这个故事最初出现在Eos中作为《今日气候报道》的一部分在这里重新出版，这是一项全球新闻合作，旨在加强对气候故事的报道。

一个国际研究小组对全球数据集进行了比较和平均，该研究小组的最新发现表明，自1961年以来，氮利用效率下降了22%。氮利用效率是一个描述作物收获后肥料用量的指标。

肥料和粪肥中过量的氮污染水和空气，侵蚀大气中的臭氧，危害动植物。过量的氮也会反应生成一氧化二氮，一种温室气体300倍的效力比二氧化碳。

关于氮肥利用效率的确切数值仍然存在重大分歧，但目前的估算值被各国政府和在管理农业污染的国际谈判中使用。

“如果我们不应对氮的挑战，那么应对几乎所有其他环境或人类健康挑战就会变得更加困难。”大卫·坎特纽约大学的环境科学家、国际氮行动的副主席在5月告诉《新科学家》。斯里兰卡和联合国环境规划署呼吁各国到2030年将氮废物减半科伦坡宣言.

尽管全球平均水平有所下降，但得益于技术和法规，发达经济体的氮肥施用效率有所提高，上个月明尼苏达大学的最新研究结果以及国际肥料发展中心的田间试验只是限制氮污染而不影响产量的两个正在进行的研究实例。

过犹不及

氮是植物生长所必需的营养素：它是蛋白质氨基酸、光合作用叶绿素、DNA和释放能量的三磷酸腺苷的重要组成部分。

化学家弗里茨·哈伯1918年发明了一种制造氮肥的工业方法，这种做法得到了推广。自20世纪60年代以来，作物的氮肥投入翻了两番。2008年，用氮肥生产的粮食养活了世界上一半的人口。

如果我们不应对氮的挑战，那么应对几乎所有其他环境或人类健康挑战就会变得更加困难。

然而，施用于作物的氮肥往往会流向别处。远离植物根部的肥料意味着一些氮在植物使用前被冲走或转化为气体。在植物生长周期中的一个不恰当的时刻施用的肥料会被浪费掉。在某一点上，增加更多的肥料并不能提高产量：单靠氮肥一株植物的产量是有限的。

“一般来说，在氮肥管理中有一件很明显的事情，那就是似乎有一种避免施用剂量过低风险的趋势，”他说托尼·维恩，普渡大学的农学家。

在世界上许多地方，廉价的补贴化肥对生产足够的粮食至关重要。但如果不加以控制，补贴会鼓励农民申请超出他们需要的补贴。根据植物科学家的说法拉吉夫·斯拉在科罗拉多州立大学，研究精确农业的农民们努力地施用适量的肥料90%的时间.

90%的效率目标

根据来自10个数据源的13个全球数据库的平均数据，2010年，161太克氮被用于农作物，但只有73太克氮被用于收获的作物。总共有86太克的氮被浪费掉了，可能最终进入了水、空气或土壤中。这项新的研究发表在《华尔街日报》上天然食品七月。

环境科学家说，全球范围内，氮的利用率为46%，但这一比例应该更接近100%鑫张他领导了这项最新的研究。张说，氮效率最低的作物是水果和蔬菜，约为14%。相比之下，大豆自然固氮细菌，具有较高的工作效率80%.

欧盟(eu)氮专家小组建议氮的利用效率为在90%左右作为上限。欧盟已经减少氮废物在过去几十年中，尽管进展停滞不前。

美国同样通过改善管理和技术减少了损失。Vyn说，例如，尽管美国玉米田每英亩施用氮肥的数量从1980年到2010年保持稳定，但同期农作物的平均产量增加了60%。这些收益可以隐藏在全球氮肥利用效率等宽泛的指标中。

张说:“最紧迫的地方将是中国和印度，因为它们是世界上五大化肥消费国中的两个。”报告显示，中国设定了2015年化肥使用量零增长的目标有前途的初步结果.

培养方案

明尼苏达大学(University of Minnesota)的一项新研究使用基于机器学习的元模型表明，可以在不损害利润的情况下减少化肥用量。

氮肥用量减少10%只会导致产量减少0.6%，减少一氧化二氮的排放和氮的浸出。生物产品和生物系统工程师表示:“我们的分析揭示了一些热点地区，可以在不影响产量的情况下削减过量氮肥。Zhenong金在明尼苏达大学。

在源头正确施肥也有帮助：国际肥料发展中心开发的一项技术取得了成效高达百分之八十在国内外的野外研究中采用尿素深埋植。这种方法将廉价的氮肥埋入土壤，直接将氮肥注入植物，减少了损失。

许多其他倡议和技术，包括为农民提供更好的数据对于固氮细菌，也显示出希望。即使是像这样简单的实践安装路边沟渠能帮上忙。

与此同时，Vyn说，研究人员必须致力于完善测量氮捕获的科学工具。在最新研究分析的数据库中，氮输入的中值和异常值之间的差异高达33%。

Vyn说：“氮过剩的故事有时很容易在一个简单的关于农田内氮和农田外氮的争论中被捕捉到。”。“这更复杂。”他说研究目的通过了解植物基因型和管理因素，提高氮素回收效率。

张的下一步研究步骤之一是改进作物中氮含量的量化，目前基于简单的测量。“有一些零散的证据表明，随着产量的增加，氮含量实际上正在下降。这对我们计算的效率也有很大影响，”张说。