玉米非常喜欢自己的空间——以至于它有一种独特的方式告知周围的作物，如果田地变得过于拥挤。这种偏好并非源于幽闭恐惧症。相反，研究人员发现，玉米（Zea mays）会释放一种气态防御机制，以保护自身和周围的植物免受潜在的危险害虫和病原体的侵害。
中国浙江大学的一个团队最近研究了玉米作物密集种植的条件，以了解近距离种植如何影响外部威胁，包括贪婪的昆虫和微生物疾病。在对多个玉米试验田进行挥发物分析后，农业科学家发现，某些条件会触发植物的免疫反应，这类似于它如何通过物理调整生长形态来最大限度地吸收阳光。
研究人员很快观察到，在高度密集的田地里发生了一系列级联的化学反应。一旦玉米植株感觉到叶片“墙壁”逼近，就会释放一种称为芳樟醇的挥发性气体。这种萜烯醇由多种植物产生，存在于许多香水和清洁产品中。它通常被描述为具有复杂的花香，类似于辛辣的木香或法国薰衣草。检测到这些气味的邻近玉米随后增加了根部分泌茉莉酸酯等激素的产量。然后，根部分泌额外的苯氧嗪类化合物——这是一类化学物质，能够改变土壤的细菌构成，从而保护它们免受饥饿害虫的侵害。
“当芳樟醇浓度超过阈值时，它会触发玉米植株（Zea mays）根部的化学反应。这最终会导致土壤微生物群落——微生物组——发生改变，从而对植物的生长和防御产生持久的影响，”一篇与该团队近期在《科学》杂志上发表的论文相伴的“视角”文章解释道。
该团队指出，高密度玉米田在短短三天后就增强了它们对毛虫敌人的化学防御能力。这些微妙的土壤变化也远远超出了原始作物的影响范围。后续的玉米世代似乎不仅对毛虫，而且对土壤病原体和线虫都表现出更好的抵抗力。这表明，拥挤的田地会改变土壤，以帮助提高未来植物的存活率。
然而，这种巧妙的防御也有一个缺点。研究人员指出，在这种情况下，玉米的整体生长速度会降低，因为更多的资源被用于防御反应。尽管如此，这一发现可能很快为农民提供更好、更绿色的作物保护策略，而无需依赖有害的杀虫剂。
研究人员总结道：“通过育种、微生物接种剂或合成生物学来利用这种天然防御途径，可以开发出更具弹性的作物，并且减少化学投入。”
