另類玉米會不會成為地球最大的污染問題之一，長著「紅色的手指」

它看起來不像普通的玉米。它大約是傳統玉米的兩倍高（5米）。其從地面上伸出的莖稈是空氣根，「紅色的手指」狀突起被粘在泥中。

圖源：Mars, Incorporated

這種玉米原產於墨西哥瓦哈卡的塞拉地區，當地人長期在那裡種植和食用這種玉米。這是科學家知道的唯一能從空氣中直接吸收氮氣並利用它生長的玉米。

作物利用大氣氮作為主要營養物生長，將能改變世界，減少氮污染。氮污染已成為全球最大的環境問題之一。

圖源：it"s me neosiam

生物都需要氮，用於建立生物體生長所需的蛋白質。儘管大氣中有78%的氮，但它和動物以及大多數植物都是無法接觸的。這是因為空氣中的氮氣由兩個緊密結合在一起的氮原子組成，需要大量的能量才能分解。

在作物中，只有豆類，如大豆、苜蓿，在細菌的幫助下才能進入這種氮。微生物使用一種酶將大氣中的氮轉化或「固定」為可用的形式，例如氨（1個氮分子與三個氫分子結合）或硝酸鹽（1個氮分子與三個氧分子結合）。

因為作物不能把空氣中的氮轉化成它們可以使用的形式，所以農民必須以肥料的形式為它們提供固定的氮。在20世紀早期，德國科學家弗里茨·哈伯發明了將大氣中的氮轉化成氨的處理方法，這是合成肥料的基礎，幾乎使用了半個世界。如果沒有生產合成肥料的能力，我們就不能生產出足夠的糧食來滿足當前的人口生存需求。

問題是農民很難精確估計需要多少肥料，這導致過度使用和浪費。馬里蘭大學環境科學中心的環境科學家Xin Zhang說，肥料中大約57%的氮最終用來污染環境了。

這擾亂了地球的自然氮循環。通常，氮氣被循環回土壤中。例如，當植物落葉、落籽或死去時，氮會返回土壤供其他植物使用。動物還通過尿和糞便將有用的氮帶回土壤。

當農作物運到世界各地時，氮氣不會被回收利用，迫使農民用化肥補充肥料。

在美國，肥料中的過量氮最終流入河流和水道，流入墨西哥灣。藻類在氮上生長、繁殖，但當藻類死亡時，引起分解的細菌會吞噬水中所有的氧氣，從而形成所謂的死亡區域，殺死海洋生物。美國國家海洋和大氣協會估計，墨西哥灣的死亡區面積約為1個新澤西州（2.0295萬平方公里）。

硝酸鹽也可以滲入到有毒的水供應系統中。Zhang說，一些氮氣可以以一氧化二氮（兩個氮分子與氧分子結合）的形式釋放到空氣中，形成導致全球變暖的溫室氣體。

肥料本身的生產也是一個能源密集的過程，產生溫室氣體。

根據聯合國預測，到2050年全球人口將達到接近100億，對食品和氮的需求只會加劇。

科學家在8月7日發表在《PLOS生物學》雜誌上的一項新研究中描述了塞拉混合玉米上的粘液，它餵養著一群細菌，這些細菌能將氮固定在空氣中。

研究人員測量了玉米的氮含量，從29%到82%都有。但研究人員說，與農民耕地時的需要量相比，這一數字是微不足道的。

為了固定氮，細菌需要大量的能量，這需要氧氣。但是氧分解微生物依賴於固氮的酶。豆類植物通過將細菌儲存到根部的結節上來解決問題。在玉米中開發或開發這種能力是一個巨大的挑戰。

如果這種技術真的通過了，而且它對其他作物也有效，那麼它的好處是巨大的。對於那些貧窮的、買不起化肥的農民來說，此舉能大大提高他們的收益。在最樂觀的情況下，全方位種植可能會在全球範圍內節省170億到700億美元的成本。

「這項技術將是革命性的，」他說。對農民有好處，對消費者有好處，對環境有好處。

本文根據外國媒體近期報道編寫，未標註圖片源於網路。

潮汕·臘腸

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