未來農業可能不必依靠化學肥料：黑眼豆會從根部釋放養分

化學肥料在環境議題裡一直是備受關注的對象，
雖說它對現代農業來說必然是不可或缺的，
但卻會對環境造成不少影響。
如今科學家發現有個在許多國家受歡迎的食物–「黑眼豆」
除了營養之外，對永續農業有很大的幫助！

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農作物在生長所需的必要養分約有十多種，如碳(C)、氫(H)、氧(O)、氮(N)、磷(P)、鉀(K)、鈣(Ca)、鎂(Mg)……等，其中除了碳、氫、氧可來自大氣和水，其餘元素均靠植物根系從土壤中來吸收，因此要讓農作物的產量高、品質好，土壤的養分供應非常重要！

然而一般土壤中的養分無法充分的滿足農作物的生長需求，像是氮、磷、鉀等的供應能力都不充足，尤其幾乎所有耕地都缺乏氮，而氮、磷、鉀等植物養分為化學元素，因此許多人會施用化學肥料來補足，如：

• 氮(N) 肥–如尿素(CH 4 N 2 O)、硫酸銨(NH 4 ) 2 SO 4 、硝酸銨(NH 4 NO 3 )等
• 磷(P) 肥–如過磷酸鈣、磷酸銨(NH 4 ) 3 PO 4 等、
• 鉀(K) 肥–如氯化鉀(KCI)、硫酸鉀(K 2 SO 4 )、硝酸鉀(KNO 3 )等

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雖然使用化學肥料可以使作物產量劇增，卻也引起許多環境問題。舉例來說，當氮肥的施用速度超過植物的吸收速度時，過量的氮肥會以溫室氣體的形式進入大氣，造成大氣汙染，或被沖進河流與海洋，而氮素會使有害的藻類大量繁殖，耗盡所有的氧氣並殺死魚類。

因此，許多科學家們越加重視永續經營農業的觀念。植物病理學家Gabriel Ortiz在研究中發現，黑眼豆(Black eyed pea)有在土壤中吸引有益細菌的能力，並且可以透過種植它來補充土壤裡植物所需的氮素。

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黑眼豆又稱米豆，它所屬的豆科類，具有「固氮」的能力，它可以和根瘤菌共生，來取得大量的氮素，而供給植物利用。豆科植物的固氮作用是由它的根部釋放化學物質，去吸引能固定氮、根瘤菌的細菌。隨後，根瘤菌會形成類似腫瘤的結節，而當它逐漸增大就表示氮已經開始固定。簡單來說，豆科植物會在它的根部建造「一棟房子」給根瘤菌居住，而根瘤菌就會持續提供大量的氮素以作為回報，形成一種共生關係。

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最後，當豆豆感覺自己接近死亡時，會將固氮菌釋放到土壤中，因此種植者可以將豆類植物和其他作物交替種植，讓土壤充滿固氮菌，從而減少化學肥料的需求。有些豆科植物會更擅長固氮，普通豆類的固氮能力就比較差，而其他穀類豆類，如花生、豇豆(豆角)、大豆和蠶豆，也都是很好的固氮植物，每英畝可固氮的量約113公斤。