化肥导致“氮污染”?这种玉米能从空气中自给自足

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据美国生活科学网站报道,两种生活黏液玉米并能避免地球上最大的污染现象吗?它可能性看上去不需要像你前一天所见过的任何玉米物种,玉米茎杆高5米,要花费是普通玉米的两倍多,生长出指状突起物,后面 覆盖着一层黏液。

尽管你這個玉米看上去非常怪异,像是来自外星球,但它原产地是墨西哥瓦哈卡州塞拉米谢地区,当地人长期种植并食用你這個玉米,它还有另两种生活令人震惊的价值形式——这是科学家迄今所知唯一可不并能直接从空气中吸收氮,并利用氮生长的玉米品种。

氮是两种生活必需营养物质,你這個黏液玉米并能吸收改变全球气候的氮气,从而减少氮污染,目前氮污染已成为困扰全球的最大环境现象之一。

固氮的作用是那此?

地球所有生物都须要氮,例如:它们须要氮构造蛋白质,使生物体并能正常生长。嘴笨 大气中78%是氮,怎么让动物和大多数植物都无法获得。美国加利福尼亚州大学戴维斯分校植物生物学家艾伦·本奈特(Alan Bennett)说:“这是可能性让当当另一个人空气中的氮是由有有一一俩个紧密结合在同時 氮原子构成,这须要少许的能量并能进行分解。”

在农作物中,只能大豆、黄豆和苜蓿等豆科植物并能吸收氮,怎么让它们只能在微生物的帮助下并能实现。本奈特说:“微生物利用两种生活酶,将大气中的氮转化为可用形式,例如:氨(氮分子与3个氢分子结合)可能性硝酸盐(氮分子与3个氮分子结合)。

法律法子美国明尼苏达大学农作物生态学家福特·丹尼逊(R. Ford Denison)的观点,小麦、水稻和玉米等大多数农作物都无法将大气中的氮转化为可用营养物质。

为那此会居于氮污染呢?

可能性农作物无法将空气中的氮转化为让当当另一个人可不并能使用的形式,农民须要以肥料的形式为让当当另一个人提供氯化氢气体氮。20世纪初,德国科学家弗里茨·哈博(Fritz Haber)研制了两种生活叫做“哈博尔-博世(Haber-Bosch)”的技术,并能将大气中的氮转化为氨,这是合成肥料的基础,全球近一半的农民全是使用合成肥料。可能性只能生产合成肥料的能力,让当当另一个人就无法提供满足全球居民生活的食物。

然而,居于的现象是农民真难准确评估须要多少肥料,从而意味着肥料使用过度和浪费,马里兰大学环境科学家中心环境科学家家张新(音译)称,化肥暗含57%的氮最终会污染地球环境。

肥料中氯化氢气体氮流入将干扰地球正常的自然氮循环,通常状况下,那此氮物质再循环再次进入土壤之中。例如:植物中的氮是两种生活可用营养形式,统统当植物叶子脱落、种子心智心智性性性性成熟是什么是什么可能性死亡时,氮物质将再次返回土壤中,为其它植物提供营养。动物也会通过尿液和粪便的法律法子将可用氮返回土壤,丹尼逊说:“关键现象在于只能人并能将氯化氢气体氮运送到很远的地方。”

当农作物运输至全球各地,氮物质不需要会充分循环,从而迫使农民通过施放肥料对农作物补充氮物质。

这有那此大不了的?

30009年出版的《自然:世界主要环境现象》杂志中一篇分析文章指出,研究人员发现氮污染可能性超过了可能性导毁灭性影响的临界点。法律法子科学分析,地球还居于另外有有一一俩个现象,那随后 气候变化跟生物多样性减少。

例如:在美国,化肥中过量的氮最终流入河流和水道,汇入墨西哥湾。藻类以氮作为食物,随着藻类少许繁殖,氮物质数量也逐渐增多。然而,一旦海洋藻类死亡,将使分解藻类的微生吞噬海水中所有氧气,形成所谓的“海洋死区”,并能杀死海洋生命。美国国家海洋和大气管理局(NOAA)评估称,墨西哥湾的“海洋死区”面积要花费美国新泽西州大小。

同時 ,硝酸盐也将以毒性物质流入水域,一些氮可不并能释放满空气中,形成一氮化二氮(有有一一俩个氮分子和有有一一俩个氮分子结合),从而消耗臭氧层,产生意味着全球气候转暖的温室氯化氢气体。

化肥制造两种生活也是有有一一俩个能源密集型过程,可不并能制创造造出温室氯化氢气体。加利福尼亚州大学伯克利分校农业经济学家戴维·齐尔伯曼(David Zilberman)称,化肥价格昂贵,在全球范围内会造成高达数十亿美元的浪费。

联合国预测称,到203000年,全球总人口将接近3000亿,对于食物和氮的需求只会加剧。

你這個黏糊糊的玉米并能拯救让当当另一个人吗?

8月7日《美国公共科学图书馆·生物学》杂志发表一篇最新研究报告称,墨西哥瓦哈卡州塞拉米谢地区生长玉米上的黏液喂养两种生活特殊微生物,它们可不并能将空气中的氮气固定下来。尽管科学家发现你這個玉米具有吸收氮的独特作用,并对该现象感到兴奋不已,怎么让它可能性不需要立即避免任何现象。本奈特说:“当然你這個玉米在种植区产量很高,怎么让不需要直接适用于传统的玉米生产法律法子。首先,玉米心智心智性性性性成熟是什么是什么须要8个月,比传统玉米3个月的心智心智心智性性性性成熟是什么是什么要长。”

研究人员测量报告显示,你這個玉米固氮含量较低,与农民对施加氮肥相比,所吸收的氮量微居于问题道。怎么让你這個玉米具有重要意义,研究它可能性会帮助研究人员设计可能性培育“固氮玉米”,你這個改良农作物要么依靠自身,要么获取微生物的帮助,它将造福人类,可在减少施肥的状况下保证产量。怎么让丹尼逊表示,该技术实现的挑战性很大。

为了固定氮,微生物须要少许的能量,这就须要氧气。怎么让氧气会分解微生物用于固定氮的酶。豆科植物避免你這個现象的法律法子是将微生物放置在植物根部,植物可不并能在根部控制微生物的氧气吸收量。怎么让使玉米具有你這個能力居于很大的挑战。丹尼逊说:“估计在我有生之年,是不需要看了这项技术的实现。”

本奈特对此非常乐观,生物技术公司、农业公司、初创公司,甚至盖茨基金会都投入了少许资源开发固氮农作物。他指出,我对此非常有信心,所有那此法律法子将在未来5-10年内以两种生活法律法子融合趋同,让当当另一个人可能性会看了传统玉米作物的氮元素固定水平显著提升。

可能性前一天的技术真的实现,怎么让对一些农作物全是效,你這個收益将是巨大的。齐尔伯曼说:“对于那此无力支付化肥费用的贫穷农民,例如:非洲南部农民,通过该技术可不并能显著提高农作物产量。在最乐观的状况下,全面采用植物固氮技术可在全球范围内节省170-700亿美元费用。”

他还指出,这是一项革命性技术,它将能够农民,能够消费者和环境。与此同時 ,农民只能在必要的时间和地点采取法律法子提供肥料,作为“精准农业”的一帕累托图,传感器和无人机等新型技术正在帮助农民提高产量。