空气的最大成分（78%）是氮气，但是很奇怪，植物却普遍缺少氮元素。农作物必须施加氮肥，才能提高产量、改善品质。因为大多数植物无法直接通过氮气吸收氮元素。

只有少数植物不需要氮肥，主要是豆科类植物，自身就具有将空气中的氮气合成氮肥的能力。植物学家一直梦想将这种"固氮能力"移植到其他植物。全球种植面积最大的农作物是玉米，它就成为移植"固氮能力"的首选目标。

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. @" X. f( j* K1980年代，一个美国农业科学家在墨西哥南部，发现了一些奇怪的玉米。这种玉米高达5、6米，比普通玉米高得多，但是需要6～8个月才成熟，比普通玉米的3个月长得多。最惊人的是，它不需要施加氮肥，就可以在贫瘠土地上长得很好。也就是说，这是全世界独一无二的具有"固氮能力"的玉米！
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进一步研究，科学家发现这种玉米有气根，一部分根系暴露在空气中，这也是全世界唯一有气根的玉米。这些绿色和玫瑰色的气根，上面有透明的糖浆状粘液。科学家怀疑，这就是它们毋需施肥的秘密----这些粘液能固氮。换言之，玉米气根中有固氮菌；玉米利用固氮菌为自己施肥。
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固氮玉米生长的秘密

当年没有 DNA 工具来研究玉米如何固氮的细节，这一发现被搁置了20年。直到2005年，才用尖端技术，确认粘液中的细菌正在从空气中吸收氮，将其转化为玉米可以吸收的形式。
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( r3 S- q- r( \! v如今，经过十多年的基因分析，科学家发表了最新的研究成果，这种固氮特性可以移植到常规玉米中，这很可能会导致农业格命，取代一部分氮肥。
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( O& K$ {! X2 J$ ?0 Y氮气合成为氮肥，可能是20世纪的最大成就之一。合成氮技术一共获得过三个诺贝尔奖。这是当之无愧的，据估计，从1908年至2008年间，农作物的单产增加了一倍以上，其中的一大原因就是人类会制造氮肥了。没有氮肥，为了生产同样数量的粮食，我们需要的耕地数量会比现在多四倍，世界人口也就不可能在20世纪大幅增长。
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但是，氮肥生产需要消耗世界1％至2％的能源，并排放大量温室气体。合成氮通常会从田野冲入水道，导致大量藻类大量繁殖，从而吸收所有氧气，杀死鱼类和其他生物。如此多的氮进入河流和溪流，以至于世界河流的河口形成了大面积的死区。

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