植物也懂合作

现代农业是一个很不环保的粮食生产方式，因为农场主们为了提高生产效率，大都采取了单一作物大田种植的方式，成千上万亩的土地上种的全是同一种农作物，甚至连种子都来自同一个品种，购自同一家育种公司。这样的种植方式不但对环境不友好，而且种出来的农作物抗病能力差，所以一直有人呼吁采用套种（Intercropping）的方式来增加农田的物种多样性，顺便节约资源。

顾名思义，套种就是在同一块地里种植两种以上的农作物。这么做可以充分利用不同作物的差异化生长模式，最大限度地降低水肥用量，节约宝贵的自然资源。人类祖先很早就意识到了套种的好处，比如美洲原住民经常在一块田里同时种植玉米、豆子和南瓜，称其为农田“三姐妹”，这是因为豆子可以固氮，增加土壤肥力，玉米茎秆可以为豆子提供支撑，而宽大的南瓜叶片可以为土壤遮阴保墒，三种农作物种在一起比分开单独种效果要好得多。

可惜今天的大农场很少采用套种的方式，除了生产成本较高之外，种子的问题也不好解决。瑞士联邦理工学院附属农业研究所（Agroscope）的劳拉·史蒂芬（Laura Stefan）博士认为，今天的农民们只能去种子公司购买种子，而这些种子大都是为单一作物大田模式而开发出来的，不一定适合套种，其结果就是套种的好处很可能没有充分发挥出来，导致农民们失去了信心。

为了解决这个问题，史蒂芬和同事们开展了一项为期3年的实验，看看能否利用现有的商业种子培育出更适合套种的新型种子。研究人员先是从种子公司购买了小麦、燕麦、扁豆、香菜、亚麻和亚麻荠这6种商业种子，然后设计了13个不同的套种组合，有的是两两套种，有的是四四套种，每一种组合还分为施肥和不施肥这两组。第一季种完后，再把收获的种子按照原样重新套种下去，连续重复3季，看看新的作物发生了什么变化。

实验结果表明，这些作物只用了3代的时间就改变了各自的生活习性，相互间的竞争减少，合作增加，其结果就是总产量普遍比第一季有所提升。不过，这个增产效应只出现在施肥组，不施肥的对照组无效，说明不同作物之间的协同作用只有在养料充足的情况下才能得到充分的发挥。

另一个有趣的事实是，这些作物并没有如大家想象的那样分别占据了不同的生态位，而是表现出趋同进化的趋势，比如它们普遍都长高了，叶片也变得更薄，这说明它们在套种的环境里改变了生存策略，增加生物量成了首要诉求。

研究人员将结果写成论文，发表在2022年9月13日出版的《生命科学开放期刊》（eLife）上。作者认为趋同进化的原因很可能是实验时间还不够长，他们观察到的所有变化全都源于基因修饰方式的改变，而不是基因本身的进化。但如果他们继续做下去的话，很有可能出现真正意义上的协同进化，即不同作物分别占据不同的生态位，以便更好地利用生态环境所能提供的资源。

作者还强调，这个结果并不令人意外，因为野生植物早已习惯了和其他植物共享生存空间，只有协同合作才能共赢。因此，如果农民们选择套种的话，也许第一代还看不出优势，但只要给作物们一点时间，多重复几次，一定能享受到生物多样性带来的好处，因为植物们很聪明，它们也是懂合作的。 农业