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美国国家科学基金会(national Science Foundation)今天宣布，北卡罗莱纳州立大学(North Carolina State University)将领导一项全国性的研究工作，以减少对开采磷酸盐的依赖，以及磷渗入土壤和水中的数量。这项研究将集中在与粮食安全和环境质量有关的问题上。
的NSF科学技术中心-磷可持续性科学技术(STEPS)-总部将设在北卡罗来纳州立大学百年校园。这是北卡罗莱纳州和8个伙伴机构的共同努力。该中心由最初五年2500万美元的拨款资助，可再延长五年。
磷的可持续性是一个重要而紧迫的社会问题。磷是一种基本的化学元素，在粮食系统中的肥料中起着至关重要的作用。但供应方面存在问题——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对下游环境的影响。
北卡罗来纳州立大学校长Randy Woodson表示:“北卡罗来纳州立大学处于有利地位，能够为需要大量跨学科工作和创新的社会挑战提供有效的解决方案，我们很高兴能够领导这一至关重要的努力。”“STEPS有雄心勃勃的目标，有可能在磷的可持续性方面产生巨大的变化。”
这些雄心勃勃的目标包括在25年内促进人类对开采磷酸盐的依赖减少25%，磷对土壤和水资源的流失减少25%，从而增强粮食系统的复原力，减少对环境的破坏。
目前的粮食生产系统严重依赖磷肥，其中大多数来自美国以外开采的不可再生磷酸盐矿床。一旦进入食物系统，由于多重系统的损失和效率低下，最终只有20%的磷输入到人类的饮食中。“流失”的磷在土壤和淡水中积累。
如果不加以干预，涉及磷的环境、经济和可持续性问题将会升级。
北卡州立大学植物和微生物生物学教授、该中心的联合副主任罗斯·索赞尼(Ross Sozzani)说:“磷驱动的藻华损害了安全饮用水和海洋生物，而流向海洋的磷通量不断增加，也导致了沿海死亡区的扩大。”“如果不加以干预，到2050年，随着世界人口再增加20亿，涉及磷的环境、经济和可持续性问题将会升级。”
“STEPS开发了回收、回收和再利用磷的材料、技术和最佳管理实践，”该中心主任、北卡罗莱纳州立大学材料科学与工程教授雅各布·琼斯(Jacob Jones)说。“回收和再使用磷意味着开发技术和方法来捕获土壤和地表水中“失去的”磷——以及动物和人类的排泄物——然后在肥料中再使用回收的磷。”
“STEPS的建立确实是一个分水岭事件，”蒙大拿大学Bierman生态学教授、该项目的联合首席研究员吉姆·埃尔瑟(Jim Elser)说。“在全球范围内，农业中磷的流失是湖泊和河流水质恶化的主要原因。然而，在未来几十年，广泛使用磷肥仍然是实现粮食安全的关键。解决这个问题就是STEPS将努力解决的“邪恶问题”。这真的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，STEPS团队将领导这项运动。”
STEPS将是一个跨学科中心，整合物理、生命、社会和经济科学的贡献。
该中心的总部将设在新大楼内植物科学建设这所大学的所在地植物科学计划在北卡罗来纳州立大学的百年校园。研究人员将从广泛的学术学科——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——来开发材料和技术，在考虑区域和全球问题的同时，可以在人类规模上部署。
我们期待共同推进农业解决方案。
“北卡罗莱纳州立大学植物科学大楼，北卡罗莱纳植物科学计划的未来家园，在设计上有所不同，”北卡罗莱纳州立大学农业和生命科学学院院长理查德·林顿(Richard Linton)说。“它是专门为支持来自不同学院的跨学科科学团队，致力于解决重大挑战的项目而建立的。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还将包括在北卡罗来纳州普利茅斯的潮汐水研究站进行的一项超过50年的磷田试验。在这项试验中，不同数量的磷被应用于作物，以研究诸如磷缺乏的恢复力，以及磷已经留在土壤中——所谓的遗留磷——如何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，帮助指导中心的工作。这些合作伙伴包括农业企业、市政水和废水处理、农业推广服务等方面的利益攸关方。
Sozzani说:“通过在一开始和整个研究过程中汇集所有的观点，我们加强了我们开发的材料和技术的应用效果。”
STEPS也有很强的包容性目标。STEPS将促进进一步扩大和发展STEM管道的目标，即少于50%的少数群体成员的参与，包括超过50%的学士学位前的参与。为确保实现这一目标，STEPS将使用经过验证的理论方法，确保所有参与者，特别是来自科学和技术领域代表性不足群体的参与者——包括妇女、少数民族和残疾人——都有参与STEPS的经验，从而有助于他们的留任和职业发展。
北卡罗来纳州立大学工程学院院长Louis Martin-Vega说:“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伙伴关系，使我们能够招募有才华的参与者，同时加强新的研究合作。”“解决问题需要思想、文化、经验和方法的多样性，这是一个社会问题，没有一个学科或群体可以单独解决。”
STEPS团队认识到不同的背景对解决关键的社会问题所带来的影响。
“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，”北卡罗来纳农工州立大学和北卡罗来纳大学格林斯博罗分校纳米科学与纳米工程联合学院院长、该项目的联合首席研究员Sherine O. Obare说。“提供能影响所有背景的人的解决方案，要求我们用不同的视角来解决问题，这将使更广泛的社区受益。我们的目标是扩大参与，并创造一个环境，在那里我们将利用来自不同群体的个人的智慧，发现可持续发展方面的新知识，并找到变革性的解决方案。”
STEPS将以各种方式吸引公众参与，提供一系列新的继续教育课程和继续教育证书。
STEPS的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纳米科学与工程联合学院、北卡罗来纳格林斯伯勒大学、佛罗里达大学食品与农业科学研究所、马凯特大学、RTI国际和伊利诺伊大学。
亚利桑那州立大学环境工程学教授保罗·韦斯特霍夫(Paul Westerhoff)将担任该中心的联合副主任。
北卡罗来纳州立大学目前领导着一个名为ASSIST的活跃的美国国家科学基金会工程研究中心，开发自我供电的健康监测传感器和设备。自由系统中心是一个智能电网NSF ERC，成立于2008年，总部也设在北卡罗来纳州。
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