化肥被称作20世纪最重要的农业发明。工业合成氨技术诞生之后，氮肥大规模走进农田，粮食产量成倍提升，支撑起全球几十亿人的温饱。但过量施用氮肥，也带来土壤退化、水体污染等一系列生态难题。如何实现化肥减量，粮食不减产？

  空气中氮气占比高达78%，可绝大多数植物无法直接吸收利用，必须依靠工业合成氨加工成肥料才能被庄稼吸收。但大自然早已演化出一套天然制肥方案——生物固氮。大豆、花生这类豆科作物的根系上，长着一颗颗根瘤，根瘤内部的微生物，能够在常温常压下把空气中的氮气转化为植物可用的铵态氮。

  联合国粮农组织数据显示，全球70%的结合态氮来自生物固氮，每年微生物固氮总量可达2亿吨，相当于工业氮肥产量的三倍多。遗憾的是水稻、小麦、玉米这些主粮，不能长出根瘤实现共生固氮。

  科学家把目光投向微生物，希望挖掘生物固氮的潜力。如果能让水稻等主粮，也拥有从空气中捕获氮素的本领，就能减少对化学氮肥的依赖。

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燕永亮

中国农业科学院生物技术研究所研究员

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肖春芳

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霍宇晗（实习）

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中国农业生物技术学会

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