研究人员发现温室旁路氮
这一发现可能为农民提供一种减少施肥土壤有害排放物的方法
关心切萨皮克湾健康的人都知道，氮是一种主要污染物，过量的氮流入海湾水域会导致藻华和低氧死区。也许人们不太熟悉的是，一种氮气在温室变暖和地球臭氧层破坏中起着重要作用。
现在，包括威廉玛丽大学弗吉尼亚海洋科学研究所的B.K. Song在内的一个国际科学家小组发现，这种被称为N2O或氧化亚氮的强效温室气体的产生可以被绕过，因为土壤、水和肥料中的复杂氮化合物会分解成构成我们大气大部分的非活性氮气（N2）。
他们的发现发表在最近一期的《自然科学报告》（Nature Scientific Reports）上，揭示了全球氮循环的一条全新途径，并可能为农民和其他人减少有害气体排放提供新途径。该研究的主要作者是新西兰土地保护研究所的丽贝卡·菲利普斯，以及土地保护研究所的同事安德鲁·麦克米兰、格温·格雷特、贝文·威尔和帕尔玛达·蒂拉克。康涅狄格大学的克雷格·托拜厄斯也参与了这项研究。
农业向大气中排放的一氧化二氮比其他任何人类活动都多——主要是通过氮肥。这种温室气体吸收热量的效率是二氧化碳的300倍，是甲烷的10倍。一氧化二氮也会进入平流层，破坏臭氧。
目前的观点认为，当土壤中的氮（包括氨、铵和尿素等肥料成分）分解时，不可避免地会产生一氧化二氮。也有人认为，这种分解过程被称为反硝化，需要微生物的作用，并且只能在缺氧的情况下发生。
目前的研究反驳了这些长期以来的观点。
菲利普斯说：“我们的发现质疑了一氧化二氮是形成氮气所需的中间物的假设。”“他们还对微生物产生氧化亚氮是否必须在缺氧的情况下进行提出了质疑。”
“我们现在有了一个不需要微生物的途径，”宋补充说。“反硝化过程可以通过非生物方式进行，不需要细菌或真菌。”
该团队的发现可能会导致实际应用，以减少环境中过量氮的影响，这是他们最近在华盛顿特区举行的一次会议上展示他们的发现时关注的主题，该会议由美国农业部和国家综合水质计划赞助。
宋说：“这可能会给我们一种方法来设计这个系统，以降低固定氮的水平。”“通过改变肥料中氮化合物的类型和比例，你可能有一个更好的方法来减少过量的氮，并减轻附近水域的富营养化或营养富集。”
菲利普斯补充说：“进一步的研究可以告诉农民如何培养对氮管理有用的土壤有机质。有机形式的土壤氮，如植物和真菌的废物，可以帮助将多余的无机氮转化为对环境无害的形式，否则无机氮会被浸到水中或作为一氧化二氮排放。”
然而，科学家们表示，需要更多的研究来准确测试哪种形式的有机氮最有效。该团队目前正在为进一步的资助提出建议，这将使他们能够研究将土壤和水中多余的氮转化为不产生N2O的非活性大气N2气体的农场应用。这可能使科学家们能够在避免温室气体排放的同时，找到管理农业氮肥命运的选择。
这项工作的部分资金来自美国农业部对宋的拨款，以及新西兰商业创新和就业部、新西兰皇家学会国际旅行计划和新西兰生态系统和全球变化基金的奖励。
土地保护研究是一个专注于环境科学的皇家研究机构。其作用的一个关键部分是支持负责制定和实施有效的环境政策、法规和实践的机构，以实现土地、水和生态系统服务的可持续管理。
弗吉尼亚海洋科学研究所是美国最大的海洋研究中心之一。VIMS提供研究、教育和咨询服务，以帮助保护和恢复切萨皮克湾和沿海水域。该研究所通过其海洋科学学院提供硕士和博士学位，该学院是威廉与玛丽学院的一部分。
