$25M 拨款推动北卡罗来纳州立大学新中心的启动，重点关注磷酸盐

通过里克·史密斯

美国国家科学基金会今天宣布，北卡罗来纳州立大学将领导一项国家研究工作，以减少对开采磷酸盐的依赖以及渗入土壤和水中的磷量。该研究将重点关注与粮食安全和环境质量相关的问题。

这 NSF 科学技术中心 – 磷可持续性科学与技术 (STEPS) – 总部将设在北卡罗来纳州立大学百年校园。这是北卡罗来纳州立大学和八个合作机构的共同努力。该中心的资金来源为五年期 $2500 万的赠款，可再续展五年。

磷的可持续性是一个重要而紧迫的社会问题。磷是一种重要的化学元素，在粮食系统中使用的肥料中起着至关重要的作用。但供应存在问题——该行业依赖开采的、不可再生的磷酸盐，这些磷酸盐可能很快就会耗尽——以及系统效率低下和下游对环境的影响。

北卡罗来纳州立大学校长兰迪·伍德森 (Randy Woodson) 表示：“北卡罗来纳州立大学完全有能力为社会挑战提供有效的解决方案，这些挑战需要大量的跨学科工作和创新，我们很高兴能够领导这项重要的工作。” “STEPS 有着雄心勃勃的目标，有可能对磷的可持续性产生巨大影响。”

这些雄心勃勃的目标包括在 25 年内促进减少人类对开采磷酸盐的依赖 25% 以及减少土壤和水资源中磷的流失 25% ，从而增强粮食系统的复原力并减少环境破坏。

雅各布·琼斯（Jacob Jones）是该中心的主任，也是北卡罗来纳州立大学材料科学与工程教授。 （北卡罗来纳州立大学照片）

当前的粮食生产系统严重依赖磷肥，其中大部分来自美国境外开采的不可再生磷酸盐矿床。一旦进入食品系统，由于多个系统的损失和低效率，只有 20% 输入的磷最终被纳入人类饮食中。 “损失”的磷积累在土壤和淡水源中。

北卡罗来纳州立大学植物和微生物生物学教授、研究中心的罗斯·索扎尼 (Ross Sozzani) 表示：“磷引起的藻华损害了安全饮用水和海洋生物，而且磷进入海洋的流量不断增加，也导致沿海死区扩大。” -副主任。 “如果不进行干预，到 2050 年世界人口将再增加 20 亿，涉及磷的环境、经济和可持续发展问题将会升级。”

“STEPS 开发材料、技术和最佳管理实践来回收、循环利用和再利用磷，”该中心主任兼北卡罗来纳州立大学材料科学与工程教授雅各布·琼斯 (Jacob Jones) 说。 “回收和再利用磷意味着开发技术和方法来捕获土壤和地表水中以及动物和人类废物中“丢失”的磷，然后在肥料中重新利用回收的磷。”

“STEPS 的建立确实是一个分水岭事件，”蒙大拿大学比尔曼生态学教授、该项目联合首席研究员吉姆·埃尔瑟 (Jim Elser) 说。 “在全球范围内，农业造成的磷流失现在是湖泊和河流水质恶化的主要驱动因素。然而，大量使用磷肥料对于未来几十年实现粮食安全仍然至关重要。解决这个问题就是 STEPS 将努力解决的“棘手问题”。这确实是一个令人兴奋的发展，它将把全球磷可持续发展运动的重心转移到美国，并由 STEPS 团队带头。”

STEPS 将成为一个跨学科中心，整合物理、生命、社会和经济科学领域的贡献。

该中心的总部将设在新大楼 植物科学大楼，大学所在地 植物科学计划，位于北卡罗来纳州立大学百年校园。研究人员将从农业工程、生物分子和化学工程、材料科学到化学、作物科学、经济学和社会学等广泛的学科领域中汲取经验，开发可在人类规模上部署的材料和技术，同时考虑区域性和全球问题。

“北卡罗来纳州立大学植物科学大楼是北卡罗来纳植物科学计划未来的所在地，它的设计与众不同，”北卡罗来纳州立大学农业与生命科学学院院长理查德·林顿说。 “它是专门为支持来自不同学院的跨学科科学团队而建立的，致力于解决重大挑战的项目。我想不出比 STEPS 更好的总部了。我们期待共同推进农业解决方案。”

STEPS 还将在北卡罗来纳州普利茅斯潮水研究站进行一项为期 50 多年的磷田间试验实验。在该实验中，向农作物施用了不同量的磷，以研究磷缺乏恢复能力等因素，以及磷如何影响作物的生长。残留在土壤中的磷（即所谓的遗留磷）仍然可以作为植物的养分。

STEPS 还将利用团队科学和数据科学等学科贡献，同时利用行业合作伙伴的专业知识来帮助指导该中心的工作。这些合作伙伴包括农业综合企业、市政供水和废水处理、农业推广服务等领域的利益相关者。

“通过在研究开始和整个研究过程中将所有观点结合在一起，我们增强了我们开发的材料和技术的影响力，以供采用，”索扎尼说。

STEPS 还有一个强烈的包容性目标。 STEPS 将促进代表性不足的少数群体成员超过 50% 参与的目标取得进展，包括超过 50% 预科课程的参与，以进一步拓宽和发展 STEM 渠道。为了确保实现这一目标，STEPS 将使用经过验证的理论方法来确保所有参与者，特别是那些来自科学技术领域代表性不足的群体的参与者（包括妇女、少数族裔和残疾人）在 STEPS 中拥有有助于他们留任和职业生涯的经验进展。

北卡罗来纳州立大学工程学院院长路易斯·马丁-维加 (Louis Martin-Vega) 表示：“这种对包容性和多样性的坚定承诺证明了与组织和机构的有益合作关系，使我们能够招募有才华的参与者，同时加强新的研究合作。” “解决问题确实需要思想、文化、经验和方法的多样性来解决任何单一学科或团体都无法单独解决的社会问题。”

“STEPS 团队认识到不同背景对解决关键社会问题所带来的影响，”北卡罗来纳州 A&T 州立大学和北卡罗来纳大学格林斯伯勒分校纳米科学与纳米工程联合学院院长、该项目联合首席研究员 Sherine O. Obare 说道。项目。 “提供影响各种背景的人们的解决方案需要我们使用不同的视角来解决问题，这将造福更广泛的社区。我们的目标是扩大参与范围并创造一个环境，让我们能够利用来自不同群体的个人的智慧来发现可持续发展方面的新知识，从而找到变革性的解决方案。”

STEPS将以各种方式吸引公众，提供一系列新的继续教育课程和继续教育证书。

STEPS 合作机构包括亚利桑那州立大学、阿巴拉契亚州立大学、北卡罗来纳农业技术州立大学和北卡罗来纳大学格林斯伯勒分校纳米科学与工程联合学院、佛罗里达大学食品与农业科学研究所、马凯特大学、RTI国际大学和伊利诺伊大学。

亚利桑那州立大学环境工程教授保罗·韦斯特霍夫（Paul Westerhoff）将担任该中心联席副主任。

北卡罗来纳州立大学目前领导着一个活跃的 NSF 工程研究中心，名为 ASSIST，该中心开发自供电健康监测传感器和设备。 FREEDM 系统中心是 2008 年成立的智能电网 NSF ERC，总部也位于北卡罗来纳州。

(C) 北卡罗来纳州立大学

原始来源： WRAL 技术线