在现代农业中，过量施肥现象屡见不鲜。短期内，这虽能提高农作物产量，但长期来看，却因养分流失和温室气体排放对环境造成了损害。而且，肥料效率往往较低，大部分施用的肥料会与土壤颗粒长期结合，导致植物难以利用。大量施用易溶肥料虽能保障作物产量，却牺牲了环境质量和农业生态系统的恢复力，还会使作物“变懒”，根系发育不良，从原生土壤获取养分的能力下降。

不列颠哥伦比亚大学的土壤学家和生物地球化学家，聚焦于土壤系统的多尺度和跨学科研究。在自然生态系统中，比如加拿大广阔森林里的树木，即便在贫瘠土壤中也能茁壮成长，这是因为它们拥有深厚根系，进化出了有助于吸收养分的策略。一方面，树木会长出更大、更强壮、更活跃的根系，直接从土壤中获取更多养分;另一方面，会与土壤微生物合作增强养分获取能力。根系吸收养分时释放的根系分泌物，能分解有机物、溶解土壤颗粒，为植物根部提供可吸收的养分，同时也是土壤微生物的能量来源，有助于土壤碳储存和整体健康。

不列颠哥伦比亚大学的SoilRes3实验室开展土壤成因的跨学科研究，以土壤 - 植物反馈为基础，探讨不同生态文化背景下土地与人类的复杂关系，旨在增强生态系统的恢复力、抵抗力和适应力。研究发现，从长远看，减少施肥量对作物有益。减少施肥可增加根系分泌物产量，增强植物自身吸收养分的能力，减少对外部输入的依赖。同时，增加的根系分泌物能增加根际微生物活性，为土壤提供直接碳源，使土壤更健康。

氮和磷是植物生长最重要的营养元素，也是使用最广泛的肥料。该团队回顾了36项研究，涵盖30种不同作物和土壤环境，比较了常规施肥(最大限度提高产量)和减少施肥(尤其是减少氮和磷)两种条件下植物的反应。结果显示，磷肥减量一半可使根系分泌物增加30%，作物生长仅略微降低2%;而减少氮肥虽能使根系分泌物增加7%，但植物生长会降低20%。这表明优化农业中磷的使用可刺激更活跃的根系，增加渗出液产生。

不过，优化磷肥促进根系分泌而不牺牲产量，很大程度上取决于土壤类型。不同地区的土壤差异很大，根系分泌物对养分吸收和碳捕获的影响也因土壤条件(如土壤pH值、矿物学、水分、质地)而异。因此，提出的限制肥料以最大限度提高根系活性的策略，必须在现实环境中与农民合作，在不同的土壤和作物系统中进行测试。下一步，团队将研究不同土壤理化和生态文化背景下根系分泌物的响应和效应，田间试验对于根据当地情况调整此方法并确保其有效性和可扩展性至关重要。