植物生长所需磷资源面临短缺
据联合国经济及社会理事会预测，到2030年全球人口将达到85亿人左右。伴随人口增长，全球粮食安全工作已成为各国政府密切关注的议题，“消除饥饿”也被列为联合国可持续发展目标中重要性排在第二的目标。
然而，粮食的可持续生产和农业活动中使用不可再生资源（特别是磷酸盐产品）二者存在严重冲突。磷是农作物赖以生长的不可或缺的重要矿物营养素，将磷制成磷肥是农作物吸收磷元素的最主要途径。
磷酸盐主要通过岩石开采获得。世界70%储量的磷酸盐集中在北非，中国、俄罗斯、南非和美国的磷矿储量位居其后，且十分有限。相关研究报告显示，全球磷酸盐的产量将在2030年左右达到顶峰，这恰好和全球人口数量增幅成正比。另有报告发出警告，随着农业磷肥对磷需求量与日俱增，全球磷资源储备将在未来50～100 a内消耗殆尽。相关报告推测，随着磷酸盐产量越来越少，磷矿质量下降，生产成本加大，其价格将不断推高，最终不仅对粮食安全构成威胁，还会进一步引发产盐国和进口国之间的纠纷。
为了提升磷资源的使用效率，科学家们纷纷从不同角度展开研究与探索。土壤学家寻求改善土壤中磷元素管理的办法，植物生物学家则试图提升植物对有限磷的适应性。
事实上，植物生物学家的研究取得了显著的进展。他们发现，当缺乏磷酸盐时，植物会抑制主根的生长，同时长出更多的次根和根须，以帮助它们在矿物质含量较低的土壤中提高磷酸盐的吸收能力。植物生长的另一种策略，是在低磷酸盐条件下，将体内储存的磷酸盐重新输送到身体其他部位，以维持正常的生长和发育。在此期间，植物甚至会改变自身的基因表达模式以适应所处的环境。换句话说，它会迫使自己的基因对磷酸盐的需求倍增。
5.搭架引苗 幼苗茎蔓长10—15厘米搭架引苗，距离幼苗10厘米每窝插一根支架（支架长1.8—2.0米，可用竹杆、灌木棍等材料），对窝达成一“人”字架，为增强支架牢固性，每厢“人”字架顶采用横杆连为一体。
目前，基因组学和生物化学的长足进步已经帮助人们找到植物体内对磷酸盐具有更大亲和性的基因和蛋白质，但是令植物对低磷条件作出反应的调控基因仍然未知，这也使得适应低磷环境的农作物的培育工作任重而道远。
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无论如何，适应低磷农作物的研究毕竟为磷资源高效持久的综合利用提供了方向，或许不久的将来，这项研究最终会帮助我们减轻因人口激增、农作物供应不足、磷资源短缺所带来的巨大压力。
贾磊译自PHYS.org.2019-07-23
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