什么是氮肥？

氮肥是一种含有氮元素的化合物，用于补充土壤中缺乏的氮素，为植物生长提供必要营养。它是所有肥料中最重要的一种，因为大多数植物需要大量的氮来构建叶绿素和蛋白质。

为什么植物需要氮？

植物通过光合作用将碳 dioxide 和水转化为葡萄糖和氧气，这个过程需要大量的能量。为了产生能量，植物必须分解其细胞内结构，如蛋白质。这时，它们就需要一个新的原材料——氨基酸，而这些主要由硝酸盐、尿素或其他形式的无机磷酸盐合成。在这个过程中，植物体会释放出二氧化碳作为废弃物。

如何使用氮肥？

农民通常通过施用各种形式的固体或液体产品来增加土壤中的可溶性磷酸盐含量。这些产品可以直接撒在田地上，也可以混合到播籽或者灌溉水中。此外，有些农场还会采用精准施肥技术，比如使用卫星遥感数据分析土壤状况，并根据具体需求定制施肥计划，以确保资源利用得更高效。

氧化与固定

然而，在自然环境下，大多数生物不能直接从空气中吸收硝态N2，因为它们不具备进行化学反应以将N2转换为可用的形式（即固定）的能力。因此，许多微生物能够帮助解决这个问题，它们能够把N2转变为NO3-（硝酸根）或者NH4+（胺基）。这种过程被称为窒息作用或固定作用，但这也是一个耗费能量且相对缓慢的过程，所以人类开始寻找更有效的手段来提供足够数量的人类可消化形态。

不当使用可能带来的后果

虽然适度施用氨基亚、尿素等化学型式的人工合成产物可以极大地提高作物产量，但过度使用也可能导致严重的问题。一旦过多输入了土壤系统，那么该系统就会变得无法处理剩余的载荷，从而造成污染。如果雨水携带着过剩含有铜和锰等金属离子的表面流动进入河流，最终可能会影响地下水质量甚至破坏湿地生态系统。

可持续发展策略

为了减少对环境影响并实现农业生产力的持续增长，我们应该采取一系列措施：首先，加强研究以开发更多基于生物学方法制备无机磷酸盐；其次，鼓励农民采用精准农业技术以减少浪费，同时还要推广有机耕作法以及建立起综合管理体系；最后，要加强监管政策，以确保没有超标排放到环境中的情况发生。此外，还应引入更加环保、高效、低成本的地面覆盖措施，如植被恢复项目，以及改善畜牧业管理实践，以最大限度减少nitrogen循环损失及其他污染源。