民以食為天。農(nóng)業(yè)乃國之根本。農(nóng)民如何更有效地施肥？一方面提高糧食產(chǎn)量，用能實現(xiàn)緩解全球氣候變暖，實現(xiàn)這兩者的協(xié)同增效呢？近日，中國生物多樣性保護(hù)與綠色發(fā)展基金會（簡稱中國綠發(fā)會，綠會）國際部從國際知名期刊獲悉一文——《農(nóng)民如何更有效地施肥》。中國綠發(fā)會國際部現(xiàn)將該文整理編譯如下，供感興趣的讀者參考和了解。
（圖源：CC0 Public Domain）
一氧化二氮是一種強(qiáng)大的溫室氣體。在100年的時間里，它的全球變暖潛力可能是二氧化碳的300倍。在全球范圍內(nèi)，超過一半的人為氮氧化物排放來自農(nóng)業(yè)。因此，減少氮肥的使用和提高作物的氮素利用效率是氣候保護(hù)的重要措施。
由維也納大學(xué)維也納代謝組學(xué)中心（VIME）領(lǐng)導(dǎo)的一個國際小組目前在《植物科學(xué)趨勢》中提出一個新概念，通過該概念可以提高氮肥的效率，減少一氧化二氮的排放。
這些新研究的主要目標(biāo)是，在多年研究的基礎(chǔ)上，為農(nóng)民提供一種更好的經(jīng)濟(jì)選擇，他們可以使用作物植物衍生的生物抑制劑，而不是高污染的化肥。這項研究的一項重要任務(wù)是更好地了解復(fù)雜的根系-土壤微生物群落生態(tài)系統(tǒng)，并開發(fā)一個能夠利用根系-土壤平衡進(jìn)行可持續(xù)下一代農(nóng)業(yè)的技術(shù)平臺。維也納大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的國際小組現(xiàn)在朝著這個方向邁出了重要一步。
土壤中的微生物產(chǎn)生溫室氣體
這項研究的背景是植物栽培過程中會產(chǎn)生被稱為硝化作用的有害溫室氣體。土壤中的微生物將氮肥轉(zhuǎn)化為氧化氮和其他物質(zhì)。為了抵消這一點(diǎn)，在農(nóng)業(yè)中使用硝化抑制劑，可以減緩氮肥的硝化作用。
政府間氣候變化專門委員會（IPCC）建議將這些抑制劑作為緩解氣候變化的手段，并已在農(nóng)業(yè)中使用；但它們也有缺點(diǎn)，例如效率低、不可生物降解和對環(huán)境有毒。然而，也有天然存在的所謂生物硝化抑制劑（BNI）：例如，植物根系可以分泌具有類似效果的化合物，對土壤中的硝化微生物具有抑制作用。
尋找更有效的天然硝化抑制劑的新方法
在日本國際農(nóng)業(yè)科學(xué)研究中心（JIRCAS）的參與下，維也納代謝組學(xué)中心（VIME）現(xiàn)在提出了一種新的方法，可以更好地理解和使用硝化過程中的自然減速。
維也納代謝組學(xué)中心主任、該研究的主要作者、系統(tǒng)生物學(xué)家和生態(tài)學(xué)家沃爾夫蘭·韋克韋特（Wolfram Weckwerth），解釋說“通過一種新的整體方法，我們正在揭開理解植物根系分泌物和土壤中硝化抑制化合物之間相互作用的新篇章。最重要的是，我們開發(fā)了更有效地進(jìn)行這一過程的植物。理想情況下，這些作物不僅能提供我們的主食，而且還能顯著改善現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中不利于氣候的氣體?！?/p>
阿林達(dá)姆·加塔克（Arindam Ghatak）也是維也納大學(xué)的生態(tài)學(xué)家，也是該研究的主要作者之一。他補(bǔ)充道：“表征植物根系釋放的物質(zhì)，并解碼與土壤生物的相互作用很重要。借助復(fù)雜的代謝組學(xué)分析平臺，我們可以測試根系的信使物質(zhì)，從而測試它們抑制或阻止硝化過程的潛力。這可以通過使用蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)等組學(xué)技術(shù)實現(xiàn)。”
原文參看：https://phys.org/news/2022-10-farmers-fertilize-efficiently.html
編譯：Daisy
審核：Lucy
編輯：angel
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