这个故事最初出现在Eos上并作为全球新闻合作组织“立即报道气候”的一部分在此再版，该组织旨在加强对气候事件的报道。

一个国际研究小组对全球数据集进行了比较和平均，得出的新发现显示，自1961年以来，氮利用效率下降了22%。氮利用效率是一项指标，用来描述肥料到达收获作物的数量。

肥料和粪肥中过量的氮会污染水和空气，侵蚀大气中的臭氧，危害动植物。过量的氮也会发生反应，变成一氧化二氮，一种温室气体300倍的效力而不是二氧化碳。

关于氮利用效率的确切值仍存在重大分歧，但各国政府和国际谈判都在使用目前的估计值来管制农业污染。

“如果我们不处理我们的氮挑战，那么处理几乎任何其他环境或人类健康挑战都会变得非常困难，”大卫·坎特他是纽约大学的环境科学家，也是国际氮倡议的副主席，在五月份告诉《新科学家》。斯里兰卡和联合国环境规划署呼吁各国在2030年前将全球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，发达国家的氮肥施用效率提高了，明尼苏达大学上个月公布的新结果和国际肥料发展中心的田间试验只是正在进行的在不损害产量的情况下限制氮污染的研究的两个例子。

好事过头反成坏事

氮是植物生长所必需的营养物质:它是蛋白质所需的氨基酸、光合作用所需的叶绿素、DNA和三磷酸腺苷(一种释放能量的化合物)的重要组成部分。

化学家弗里茨·哈伯(德国1918年，他发明了一种制造氮肥的工业方法，并将其推广开来。自20世纪60年代以来，作物的氮肥投入翻了两番。2008年，用氮生产的食物养活了世界上一半的人口。

如果我们不处理我们的氮挑战，那么处理几乎所有其他环境或人类健康挑战就会变得非常困难。

然而，施于作物的氮往往会流到其他地方。远离植物根部的肥料意味着一些氮会在植物使用之前被冲走或转化成气体。在植物生长周期中不合时宜施用的肥料会白白浪费。在某种程度上，增加肥料并不能提高产量:植物单靠氮的产量是有限度的。

他说：“一般来说，氮肥管理中显而易见的一点是，似乎有一种避免施用量过低风险的趋势。”托尼Vyn他是普渡大学的农学家。

在世界许多地方，廉价的补贴化肥对于生产足够的粮食至关重要。但不受限制的是，补贴激励农民申请超出需要的补贴。根据植物科学家的说法拉吉夫·科斯拉他是科罗拉多州立大学的一名研究精准农业的教授，农民们可能很难施用适量的肥料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，农业作物中使用了161个terg的氮，但只有73个terg的氮进入了收获的作物中。总共有86万亿克的氮被浪费了，可能最终会进入水、空气或土壤中。这项新研究发表在杂志上自然的食物在7月。

环境科学家表示，从全球来看，氮的利用率为46%，但这一比例应该更接近100%张欣在马里兰大学，他领导了最新研究。张说，氮效率最低的作物是水果和蔬菜，约占14%。相比之下，大豆天然固氮剂，具有较高的工作效率80%．

欧洲联盟氮气专家组推荐的氮利用效率为大约百分之九十作为一个上限。欧盟已经氮减少浪费在过去的几十年里，尽管进展停滞不前。

美国同样通过改善管理和技术来减少损失。例如，Vyn说，尽管1980年至2010年美国玉米田每英亩施氮量保持稳定，但在此期间平均作物谷物产量增加了60%。这些收益可以隐藏在广泛的中风指数中，如全球氮利用效率。

张说：“最紧迫的地方将是中国和印度，因为它们是世界五大化肥用户中的两个。”。中国设定了2015年化肥使用量零增长的目标，这表明有希望的早期结果．

培养方案

来自明尼苏达大学的新研究表明，使用机器学习的元模型可以减少肥料胡量，而不损害底线。

仅仅减少10%的氮肥就只减少了0.6%的产量，减少了氧化亚氮的排放和氮的淋失。生物产品和生物系统工程师说：“我们的分析揭示了一些热点，在这些热点中，过量的氮肥可以在不降低产量的情况下被削减。”金振农在明尼苏达大学

在源头施肥也有帮助:国际肥料发展中心开发的一项技术取得了成效高达80%在世界各地的实地研究中使用尿素深埋。这种方法将廉价的氮肥埋入土壤中，直接将氮注入植物，减少损失。

许多其他的计划和技术为农民提供更好的数据对固氮细菌也显示出了希望。即使是像安装公路边沟我可以帮忙。

同时，维恩说，研究人员必须集中精力改进测量氮捕获的科学工具。最新研究分析的数据库中氮输入的中位数和异常值之间的差异高达33%。

Vyn说:“氮过剩的问题有时很容易被简单的氮在田间和氮在田间之外的说法所概括。”“这是更加复杂。”他的研究旨在通过了解植物基因型和管理因素来提高氮回收效率。

张教授接下来的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方法。“有一些零散的证据表明，当我们提高产量时，氮含量实际上在下降。这对我们的计算效率也有很多影响，”张说。