奶和酸菜，既可以取代一些人工肥料，又可以使土壤恢复生机。
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唯一的问题是细菌并不总是那么坚韧和有弹性。许多喜欢与植物根部合作的物种都特别敏感。有些甚至不能在实验室里培育。其他植物可以大量种植，但如果要运输，就需要恒定的温度和湿度。
但也许我们可以给他们穿上盔甲。麻省理工学院的研究人员已经成功地创造了一种薄薄的覆盖物，可以保护细菌，但在条件良好的情况下，这给了它们生长和分裂的机会。这种盔甲由大的生物分子多酚组成，绿茶中也含有这种物质。它们与金属(如锌或锰)结合，形成柔软的网，包裹住细菌。研究人员表明，几种不同的植物，从玉米到莳萝和小白菜，在补充细菌的情况下生长得更好，而且细菌在加热和改变湿度的情况下都能存活下来。
他们所研究的细菌能从空气中吸收氮。但是人们正在对微生物进行深入的研究，这些微生物可以释放其他物质，保护植物免受各种疾病的侵袭。用植物的“保维露”(Proviva)来喂养我们的田地，不会像撒化肥那样容易和便宜，就像用酸菜代替薯条并不总是那么有趣一样。但我们至少应该对食物的来源和归宿给予同样多的爱。
Torill Kornfeldt是一名科学记者和作家，定期为Ny Teknik撰稿。
