上海滬鼎生物科技有限公司報(bào)道：20世紀(jì)后半期，大量使用化肥是農(nóng)業(yè)繁華的一個(gè)原因，被稱為“綠色革命”，這為避免糧食危機(jī)作出了努力。但現(xiàn)在人口繼續(xù)膨脹，喂養(yǎng)*的挑戰(zhàn)又開(kāi)始了。為了幫助推動(dòng)下一場(chǎng)農(nóng)業(yè)革命，科研人員發(fā)明了一種“仿生”葉子，利用細(xì)菌、陽(yáng)光、水和空氣在作物生長(zhǎng)的土壤里肥料。

    美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)（ACS）是世界大的科學(xué)社團(tuán)，今年年會(huì)呈現(xiàn)了超過(guò)14000個(gè)廣泛的科學(xué)主題。仿生葉子研究小組將其成果在第253屆ACS全國(guó)會(huì)議與博覽會(huì)上展示出來(lái)。

   “當(dāng)擁有了大型的基礎(chǔ)設(shè)備、集中的系統(tǒng)過(guò)程，你很容易就能和提供化肥。”哈佛大學(xué)Daniel Nocera博士說(shuō)，“但如果我現(xiàn)在要求你立刻到印度某個(gè)小村子里，用臟水來(lái)做這件事呢？——算了吧。

    他認(rèn)為，新興的貧困國(guó)家并不總是具備如此好的資源條件。我們應(yīng)該考慮分散式的系統(tǒng)，因?yàn)檫@才是真正被需要的。

    上世紀(jì)60年代的次“綠色革命”見(jiàn)證了肥料在水稻和小麥新品種上施用量的增加，這促使農(nóng)業(yè)產(chǎn)出的雙倍增長(zhǎng)。lian合國(guó)糧農(nóng)組織稱，盡管這一轉(zhuǎn)變?cè)斐闪艘恍﹪?yán)重的環(huán)境破壞，但它可能挽救了數(shù)百萬(wàn)人的生命，特別是在亞洲。

    當(dāng)世界人口尤其是貧困國(guó)家的人口繼續(xù)增加，為每個(gè)人提供食物就要求多管齊下，但專家們普遍認(rèn)為，為避免更多土地被開(kāi)墾為耕地，其中一個(gè)策略要涉及到如何提高作物產(chǎn)量。

    為助力于下一場(chǎng)綠色革命，Nocera正努力研究他的仿生人工葉子以肥料。人工葉子是一種裝置，當(dāng)它暴露在陽(yáng)光下時(shí)，會(huì)模仿天然葉子將水分解成氫和氧。這帶來(lái)了仿生葉子的新進(jìn)展，其將分解水的催化劑與富養(yǎng)羅爾斯通氏菌匹配，消耗氫并把空氣中的二氧化碳濾出液體“燃料”。

    去年6月，Nocera團(tuán)隊(duì)報(bào)道了轉(zhuǎn)化人工葉子的鎳鉬鋅催化劑，其對(duì)微生物而言有毒、對(duì)鈷和磷細(xì)菌友好。新系統(tǒng)提供的生物量和液體“燃料”產(chǎn)量大大超過(guò)了來(lái)自天然光合作用的部分。

    “燃料只是步。”Nocera表示，“達(dá)到這一點(diǎn)說(shuō)明你有了一個(gè)可再生的化學(xué)合成平臺(tái)?，F(xiàn)在我們展示它的普遍性，通過(guò)另一種細(xì)菌把大氣中的氮弄出來(lái)肥料。”

    對(duì)于這種應(yīng)用，科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)系統(tǒng)，在此黃色桿菌從人工葉子中固定氫、從大氣中固定二氧化碳，來(lái)像燃料一樣將細(xì)菌內(nèi)儲(chǔ)的生物塑料。

    “之后我把它放在土壤中，因?yàn)樗呀?jīng)用陽(yáng)光來(lái)生物塑料了。”Nocera說(shuō)，它把氮從空氣中拉過(guò)來(lái)，利用儲(chǔ)存著氫的生物塑料，為作物施肥氨。

    Nocera的實(shí)驗(yàn)室分析了這個(gè)系統(tǒng)的氨產(chǎn)量，真實(shí)的證據(jù)就在蘿卜上。科研人員用他們的方法進(jìn)行了五個(gè)作物種植周期。接受仿生葉源肥料的蔬菜重量比對(duì)照作物多150%。下一步，為了提高生產(chǎn)量，Nocera希望印度和撒哈拉以南的非洲農(nóng)民可以自己生產(chǎn)肥料。

    科研研究已進(jìn)入全新時(shí)代，愛(ài)好生物研究的學(xué)者越來(lái)越多。不管您是花幾百還是上千，甚至上萬(wàn)去購(gòu)置試劑，這都是簡(jiǎn)單的步。您之后需要付出更多的是大量的時(shí)間和精力，再加上您的耐心和用心，才有可能把這條路走的更遠(yuǎn)。