每年，马萨诸塞州大小的“死区”遍布墨西哥湾。密西西比河流经该国的农业带，清除过量的肥料并将化学物质倾倒入海湾，在那里它们饲养猖ramp的藻类，消耗氧气并杀死海洋生物。

在美国各地，类似的死区的较小版本感染湖泊，池塘和河流。在降雨较高的年份(例如2018年)，马萨诸塞州的查尔斯河从周围的城市街道，停车场和园林美化的校园收集了足够的污染物，导致水质下降。未经控制的藻类生长(通常是过量肥料的结果)可能损害海洋，人类甚至宠物的健康：今年，几只狗在水中游泳后被有毒的蓝绿色藻类窒息而死亡。

现在，哈佛大学的科学家正在与可持续发展官员和园林绿化专家合作，测试一种不会冲洗到水源中的新型肥料。包括Dilek Dogutan，Quentin Gilly和Paul Smith在内的团队利用剑桥校园作为一个活着的实验室，计划从今年冬天开始在哈佛大学的土地上试用可持续生物肥料。这种活的生物肥料是由帕特森·罗克伍德能源教授丹尼尔·诺塞拉(Daniel Nocera)在实验室中开发的，该生物肥料仅在阳光，空气和水的作用下仍然存在，并留在植物中，产生更大，更健康的标本，并且碳负，吸收二氧化碳从空气中吸收并隔离土壤中的危险温室气体。

开拓性工作始于去年春天，当时Nocera集团的首席研究科学家Dogutan收到了总统行政创新基金(PAIF)的电子邮件。在其中，她看到了一个机会，可以将自己的实验室研究成果应用于窗外的校园。在先前的实验中，研究小组使用生物肥料来种植萝卜，其生长量是未施肥的对照的三倍以上。但是实验是在温室的稳定条件下进行的。

Dogutan说：“我们希望将研究排除在受控环境之外，以查看土壤酸度，空气，温度，湿度和所有因素的影响。”为此，她需要帮助。通过PAIF，她与哈佛大学可持续发展办公室FAS绿色计划的实验室可持续性和能源经理吉利(Glyly)和景观服务副经理史密斯(Smith)组成了合作团队。

吉利说，大学正在过渡到所有有机肥料，目标是到2020年使有机美化率达到75%。但是这些肥料仍然最终落入水中。Nocera实验室的生物肥料则没有。

这种生物友好的肥料于2018年发明，依赖于一种工程化的蓝细菌，称为自生黄细菌。本发明结合了多年的研究，可以追溯到Nocera的人工叶片技术，该技术将水分解成氢和氧，比任何叶片都具有更好的光合作用。

这种新的处理方法利用水分解过程中产生的氢，并将其与空气中的氮结合产生氨，植物可将其吸收到根中。由于无机和有机肥料经常给植物提供比一次使用更多的氮和磷，因此多余的氮被冲走了。但是生物肥料在植物的根部仍然安全，可以储存起来以备将来使用。

该创新还有另一个环保的窍门：细菌从空气中吸收二氧化碳。Dogutan说：“在美国使用新的生物肥料方法，我们每年可以通过隔离土壤中的碳来去除大量的CO2。”

在技​​术发展办公室的帮助下，哈佛医学院的诺塞拉，帕梅拉·西尔弗(Pamela Silver)，埃利奥特·T·亚当斯和奥妮·H·亚当斯生物化学与系统生物学教授以及她实验室的前成员冯小文创立了一家名为库拉生物(Kula Bio)在校园外安排了第一次现场测试。迈向商业化之路，库拉生物公司希望其产品将用低成本的有机生物肥料代替所有合成氮肥(那些造成高水平径流和CO2排放的肥料)。

在PAIF的资助下，Dogutan和她的团队将在校园内进行从2020年冬季到次年秋季的化肥大规模测试。但是，有了“校园可持续发展创新基金”的较早拨款，她已经种植了两个小型试验区。她与一位博士Daniel Loh合二为一。文理学院研究生院化学系的学生和Nocera实验室的成员清理了两个停车位大小的花园，两个花园之间有一个两英尺长的草皮缓冲区。Loh分别种植了萝卜，萝卜和菠菜。然后，每个星期，他用100毫升的工程蓝细菌与水混合后施肥，然后将其喷在植物上。另一个地块得到的水也一样多，没有细菌。

从4月到8月，Loh和本科研究人员Ellen Deng和Lauren Church监视了植物并收集了数据。Loh的测量结果表明，生物肥料不仅使他的植物长得比未施肥的田地还大，而且细菌也没有渗入周围的植物中。他说：“养分在被大范围传播之前就被植物吸收了。”

随着数据收集完成后，洛吃了他的研究：他收获与整个诺塞拉组分享了他的蔬菜。

接下来，邓希望种植她最喜欢的花粉红玫瑰。吉莉希望在校园雨水花园中使用生物肥料，该雨水花园是由大学生设计的，目的是更好地吸收雨水并防止积水。吉利说：“每年，新的一年级学生对环境事业的热情越来越高。”“它们是可持续发展的力量。”

明年，Dogutan和哈佛大学的园林绿化服务将用哈佛大学剑桥校区各地的生物肥料代替有机肥料-土地的大小仅取决于他们从捐赠的库拉生物公司获得的新疗法有多少。Dogutan说，越多越好。更多数据将帮助她和团队改进产品以进行广泛使用。

杜古坦说：“这仍然是一项非常新的研究。”“我们仍在尝试找出细节：装载量，顺序，也许我们需要以不同的方式设计细菌。”一旦这样做，他们希望鼓励哈佛所有校园考虑改用生物肥料，以提高大学对可持续发展的承诺，并最终赢得更广泛的接受，甚至终结“死区”。

多古丹说：“我们必须做些什么，因为，实际上，我们正在破坏世界。”“每天上班很棒，但是我们的更高目的是什么?不仅仅是发送这些电子邮件。更高的目的，至少对我来说，是给我的哈佛社区最好的方式。”