研究人员发现一种微生物有能力减少农田中持久性温室气体

在温室气体排放领域，二氧化碳是主要责任方。但全球农田中繁衍生息的微生物会排放出一种更为有害的气体——一氧化二氮，科学家们一直在寻找解决这一问题的方法。

现在，一些研究人员认为他们发现了一种可以提供帮助的细菌。他们在本周的《自然》杂志上撰文称，大量的实验室和田间试验表明，这种天然细菌可以减少一氧化二氮，而不会破坏土壤中的其他微生物。这种细菌在土壤中也能很好地存活，而且生产成本相对较低。

“我认为我们在这里开辟的道路为农田土壤的生物工程开辟了许多新的可能性，”挪威生命科学大学教授，该研究的作者之一拉尔斯巴肯说。

一磅一氧化二氮(俗称笑气，可以让坐在牙医椅上的人放松)可以使大气变暖，其增温速度是一磅二氧化碳的265倍，并且可以在大气中存留一个多世纪。美国环境保护署称，农民大量使用氮肥，导致土壤中氮肥产量增加，到2022年，氮肥将占美国人类活动排放的温室气体总量的6%。

减少化肥使用可能会有所帮助，但农作物产量最终会下降。

这是农业领域的一个大问题，“因此，他们开发出一种独特的策略来大幅减少这一问题，这真的很有趣，”普渡大学土壤微生物生态学教授洛里·霍格兰(LoriHoagland)表示，尽管她没有参与这项研究。

巴肯和他的同事利用有机废物来培养细菌，他们认为许多农民已经使用了经过加工的粪肥，因此很容易将其融入日常生活。在过去的研究基础上，他们寻找一种微生物，这种微生物可以存活足够长的时间，真正减少一氧化二氮的排放，但又不会在土壤中停留太久，以免破坏对农作物健康至关重要的其他微小生命形式。

在田间试验中，他们使用巡检机器人昼夜不停地测量一氧化二氮排放量，比较有细菌和没有细菌的土壤状况。他们发现，细菌将初次施肥的氧化二氮排放量减少了94%，几周后，又将后续施肥的排放量减少了约一半。大约三个月后，微生物生命形态的构成没有变化，这表明细菌不会破坏土壤。

他们选定的细菌是Cloacibacteriumsp.CB-01，天然存在于厌氧消化器中，这种机器已经被用来将牛粪等有机废物转化为生物燃料。亚利桑那大学土壤微生物学家PaulCarini表示，这种细菌未经基因改造，这可能会让其更容易被接受和采用，他也没有参与这项研究。

巴肯表示，如果经济条件允许的话，这种细菌最快可在三到四年后被添加至农场使用的某些肥料中。

卡里尼认为确实如此。

他说：“任何时候，只要利用一个行业的废品来造福另一个行业，都是非常划算的。”

然而，巴肯指出，农民减少一氧化二氮排放并没有得到任何回报，他认为必须提供更多的激励措施来减少排放。“当局的任务是制定政策手段，以某种方式使其盈利，”他说。

普渡大学教授霍格兰表示，由于农场土壤类型多种多样，在将这种细菌推广到世界各地之前，可能需要在田间条件下进行更多的研究。

她说：“如果他们能让这种技术在不同土壤和其他物质上发挥作用，肯定会产生巨大的影响。”

卡里尼说，这一挑战长期以来一直困扰着学术界和大型农业公司，他们一直试图开发可以添加到土壤中产生有益效果的生物。他说，尽管许多这方面的研究结果不尽如人意，但这次的研究结果更明确。

和霍格兰一样，他说还需要做更多的工作来证明这种细菌的有效性。但他称这项研究是选择可添加到土壤中的有益生物的蓝图。

“我认为这是土壤农业研究的下一个前沿，”他说。

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