硝化現象即硝化細菌將氨轉化為 硝 酸，是全球氮循環中的一個重要過程，導致含有氨成分的氮肥被沖走農田，造成經濟損失和環境影響。硝化副反應會釋放溫室氣體一氧化二氮（N2O），造成環境問題。迄今為止，硝化抑制劑已作為化學合成材料廣泛開發使用，但現有劑對殘留性的擔憂和抑制機制不明等課題也很多。        本研究是利用在硝化細菌的羥胺氧化還原酶（HAO），並闡明了植物來源的胡桃醌抑制氮循環的機制。透過阻礙從負責硝化反應的HAO向細胞色素的電子傳遞來阻止硝化反應。這將是世界上第一個從分子層次揭示硝化抑制劑機制案例。        研究發現胡桃醌會透過剝奪 HAO 酶的電子來抑制硝化作用，硝化細菌無法利用氨單加氧酶(AMO)將氨轉化為羥胺。        這項研究成果在2023年發表在科學期刊《應用和環境微生物學》上，透過研究成果可以開發安全且高性能的新硝化抑制劑。期待透過新型硝化抑制劑有效利用氮肥和防止流失，減少溫室效應氣體的排放，為永續農業和環境保護做出貢獻。【延伸閱讀】- 減少碳排!全球第一研發出減氮肥且高產量的新型小麥品種

近年來，美國政府與民間企業大力支持農民採用淨零碳排的新農法，以「碳權交易」(carbon credit)的方式，創造農民新收入來源。美國農業部官員在2023年2月的農業會議表示：「因應氣候變遷的新農法，將有機會讓農民們取得額外收入。」在日本，碳權交易是否能成為新農業收入來源呢？以下將整理目前的現狀以及相關挑戰： 一、碳權交易與農業獲利的關聯性 　　2022年，受到通脹影響，美國境內的農產品銷售額創下歷史新高。然而，增加的利潤大部分受益於大型農業企業，仍有半數以上的美國農民呈現虧損。針對此，美國農業部部長Thomas James Vilsack一次在論壇上特別強調了增加農畜產品以外收入的重要性，「碳信用」（Carbon Credit)是其中一條途徑。 　　所謂的碳信用，意旨企業運用以削減溫室氣體為目標的相關計畫，例如在生產過程中引入節能設備，亦或是保護吸收溫室氣體森林等所產生的減排量，機構依照減排量給予信用額度，其信用額度即等同於排放權，可以出售於其它希望抵銷排放量企業的一種相互交易。 而碳信用的起源，來自於2015年聯合國氣候峰會中通過的「巴黎協議」，宣示2050年實現「碳中和」之目標後，各國的民營企業和地方政府受到相應的壓力，日本也同步要求能源使用過量的企業，必須定期進行溫室氣體排放量的計算及報告。 　　然而碳權交易與農業又有什麽樣的相關連呢?根據聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）的第六次綜合報告指出，全球人為碳排放量其中的23%來自「農業、林業、以及其他土地利用」。農地不僅是溫室氣體的排放源，反之同時也是巨大的碳吸收源，其關聯性不容小覷。 二、淨零碳排的重要渠道-土壤與碳信用 　　首先瞭解植物是如何透過土壤吸收二氧化碳？二氧化碳透過光合作用被植物吸收，然後經由呼吸作用釋放到大氣中，但部分二氧化碳會停留在植物體內。當植物的葉子和莖掉到地面上，被土壤中的微生物分解之後，二氧化碳被釋放到大氣中。然而，部分的二氧化碳會形成難以分解的土壤有機物，長期存留在土壤中。這就是為什麼土壤中的二氧化碳含量目前預估高達約1.5 兆噸的原因。 　　上述概念可以透過人為操作體現，例如在美國約有21％的農地實施免耕農法。如果可以從高度工業化的農業體系，逐步轉向免耕農法，即可藉由將作物殘渣混入表土，讓更多土壤有機質固定在土壤裡，減少二氧化碳從土壤返回大氣中。相關見解認為如果每年都能夠在全球土壤中增加0.4%的碳儲存量，則能有效抑制大氣中二氧化碳濃度上升。 三、對此，2022 年8 月，美國通過了有史以來預算最高的氣候變遷因應法案： 　　《降低通膨法案》（Inflaction Reduction Act，IRA）。其中在支持氣候友善農業實踐方面，撥款超過200 億美元。而美國農務部的NRCS（自然資源保護局），過去就持續透過購買農地的地役權等方式來增加土壤的碳儲存，在法案通過後，將會持續加強技術與資金上的支援，吸引更多農民投入改善氣候變遷的農業實踐計畫。預計未來建立碳信用市場，鼓勵企業投入與農民交易購買碳信用額，以碳信用市場為主導，實現淨零碳排之目標。 四、民間大型企業的獨特碳抵換戰略 　　美國食品大廠嘉吉（Cargill）根據契作農民的碳儲存量來提高對其採購價格，鼓勵上游供應鏈的農業工作者逐步轉向以免耕農法為導向的再生型農業。美國種植大麥、蘿蔔等「覆土作物」的農民獲取德國製藥與化工集團-拜耳提供經費支持，作物不需執行收穫，僅僅只種植在土壤中以增加碳儲存量，由於企業的需求，願意種植覆土作物的農民逐漸加入，據聞在2017 年至2022年的五年內，種植面積就增加了40％以上。美國微軟方面，除了經由區塊鏈技術，投入開發碳信用市場所需的基礎設施之外，也同步為農民提供氣象情報等大數據資訊，以提升農業工作效率及擴大土壤碳儲存量。 　　然而，碳信用在測量土壤中二氧化碳量以及評估減少量方面，在實務上有一定難度。主流的測量土壤中碳的方法是「乾燒法」，需走遍農田並取得各處的土壤樣本，再帶回實驗室燃燒以測量碳的量，其過程既耗時又費力。美國的新創產業們正致力解決此問題。總部位於美國加州的Yard Stick 公司開發了一種可以檢測土壤碳特性的探針，並應用「分光法」，經由光的穿透、反射、吸收，對目標進行能量（波長）分析其中相關成分，只需將由光纖和藍寶石鏡片製成的探針放在土壤中旋轉並記錄數據，就能當場產生分析結果。 　　科羅拉多州的Perennial 公司記錄了從地球發射的具有各種波長的反射光，並使用衛星影像來測量土壤中的二氧化碳。若未來能推行類似上述簡易定量評估的方式，預計碳信用市場將會更加活躍。 五、未來的增值空間及附加價值 　　最後讓人關心的是碳信用銷售是否能成為農民穩定的收入來源。以目前美國碳信用市場平均交易價格為每噸二氧化碳15 美元行情來說尚未成為穩定的金源，且最主要積極參與者仍為高度環保意識的生產者。不過，依照前述《巴黎協定》的內容，政府已設定了2030 年減排中期目標，根據此目標推估碳信用的需求，到2029 年預計每噸價格可達約224 美元。另一方面，預計不久的將來，經由因應氣候變遷為主的新農法所生產出來的農畜產品更加具有附加價值。 　　日本方面，農林水産省公布的「綠色糧食戰略」內容當中，明確揭示減少食品生產時的減排目標，持續推廣增加碳儲存的新型農法，以促進土壤多樣性，並於中長期戰略之下，提升農業生產力之願景。【延伸閱讀】-【綠趨勢】日本2050年實現碳中和目標之綠色成長戰略(農業領域)