老葉的植物王國

在美國，由於使用抗殺草劑（年年春）的作物，加上免耕耕作法（no-till farming），農民年復一年地使用年年春，造成對殺草劑產生抗性的雜草越來越多。在2013年，有七千萬英畝的農田被抗殺草劑的雜草入侵（詳見「 美國中西部抗藥性雜草大爆發 」），使得專家們建議農民們可能要開始考慮回到深耕了。 最近，堪薩斯州立大學（Kansas State University）的研究團隊，使用了螢光原位標示技術（fluorescent in situ hybridization，FISH），發現了包括地膚（kochia， Kochia scoparia ）、帕爾默莧菜（Palmer amaranth， Amaranthus palmeri ）以及莧屬植物（common waterhemp， Amaranth rudis ）對於年年春的抗性機制。 地膚。圖片來源：" Kochia aka Fire bush 7128 " by Rameshng - Own work . Licensed under CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons . 原來，年年春之所以能成為全效性的殺草劑，是因為它抑制了EPSPS（5-Enolpyruvylshikimate-3-Phosphate Synthase）這個酵素。EPSPS將莽草酸-3-磷酸（shikimate-3-phosphate）與磷酸烯醇丙酮酸（phosphoenolpyruvate，PEP）加在一起，產生5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸（5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate，EPSP）。 EPSPS酵素參與的反應。圖片來源：" EPSPreactionII " by Boghog - Own work . Licensed under CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons . EPSP往下繼續合成酪氨酸（tyrosine）、苯丙氨酸（phenylalanine）與色氨酸（tryptophan），由於植物是自營生物，不能如動物由食物中取得氨基酸，因此，當EPSPS被年年春抑制時，植物便因為無法合成這三個氨基酸而死亡。 對於年年春有抗性的基改作物，是因為轉入了農...

今年美國堪薩斯州的農民發現，他們最愛用、也最好用的除草劑嘉磷塞（在台灣叫年年春）已經不好用了。過去這種農藥噴到哪裡，草就死到哪裡；但是今年它的效果卻很差。而這樣的現象，不只在堪薩斯州，在美國的很多地方都出現了。 嘉磷塞（年年春，glyphosate）。圖片來源： wiki 農民們都慌了。如果不能用除草劑，那要怎麼殺雜草呢？ 堪薩斯州的雜草專家說，如果嘉磷塞已經沒辦法了，他們唯一的建議就是：回到幾十年前的老方法，用耕耘機深耕吧！ 原來，在最近這幾十年，美國的農民們已經不再使用耕耘機深耕土地了；為什麼呢？ 因為，雖然用耕耘機進行深耕，可以把收割後留在土壤表面的雜草、雜草種子、害蟲的蟲卵都翻到土壤的下層，這樣就可以把它們殺死，下次要播種的時候，就可以少用農藥了；但是深耕也同時將深處的土壤翻出來到表面，而土壤裡面有很多對農作物有益處的細菌。當他們被暴露在空氣裡，有些細菌就會死亡。另外，通常農民在用耕耘機深耕以後，為了要確定那些雜草、害蟲一定會死掉，接著會有幾個星期，農民會讓土地閒置在那裡，什麼也不做。 在這段時間裡，這些土壤就在田裡任由日曬雨淋；沒有植物在上面擋著，當風吹過來，這些土壤，就被風帶走了；遇到下雨，這些土壤，就被雨水帶走了。於是，可以用來耕種的土壤就變得越來越少了。雖然風跟水每次帶走的土壤似乎並不多，但是科學家們預估，如果繼續下去，農地的生產量會在三十到五十年之間減半。 所以，為了減少土壤的損失，美國的農民們在幾十年前就開始使用「免耕耕作法」了。 「免耕耕作法」是什麼呢？簡單來說，就是在收割以後，農夫不去清理土地。當然，土地不清理，除了殘留的農作物會長出新芽以外，雜草也會開始生長；等到農夫準備開始種新的農作物之前，就要先噴灑除草劑，讓田裡的植物全部死光光以後，才能種新的囉！ 既然目的是要完全消滅土地上原有的植物，所以嘉磷塞就成為農夫們最愛用的除草劑了。因為嘉磷塞會使得植物無法合成氨基酸，所以任何植物只要一碰上它，很快就會死掉。對農夫們來說，這種除草劑真的是太好用了！ 但是年復一年的使用除草劑，最後卻使得雜草們發展出抗藥性；於是就有了今年的問題。雖然「免耕耕作法」解決了土壤流失的問題，但是卻使農夫們大量使用除草劑，造成抗藥性雜草增加，感覺上似乎是用一個新的問題來解決舊的問題啊！ 對嘉磷塞產生抗藥性的雜草之一， ...