磷是人体骨骼和牙齿中必不可少的矿物质，也是脱氧核糖核酸 (DNA) 和核糖核酸 (RNA) 等遗传物质。据估计，人体总重的 1% 左右含有磷。
磷也是植物中必不可少的营养素，因为它允许植物将其他类型的营养素转化为可用的构建块以支持其生长。由于植物对磷的依赖性，这种矿物质通常被添加到大多数肥料中。
对磷可持续性的威胁
在过去的 70 年中，矿物磷肥的使用显着增加，使全世界的农民能够为人和牲畜提供食物。
在非洲等世界上的某些地区，农民买不起足够的肥料来维持肥沃的土壤，这增加了他们的作物产量随着时间的推移显着下降的可能性。
在整个欧洲、北美和东南亚地区，化肥中磷的过度使用已经威胁到这些地区的水质。
肥料中使用的磷来源于磷矿，磷矿中通常含有镉等多种污染物，这些污染物可以转移到肥料产品中，在土壤中积聚，最终进入公众消费的食品中。
世界上五个国家拥有85%的已知磷岩储量。因此，地缘政治动荡对可用磷储量的获取一直存在威胁。磷供应对这些全球挑战的脆弱性可能会阻止农民获得养活世界各地人口所需的负担得起的肥料。
肥料中磷使用的另一个相关方面是可流失到淡水中的磷量。由于磷通常附着在土壤颗粒上，因此很容易通过径流从陆地移动到水体。
由于地下水通常排入地表水，磷也流经这些水源的能力随后威胁到地表水的质量。
磷流失到地表淡水会导致有害藻类大量繁殖，如微囊藻，以及有害藻类如枝藻。此外，磷的流失会通过形成不支持水生生物的缺氧区或“死区”而导致环境退化。
为什么我们必须立即行动?
工业农业部门对磷酸盐的高需求预计将在 20 到 100 年内耗尽当前的磷矿储量，尽管一些分析师对此进行了激烈辩论。
这种对磷的需求导致磷酸盐开采过程很容易对环境造成破坏，并对当地经济产生负面影响，因为他们努力向经常低效利用这种开采资源的西方国家快速供应磷。
大量磷释放到供水系统中也污染了世界各地的湖泊、河流和海洋。
这些因素清楚地表明需要减少全球对磷的依赖。
最近，位于北卡罗来纳州立大学的 NSF 科技中心已宣布作为一项国家研究工作，以减少全球对磷的依赖，同时限制这种矿物质污染我们基本供水的能力。
什么是 STEPS 项目/NSF 中心?
NSF 科学与技术中心最近宣布了其磷可持续性科学与技术 (STEPS) 项目。该项目是北卡罗来纳州立大学和另外八家机构的共同努力。它得到了 2500 万美元的初始赠款的支持，该赠款将持续 5 年。
STEP 项目的一些雄心勃勃的目标包括在未来 25 年内将人类对开采磷酸盐的依赖减少 25%，以及将土壤和水资源的磷损失减少 25%。
通过实现这些目标，STEPS 项目希望减少过量磷径流造成的环境破坏，同时支持农业独立于磷矿开采的不可靠未来。
STEPS 项目将如何推进农业解决方案?
为了实现这些目标，STEPS 项目将支持材料、技术和管理实践的开发，使全世界的农民能够回收、回收和再利用磷。
其中许多技术将专注于捕获通常在土壤和地表水中以及人类和动物排泄物中丢失的磷。一旦从这些来源中捕获了这种矿物质，就可以将其重新使用并回收到新的肥料中。
STEPS 项目的另一个方面是纳入在北卡罗来纳州普利茅斯的潮水研究站进行的为期 50 年的磷田试验试验。在整个实验过程中，科学家们对作物施用了不同数量的磷，以确定缺磷的恢复力，以及磷保留在土壤中的机制。
这些土壤沉积物中磷的持久性，也称为遗留磷，可用作植物的养分，随后减少对肥料的需求。
