新方法可以显著减少农业温室气体排放

挪威生命科学大学（NMBU）和国际应用系统分析研究所（IIASA）的新研究建议使用土壤细菌来减少食品生产中的温室气体排放。这项研究发表在《自然》杂志上

氮肥会导致农业土壤中温室气体一氧化二氮（N2O）的排放，占农业温室气体排放总量的很大一部分。长期以来，人们一直认为这些N2O排放是不可避免的

然而，NMBU领导的一个国际研究小组发现了一种减少这些排放的方法。他们已经鉴定出细菌可以在土壤中形成一氧化二氮时“消耗”它，防止气体逃逸到大气中。研究人员认为，仅凭这种方法就有可能将欧洲的农业一氧化二氮排放量减少三分之一

N2O问题

植物需要大量的氮才能生长。因此，生产性农业需要充足的氮肥供应。这一直是农业的一个瓶颈，直到Fritz Haber开创了用大气氮工业化生产氮肥的技术。120年来，这项技术为世界粮食生产与人口增长保持同步做出了贡献

然而，土壤中存在产生温室气体N2O的微生物，施肥会刺激这种产生

该研究的合著者之一、IIASA能源、气候和环境计划污染管理研究小组的高级研究员Wilfried Winiwarter解释道：“这种温室气体的影响大约是二氧化碳的300倍，农业约占欧洲N2O排放量的四分之三。”

“此外，在全球范围内，农业是大气中一氧化二氮的主要来源。一氧化二氧的排放主要由土壤细菌调节，由于其难以捉摸的性质，减少排放的工作具有挑战性，”他补充道

NMBU的研究人员已经对土壤中的微生物如何转化氮进行了20多年的基础研究。除其他外，他们还彻底研究了当微生物无法获得足够的氧气时会发生什么，这种情况被称为缺氧

施肥时（以及降雨期间），土壤的某些部分会缺氧。由于微生物无法获得氧气，它们被迫寻找其他方式获得能量。许多微生物可以使用硝酸盐代替氧气，并通过一种称为脱氮的过程将硝酸盐转化为其他气体。其中之一是一氧化二氮，通过这种方式，微生物会导致温室气体排放

研究人员在这一过程的调控方面取得了重大发现，并开发了一种独特的反硝化研究方法。除其他外，他们在实验室和现场使用机器人解决方案，并开发了一种特殊的机器人，可以实时测量土壤中的一氧化二氮排放量

减少N2O排放的解决方案是使用一种特殊类型的细菌，这种细菌缺乏产生一氧化二氮的能力，但可以将一氧化二氢还原为无害的氮气（N2）

该研究的主要作者、NMBU教授Lars Bakken表示：“如果我们在用作肥料的有机废物中种植这些微生物，我们可以减少N2O的排放。这可能意味着农业N2O排放问题的解决方案。”

“但要找到合适的细菌并不容易。它必须能够在有机废物中快速生长，在土壤中发挥良好的作用，并能存活足够长的时间，在整个生长季节减少一氧化二氮的排放。从实验室测试到在自然界中进行试验，并确保它能真正减少田间的一氧化二碳排放，这也是一个挑战，”Bakken补充道

研究团队目前正在努力寻找更多消耗一氧化二氮的细菌，并在全球用作肥料的不同类型的有机废物中进行测试。目标是找到一系列可以在不同类型的土壤和各种肥料混合物中发挥作用的细菌