求索回眸3：微生物能引起植物“營養元素缺乏”“丹參缺磷”的罪魁禍首是誰？ 植物生長需要多種元素錛大量元素氮磷鉀錛中量元素鈣鎂硫鐵錛微量元素錳鋅銅等。 經典的植物營養學認為，當土壤中某種元素不足，缺乏某種元素時，植物就出現特定的缺素症狀。如缺氮，葉片發黃；缺磷，葉片發紅，缺鉀，葉緣呈焦枯黃微卷曲等。在田間，根據植物葉片顏色、形態及植物生長狀況，就能大致判斷出植物缺乏那種元素。 但是，我們遇到了一個令人不解的例外現象：植物已表現出典型的缺素症，但土壤不缺乏該元素。這種植物就是常用中藥丹參，所缺的元素為大量元素磷。 丹參是治療心腦血管疾病的常用中藥。如復方丹參滴丸是治療心絞痛的常用藥，其中的主要成分是丹參。中國心腦血管疾病發病率很高，丹參用量很大，目前主要靠人工種植提供。但丹參人工種植極易發生連作障礙，從第二年開始，生長不良，病蟲害加劇，產量降低，嚴重影響了丹參的產量和品質。目前除頻繁改換種植地外，尚無有效解決方法。 2015年，我們在研究丹參連作障礙時發現，在丹參種植田中，常常會看到丹參葉片發紅的現象(見附圖)，人們將其稱為“丹參紅葉病”。該病發生時，丹參產量和品質均顯著下降，但不清楚發病機制，如何防治。 從現象看，丹參紅葉出現就意味著丹參種植土壤缺磷，這是從經典植物營養學得到的結論。但調查發現，出現紅葉病的田塊，土壤施磷肥並不少；即使在同一田塊，有些丹參葉片發紅，呈現出典型缺磷症狀，但同時還有大量葉片呈濃綠色的正常植株，顯示土壤磷素供應正常。由此判斷，

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丹參紅葉病不是施磷不足造成的。 但從葉片出現的紅色現象看，確實與缺磷症狀高度相似，屬于典型缺磷症。 為了揭開丹參葉片發紅的秘密，我將博士研究生段佳麗的畢業論文題目定為丹參連作障礙研究，圍繞包括紅葉病在內的多種丹參連作障礙問題，

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展開系統研究。 同一田塊，土壤類型相同；施肥種類與數量相同，降水量、丹參品種及其他農藝措施皆相同，需要特別強調的是，施磷量相同，但丹參葉片卻呈現出截然不同的兩種顏色：有的丹參葉片發紅，有的濃綠，生長正常。 丹參葉片發紅與病株丹參根系所處土壤微環境有關。這是我們通過田間現象調查分析獲得的初步結論。 在上述分析的基礎上，我們制定了典型採樣，系統分析的研究策略。 在同一田塊，選擇3株典型的紅葉病株，同時選擇3株典型的正常健康植株，分別拍照採樣。 樣品分為植物樣品和土壤樣品。採集時，盡量將植株連同根系及根上所附著土壤全部挖出，輕輕抖掉與根系結合不緊密、與根關系不大的土壤；將根系上附著的與根系緊密結合的土壤抖入無菌自封袋中混勻，將其稱為“根區土壤”，其中的“根區”指“根系密集分布區”。剪下丹參莖葉裝入另一樣品袋。將根系及根系表面抖不掉的土壤裝入另一無菌自封袋中，帶回實驗室，用無菌水將根系表面的土壤洗下來，稱為“根表土壤”。此外，

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再從同一田塊無丹參生長的行間採集不受丹參影響的土壤，將其稱為“根外土壤”，作為對照。在完成上述採樣工作後，在實驗室採用可培養微生物的研究方法，測定分析“根外土壤”、“根區土壤”、“根表土壤”中所有可培養微生物的數量，鑑定其種類，獲得細菌、真菌和放線菌的全部信息。 在分析土壤微生物的同時，我們還測定了丹參葉片中的大量元素及部分中微量元素，對根外土壤、根區土壤中的營養元素也作了同步分析。 之所以採集如此多的樣品，同時測定其中的化學與微生物組分，因為只有這樣，才能確定丹參紅葉病是否為缺磷所致？哪些因素導致了丹參紅葉病發生？丹參紅葉病株與健康丹參根系分布區的土壤微環境有何差異？微生物的數量與種類是否相同？土壤養分是否相同？丹參葉片中化學元素含量是否相同？ 只有搞清楚上述差異，才能找到在同一田塊，有的丹參正常生長，有的丹參發生紅葉病的原因，才能揭開丹參紅葉病發生的秘密。 為何要把土壤分為根外土壤，根區土壤及根表土壤？為何要測定這些土壤中的微生物？為何要測定根區土壤養分？ 根系在生長過程中會向根區土壤中分泌大量有機物質，包括多糖，氨基酸及多種有機酸等復雜成分，對根系週圍土壤理化性質及土壤中的微生物影響很大。根系分泌物是土壤微生物的“食物”。距離根系遠近不同，根系分泌物數量不同，導致土壤微生物種類、數量差異很大。根系週圍的土壤微生物與根系的關系非常復雜，決定著根系及植物的命運。 根系表面土壤中的微生物稱為“根表土壤微生物”，

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與根系關系最密切，直接影響根系的健康與否；離主根稍遠、但仍屬于細根及毛細根系密集分布區內的土壤，為根區土壤，其中的微生物稱“根區土壤微生物”，這些微生物與根系的密切程度略低于根表微生物，但也同樣決定著植物根系生長與健康程度。從田間無丹參生長的行間採集的土壤，稱為“根外土壤”，這些土壤不受丹參根系生長影響或影響極小，該影響可以忽略，其中的微生物稱為“根外微生物”，這些微生物與丹參沒有直接關系，代表丹參種植土壤的背景微生物。雖然根區不同部位的微生物對植物的影響程度略有不同，但都決定著植物的健康或發病，決定著植物的命運。 不同部位土壤樣品中的養分含量，

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與植物關系的密切程度不同。根外土壤代表採樣田塊土壤養分含量背景值，未受到丹參生長影響，其含量取決于施肥量和土壤基礎肥力。根區土壤養分代表丹參根系吸收利用後的殘留養分，代表土壤的供肥能力，與植物關系最密切。丹參葉片養分含量可以說明丹參紅葉病是否與養分缺乏有關。其中，葉片含磷量就是丹參紅葉病是否為缺磷所致的直接證據。如果丹參紅葉含磷量顯著低于正常葉片，則證明紅葉的出現確實是缺磷導致。如果紅葉病株根區土壤的磷含量遠低于正常植株，則說明丹參葉片缺磷的原因是土壤缺磷，或土壤供磷不足。否則，葉片缺磷另有原因。 經過系統測定，發現丹參典型紅葉中的磷含量較健株正常葉片低59.1%， N、K、Mn及Fe含量分別較健株低41.9%、60.4%、28.1%、10.8%。由于N、K、Fe、Mn缺乏時無紅葉現象，故丹參葉片發紅是葉片缺磷的結果。 測定還發現，紅葉丹參根區土壤中的速效磷含量為13.8mg/kg，健康植株為14.4 mg/kg，二者基本一致，表明丹參紅葉病的葉片缺磷不是土壤供磷不足，磷肥用量少引起的，而是另有其他原因。 上述研究表明：丹參紅葉病確實是缺磷造成的，但缺磷的原因不符合磷肥施用少，土壤磷元素供應不足，

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導致植物缺磷的經典植物營養理論。該結果不能用現有植物營養學對植物缺素原因和機理的解釋。 由于土壤中有數以億計的微生物，植物根系就分布在“土壤微生物的海洋中”，二者時刻相處，形影不離。那麼，丹參紅葉病缺磷是否為土壤中有害微生物“興風作浪”所致？ 土壤微生物分析肯定的回答了這個問題： 丹參紅葉病株根區、根表土壤微生物與健康丹參完全不同。 在根區土壤中，紅葉病株的真菌數量較健康丹參提高156.6%，放線菌增加189.5%；在根表土壤中，紅葉病細菌數量較健康株降低77.8%，放線菌增加127.5%。 以上數據表明，土壤微生物差異是導致丹參葉片缺磷的主要原因之一。 按照土壤微生物學的觀點，大多數土壤真菌對植物生長有害或致病，大多數細菌和放線菌對植物生長有益。根區土壤中細菌少，真菌多，導致紅葉病發生，

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該結果與現有理論中真菌的功能是吻合的，但與細菌、放線菌總數的測定不完全吻合。因為，在細菌和放線菌中，均有“害群之馬”，均存在少量有害菌及病原菌。這種“不吻合”可能與放線菌中某些有害微生物種類有關。 更深入的微生物鑑定與計數結果進一步證實了上述分析。 在丹參紅葉病株的根區土壤中，腐皮鐮刀菌、露濕漆斑菌及三線鐮刀菌數量分別為健株的5.1、5.3及3.1倍；磚紅鏈霉菌、威達湖倫茨氏菌及馬鈴薯瘡痂病原鏈霉菌數量分別為健株的4.6、3.0及2.6倍。在丹參健株根表土壤中，有益細菌數量遠大于紅葉病株。其中，有益優勢細菌十字花科假單胞菌、附著劍菌及大氣羅氏菌的數量分別為病株的2.7、1.9及9.7倍。換言之，丹參紅葉病株根表土壤中，有益細菌數量較健株大幅度減少，有益細菌數量極缺。 通常將土壤中數量多、佔比高的微生物稱為“優勢菌”。上述真菌、放線菌及細菌均在丹參根區土壤中佔比排在前3位，均為優勢菌。其中，腐皮鐮刀菌、露濕漆斑菌、三線鐮刀菌及馬鈴薯瘡痂鏈霉菌，均是“臭名昭著”的植物病原菌。當這些危害植物的病原菌成為丹參根區土壤中的優勢菌，成為丹參根區土壤微生物世界的統治者，而有益細菌數量大幅度減少，成為“弱勢群體”時，丹參根系的命運就可想而知了，“非死即傷”，或生長受阻，或染病死亡。 根系生長差，根系受損，吸收功能下降，氮磷鉀的吸收量均減少，丹參生長差，產量低，就不可避免了。當磷吸收量過度減少時，就導致缺磷症，葉片發紅。 葉片發紅，就是丹參向丹參種植者發出的呼救信號，“磷供應告急！” 土壤微生物能引起植物營養元素缺乏，這是經典植物營養學理論中不曾有過的缺素機理。 土壤中有害或病原微生物佔優勢時，抑制根系生長，或危害根系健康，影響根系吸收功能，降低根系對土壤中各種營養元素的吸收利用；導致土壤中雖然不缺乏某種元素，但作物葉片上卻表現出典型的營養元素缺乏症，即微生物導致植物營養元素缺乏。 該結果豐富了植物營養學中關于營養元素缺素機理的研究內容。 土壤中營養元素供應不足，不是缺素的唯一機制。 抑制根系生長，損害根系吸收能力也會導致植物缺素。 當根區、根表土壤中的優勢菌為有害微生物時，有害菌就能通過抑制根系生長，損傷根系，危害根系吸收功能，引起植物缺素。 2020.2.25錛12：20于楊陵田園居 詳細資料見文獻：段佳麗錛舒志明錛魏良柱錛付亮亮錛薛泉宏（通訊作者）.丹參紅葉病發生的微生態機制.應用生態學報.2013錛(7):1991-1999 http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=yystxb201307029#戰疫！歐洲準備好了麼？峰值在3-5月關鍵提示 對抗新冠病毒疫情，歐洲準備好了麼？　　WHO緊急衛生事務項目執行主管瑞安（Michael J Ryan）在當地時間24日的記者會上指出，我們認為所有國家都有脆弱性，因為所有國家都有兩個共同點：第一，無論經濟多麼發達，這個國家也肯定存在易感人群；第二，許多衛生系統，尤其是在發達國家，經常是以100%的效率滿負荷運行的。　　截至第一財經記者發稿，意大利累計確診新冠病毒肺炎患者215例，累計5例死亡病例，其新冠疫情激增引發歐盟內部憂慮，然歐盟委員會在同日表示，目前歐盟尚未考慮中止申根區域內各國之間的自由流動，但歐盟也正在制定應急計劃。圖1歐洲2020年1月20日至2月24日新冠肺炎發展趨勢 研究表明，我國的冬季為前一年12月到次年2月，是一年中紫外線最低值時期；在美國較冷的秋季，冬季和春季出現流感高峰，從10 月到次年 5 月，避開了紫外線夏季高峰。這說明，流感高峰與低溫和紫外線低值有關。 SARS事件從2002年12月5日或6日開始至2003年7月13日，共歷時約8個月。即爆發于紫外線冬季低值，消失于紫外線夏季高值。疫情發展速度快。 中東呼吸綜合症發現于2012年冬季，疫情高峰在2014年3-5月春季，在6-8月夏季紫外線峰值迅速消失。疫情發展速度慢。 2019年冠狀病毒疫情發展迅猛，趨勢近似于SARS事件。 根據紫外線控制病毒發展的理論，2019年冠狀病毒疫情始于2019年12月，處于紫外線一年中的最低值時期（冬季低值），預計2-3月（冬春之交）將出現拐點，4-5月（春季紫外線增強）出現峰值，5-6月（春夏之交）再次出現拐點，6-8月（夏季紫外線峰值）出現第一波谷值。第二波峰值是否出現，取決于調控力度。 6-8月夏季紫外線峰值時期是結束疫情的最佳時期。目前北半球處于冬季，疫情在中緯度地區快速發展（如，日本、韓國、意大利、伊朗），在低緯度地區受到抑制（如，印度尼西亞，印度）。在南半球也受到抑制（如，澳大利亞）。必須防範南半球冬季（6-8月）疫情爆發的可能。 流感病毒為什麼爆發于冬季？ 圖2 一年中紫外線量的變化（把7月的量作為1000來計算的相對值）我國的冬季為前一年12月到次年2月，是一年中紫外線最低值時期；在美國較冷的秋季，冬季和春季出現流感高峰，從10 月到次年 5 月，避開了紫外線夏季高峰。這說明，

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流感高峰與低溫和紫外線低值有關。SARS事件開始于冬季高峰在春季SARS事件從2002年12月5日或6日開始至2003年7月13日，共歷時約8個月。即爆發于紫外線冬季低值，消失于紫外線夏季高值。 圖3SARS2003年死亡率統計：5月進入峰值中東呼吸綜合症爆發于冬季高潮在春季 圖4 MERS病例發病數時間分布圖https://www.zhihu.com/question/23613952 根據圖4，中東呼吸綜合症發現于2012年冬季，疫情高峰在2014年3-5月春季，在6-8月夏季紫外線峰值迅速消失。武漢新型冠狀病毒爆發在2019-2020年冬季無黑子期武漢新型冠狀病毒爆發在2019-2020年冬季紫外線谷值時期，又恰逢太陽黑子低值年，這是此次疫情異常兇猛的原因。由于太陽黑子最低值已經過去，根據前兩次疫情的統計規律，估計在春季疫情將進入高峰，夏季消失，秋冬季是否復出，取決于中國的調控力度。http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1216983.htmlhttp://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1217031.html 太陽輻射對流感病毒的影響我們在2009年6月25日指出，太陽活動對流感爆發的影響人們早就發現。在太陽黑子谷年，太陽活動減弱，輻射出的紫外線也減弱，這有利于微生物和病毒的滋生和繁殖（舊病毒復發）；在太陽黑子峰年，太陽活動增強，輻射出的紫外線增加，有利于微生物和病毒的基因變異（新病毒產生）。這是流感大流行一定發生在太陽黑子極值年的原因。由于在太陽黑子峰年爆發的流感大流行起因于病毒基因變異，所以強度大，危害重，如1918-1919年、1957-1958年和1968-1969年；由于太陽黑子谷年的流感大流行起因于舊病毒復發，所以強度小，危害輕，如1900年和1977年。這是後兩次流感大流行被人們忽略的原因。http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-240114.html根據相關條件，2002年SARS發生在太陽黑子峰值，所以強度大。2020年武漢新型冠狀病毒發生在太陽黑子谷年，其強度相應變小。http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1215677.html 新型冠狀病毒在最適宜地方和時間出現，在防範最薄弱的地方聚集爆發，在有利條件消失後自行消失。其最大特征是病毒在空氣中的濃度變化：濃度小時人體免疫可阻止感染；超過臨界點將有少數弱體質人群被感染；高濃度將形成大規模流行，濃度降低將出現拐點，最後直至自動消失（見圖1-4）。http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1215691.html SARS事件、中東呼吸綜合症和新冠肺炎都發生在冬季，春季達到高潮，消失在夏季。圖1和圖3-4具有相同的時間規律。新冠肺炎在夏季消失，必須做好長期作戰的準備。相關報道戰疫！歐洲準備好了麼？WHO專家：衛生系統恐承額外巨壓2020年02月25日 02:10 一財網作者：馮迪凡錛高雅　　對抗新冠病毒疫情，歐洲準備好了麼？　　WHO緊急衛生事務項目執行主管瑞安（Michael J Ryan）在當地時間24日的記者會上指出，我們認為所有國家都有脆弱性，因為所有國家都有兩個共同點：第一，無論經濟多麼發達，這個國家也肯定存在易感人群；第二，

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許多衛生系統，尤其是在發達國家，經常是以100%的效率滿負荷運行的。　　截至第一財經記者發稿，意大利累計確診新冠病毒肺炎患者215例，累計5例死亡病例，其新冠疫情激增引發歐盟內部憂慮，

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然歐盟委員會在同日表示，目前歐盟尚未考慮中止申根區域內各國之間的自由流動，但歐盟也正在制定應急計劃。　　不存在“零風險”這回事　　歐洲疾病預防控制中心（ECDC）發聲明指出，目前未來幾天在意大利，乃至在歐盟都會出現更多新冠肺炎患者，ECDC對目前在歐盟和英國的居民感染新冠病毒的風險評估為“低到中級”。　　瑞安指出，當病毒開始傳播時，許多患有基礎疾病的老年人可能會受到負面影響，屬易感人群。再則，“在歐洲的醫院裡，你很難看到許多附加的床位。”瑞安指出，因此，歐洲國家和很多發達國家會遇到的問題是，衛生系統可能將承受額外巨大壓力，在每年冬季的季節性流感期間，我們都能看到這種現象。　　瑞安指出，破解之法在于，遏制新冠病毒的傳播，以待流感季節先結束。“這可以極大地解放衛生系統的承載力。”他強調，即使是將新冠病毒的傳播速度延緩一個月或六個星期，也非常有利于系統的運轉。“但的確，所有系統都是有脆弱性的。”　　瑞安再次強調，不存在“零風險”這回事，“我們不能封閉全世界。讓每個國家關閉自己的邊界，讓流動無法發生，

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這是行不通的，病毒是可以跨國傳播的。”　　“我認為我們應該重點關注的是，降低病毒外傳和傳播的風險，增加患病者的治愈率，並意識到病毒是可能會到來的，

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它可能會在任何國家造成疫情流行。”他指出，“但這是可以被管控，可以被應對的。不過，如果我們要說自己絕對可以阻止病毒從一個國家傳播到另一個國家，我們必須再仔細考慮考慮。”　　瑞安並指出，在每個國家新冠病毒傳播的方式都不太相同，有一些感染群是出于宗教聚集，有一些是家庭聚集。　　WHO傳染病危害管理部門主管畢萊安德（Sylvie Briand）則指出，我認為我們看到很多危機並不只是病毒造成的，幾年前發生的熱浪就是如此。“這表明每個國家都可能有漏洞，這就是我們拉響警報的原因。”她表示，“各國現在必須切實地考慮應對計劃，因為大部分國家往往在制定並測試了計劃後就擱置了大部分設施，我們要做到病毒來臨就立刻擊敗它。”　　病毒像流感一樣長存是一種可能性　　對于新冠病毒是否會像流感一樣長期存在這一問題，瑞安坦言，不知道現實在未來兩個月或半年的時間內將會怎麼發展。　　“我們的確有能夠遏制住病毒並打斷其傳播的可能性，但病毒也可能會安頓下來，成為一種季節性的傳播疾病，或者可能會加速成為全面爆發的全球性流行病。”他表示，“我們無法說到底是哪一種會成真，事實上，我們看到中國和其他一些病例數較少的國家已經成功地壓制和遏制了這種病毒。　　但（病毒像流感一樣長存）的可能性肯定是可能會發生的情況之一。”瑞安表示。點擊進入專題：聚焦新型冠狀病毒肺炎疫情責任編輯：張建利https://news.sina.com.cn/o/2020-02-25/doc-iimxxstf4108020.shtml?cre=tianyi&mod=pchp&loc=31&r=0&rfunc=79&tj=none&tr=12，