干旱洪涝风雹农业逆天改命的密码,

年是最难的一年，对于我国的农业生产也是一样。

干旱、洪涝、风雹、低温等极端天气接踵而至，全国农作物受灾面积数千公顷，直接经济损失已超数百亿元。

面对这些让人绝望又无助的极端天气，我们不禁发问：

“看天吃饭”的命运，何时能改变？“逆天改命”的密码，究竟掌握在谁的手中？中国农业的未来，如何走出困境？一、台风失踪的7月，酿成一场灾害

在刚刚过去的7月，往年平均会迎来4.1个台风的华南地区，一反常态，成为自年以来创纪录的第一个没有台风的7月。

7月11到7月30日，整个广州一滴雨也没有下，伴随平均35度的高温，我们接连听到周边的农户反馈“小葱不长根了”，“苦瓜茎干开始爆皮、萎蔫”，“茄子死掉了一半”……

灌生根剂、浇水、打药……一切能用的措施，都不惜代价地用到了正准备上市的叶菜和正在挂果的瓜豆上，然而，夏季干旱的热风像抽水机一样把土壤里的水分快速抽干，地温到了傍晚还迟迟下不来，地膜下的土壤，还是烫手的。

最终，被高温干旱持续煎焙的作物在眼皮子底下逐渐萎蔫、枯黄直至死亡，留下满目疮痍。

这里不是“星际穿越”里末日地球，而是7月的广州

图源：慕恩生物

二、农业仍无法摆脱“看天吃饭”的命运？

然而，7月份华南地区的干旱，在全国范围来看，仍是最轻微的灾害。同时期，东北地区的旱情导致了公顷的农作物受灾；长江中下游和淮河流域的强降雨，导致了长江下游干流及江西昌江、淮河中游干流、安徽巢湖等39条河流发生超历史洪水，约.7千公顷的农作物受灾严重。

除了7月的干旱，上半年，云南花卉、烟草产区的低温雨雪，山东大樱桃产区的冰雹，广西柑橘产区的暴雨……都在农业从业者心上烙下了伤疤。再往前追溯，年9号台风，恶名昭著的“利奇马”造成了北方地区.7万公顷的农作物受灾，其中9.35万公顷绝收……

在大自然面前，面对干旱、洪涝、风雹、低温，尽管农业发展至今，似乎仍然摆脱不了“看天吃饭”的命运。

三、逆天改命的密码，掌握在谁手中？

能够逆天改命，不再受气候的摆布，是农业在不断追寻的目标。育种工作者的持续努力，设施农业的蓬勃发展，都是在与灾害性天气争产量，同时，有一部分科研人员和企业，将目光专注在容易被人所忽视，却又至关重要的方向——微生物。

看似弱小的微生物，如何能够帮助植物抵抗“天命”呢？其实答案并不复杂，农业之所以能够产生，有赖于20亿年前，土壤在地球上产生，而土壤产生的关键，就在于古细菌和原生动物等微生物的繁殖和生长。所以作为农业缔造者的微生物，在帮助农作物抵抗多种逆境方面，有十足的发言权。

四、十八般武艺，帮助植物度过干旱胁迫

那么，微生物究竟如何帮助植物在逆境下“乘风破浪”？让我们首先把目光转向制约世界范围内粮食安全和植物生产力的主要因素之一--干旱！

（干旱胁迫下，微生物帮助作物抗逆的机理）

图源：庞志强,余迪求.干旱胁迫下的植物根系-微生物互作体系及其应用[J].植物生理学报,,():P.-.

在漫长的演化进程中，植物与根际的一些微生物建立起有益的联系，这些微生物代表了植物的第二基因组，在帮助植物减轻干旱胁迫损伤中，具有至关重要的作用，主要通过以下几种策略来实现：

策略1:利用身长优势，帮助植物寻找水源

当干旱来临的时候，有些植物根际的益生菌，例如菌根真菌，会义不容辞地担当起寻找水源的责任，利用其菌丝生长快速的优势，将捕捉水源的触角伸出根系外，以提高获得水源的机会。

（干旱中和干旱后微生物在作物根际的活动）

图片来源：VriesFTD,GriffithsRI,KnightCG,etal.Harnessingrhizospheremicrobiomesfordrought-resilientcropproduction[J].ence,.

策略2:调节植物生长，调动植物自身能力抗旱

植物根际促生菌（plantgrowthpromotingrhizobac-teria,简称：PGPR）也是植物抗旱过程中的技术大拿，它们通过自身合成吲哚乙酸、赤霉素、脱落酸等生长调节物质，直接促进作物侧根和根毛的生长，让作物在干旱胁迫面前有充足的准备。

策略3：降低乙烯水平，督促植物在干旱胁迫下生长

每当干旱来临，植物的特征反应之一就是产生乙烯，进而导致植物生长受到抑制，造成对干旱不耐受的恶性循环。此时，植物根际促生菌（PGPR）会通过产生ACC脱氨酶降解ACC(乙烯合成的前体物质)，从而降低植物体内乙烯的含量，达到促进作物生长的目的，从而帮助植物耐受干旱。

策略4:产生胞外多糖，在植物根际形成保水层

植物根际促生菌（PGPR）还会在干旱中，分泌出大量的亲水胞外多糖，这些胞外多糖就像吸饱水的海绵一样围绕在根系周围，具有极强的保水能力，1g胞外多糖就能保水超过70g，就像是植物外带的储水箱，从而提高作物对干旱胁迫的防御能力。

微生物产生丰富的胞外多糖，就像根系的“外带储水箱”

图源：网络

策略5:增强植物气体交换和水利用率

干旱中，随着空气中水分的降低，植物还会关闭气孔，这也是一种消极的应对方案，直接导致蒸腾拉力不够而水分无法从根部被运送到地上部分。此时根系周围的菌根真菌就会通过降低气孔的阻力来增加蒸腾通量，增强植物光合作用，使植物气体交换的能力增强，从而保障根系保持高水平的吸水率。

策略6：植物体内维稳，清除活性氧过度积累带来的毒害

干旱胁迫发生的时候，植物体内活性氧（ROS）增加，ROS的进一步积累会导致植物生物膜过氧化、细胞核受损、光合作用受阻、呼吸作用异常等一系列的代谢紊乱，此时，植物根际促生菌（PGPR）通过提高植物自身清除ROS的能力，以分解掉植物产生的过量ROS，以达到维稳目的。

由此可见，在干旱胁迫下，微生物可谓是拳拳之心，费尽十八般武艺帮助植物度过难关。

五、不仅仅是理论层面，商业应用也逐渐成熟

利用根际微生物来更可持续性地进行农业生产不仅仅停留在研究层面，这一技术已经在全球范围内实现了商业化应用，并取得了瞩目的成果。

其中最著名的就是位于北美的初创公司Indigoagriculture，通过微生物种子包衣技术，帮助包括棉花、小麦、玉米在内的多种作物实现了干旱条件下的增产，得到了大田的数据和市场的认可。

利用微生物，Idigo帮助多种植物在干旱条件下实现增产

图源：Indigoagriculture