近年來(lái)，世界各地的政策制定者采取措施增加土壤有機(jī)質(zhì)(SOM)的數(shù)量，以此作為改善土壤健康和促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一種方式。然而，令人驚訝的是，有有限的證據(jù)表明這種策略實(shí)際上會(huì)提高作物產(chǎn)量。
耶魯大學(xué)的一篇新論文在全球范圍內(nèi)量化了土壤有機(jī)質(zhì)和作物產(chǎn)量之間的關(guān)系。他們?cè)凇锻寥馈冯s志上寫道，他們確信更高濃度的有機(jī)物確實(shí)會(huì)產(chǎn)生更高的產(chǎn)量——但只是在某一點(diǎn)上。
具體來(lái)說(shuō)，他們發(fā)現(xiàn)增加土壤有機(jī)碳——土壤有機(jī)質(zhì)的常見替代品——可以增加產(chǎn)量，直到濃度達(dá)到2%左右，在這個(gè)水平上，他們經(jīng)常達(dá)到飽和點(diǎn)。此后，研究人員表示，SOM的增加開始導(dǎo)致收入減少。
即便如此，他們發(fā)現(xiàn)大約三分之二的農(nóng)業(yè)土壤專用于世界上最重要的兩種作物——玉米和小麥——低于2%的門檻，這表明農(nóng)業(yè)政策的巨大潛力促進(jìn)了土壤有機(jī)質(zhì)的增加。
“這么多可持續(xù)土地管理實(shí)踐的前提是，如果你增加土壤有機(jī)質(zhì)，你就會(huì)增加產(chǎn)量，”艾米麗奧德菲爾德博士說(shuō)。耶魯大學(xué)林業(yè)與環(huán)境研究學(xué)院(FES)學(xué)生，本文主要作者。"但是當(dāng)你深入研究文獻(xiàn)時(shí)，很少有實(shí)證研究直接量化這種關(guān)系."
她說(shuō)：“這些結(jié)果表明，為許多土地管理計(jì)劃設(shè)定循證的SOM目標(biāo)是有價(jià)值的?！八麄冞€建議，我們必須擺脫土壤健康政策的定性“更好、更好”的方法，以及能夠?qū)崿F(xiàn)可衡量農(nóng)業(yè)成果的具體區(qū)域和地方目標(biāo)?！?
這篇論文的共同作者是FES土壤和生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)教授馬克布拉德福德和自然保護(hù)協(xié)會(huì)的科學(xué)家斯蒂芬伍德。土壤是歐洲地球科學(xué)聯(lián)盟的一個(gè)交互式開放存取期刊。
眾所周知，建立和維持土壤有機(jī)質(zhì)是土壤健康的關(guān)鍵。(SOM是指土壤中發(fā)現(xiàn)的有機(jī)物質(zhì)，包括植物和動(dòng)物在分解過(guò)程中產(chǎn)生的物質(zhì)。)它增強(qiáng)了土壤保持水分和養(yǎng)分的能力，支持促進(jìn)排水和通風(fēng)的結(jié)構(gòu)，并有助于減少表土因侵蝕而流失。
多年來(lái)，政策制定者一直在一系列計(jì)劃中強(qiáng)調(diào)土壤有機(jī)質(zhì)的作用，包括第21屆締約方大會(huì)談判產(chǎn)生的“糧食安全土壤”中的“千分之四”倡議——以及美國(guó)的“聯(lián)邦框架”土壤科學(xué)戰(zhàn)略計(jì)劃。"
布拉德福德說(shuō)，當(dāng)談到它在促進(jìn)作物生產(chǎn)方面的作用時(shí)，令人驚訝的是缺乏定量證據(jù)。對(duì)于布拉德福德來(lái)說(shuō)，這種知識(shí)差距在過(guò)去十年里一直備受關(guān)注。他回顧說(shuō)，國(guó)家可持續(xù)農(nóng)業(yè)研究委員會(huì)2010年的報(bào)告將有機(jī)物描述為大多數(shù)可持續(xù)性和土壤質(zhì)量舉措的基石，但沒(méi)有提供關(guān)于增加作物產(chǎn)量和減少化肥施用實(shí)際需要多少的信息。
布拉德福德說(shuō)：“我總是告訴人們土壤有機(jī)質(zhì)有多重要，但這是我們最高科學(xué)機(jī)構(gòu)的國(guó)家綜合報(bào)告，說(shuō)我們沒(méi)有數(shù)據(jù)說(shuō)它有意義。”“我們的論文是真正綜合的第一次嘗試，通過(guò)幫助設(shè)定目標(biāo)來(lái)指導(dǎo)實(shí)踐?！?
為此，他們收集了關(guān)于玉米和小麥作物產(chǎn)量的現(xiàn)有數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)與世界各地土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)量結(jié)果一致。他們發(fā)現(xiàn)產(chǎn)量增加最多的是濃度在0.1%到2%之間。例如，產(chǎn)率是1%的1.2倍，而不是0.5%。但當(dāng)濃度達(dá)到2%時(shí)，這些好處趨于穩(wěn)定。
“因此，我們現(xiàn)在有了數(shù)字，而不僅僅是未經(jīng)證實(shí)的想法。如果你制造有機(jī)物，你可以改善結(jié)果——比如減少肥料和增加產(chǎn)量，”布拉德福德說(shuō)?！斑@是一個(gè)開始加強(qiáng)土壤管理努力的地方，以建設(shè)一個(gè)健康的地球，加強(qiáng)糧食安全。”
這一分析為決策者和研究人員評(píng)估土壤碳和作物產(chǎn)量之間的關(guān)系提供了有價(jià)值的見解。耶魯大學(xué)畢業(yè)生現(xiàn)在是自然保護(hù)協(xié)會(huì)的應(yīng)用科學(xué)家。
他說(shuō)，雖然這項(xiàng)研究代表了一種全球性的分析，但這種方法將使識(shí)別世界各地特定農(nóng)業(yè)地點(diǎn)的目標(biāo)變得更加容易。伍德說(shuō)：“因?yàn)樗械牡胤蕉加胁煌拈撝?，可以改變多少土壤性質(zhì)，土壤性質(zhì)的水平對(duì)那個(gè)地方來(lái)說(shuō)是‘好’的。
布拉德福德補(bǔ)充說(shuō)：“我們現(xiàn)在希望在特定地區(qū)甚至特定農(nóng)場(chǎng)改善這些關(guān)系，我們希望與農(nóng)業(yè)公司建立伙伴關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)這種可能性?！?
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