免耕农业或无助于全球作物产量提高

2015-2-05 10:45 来源: 中国科学报
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  与传统耕作系统相比,免耕经常导致产出下降。不过,免耕依然在干旱地区显示出了产出收益。

   免耕农业,一项基于保护性农业的关键策略,可以避免传统耕作破坏土壤,却可能不会对世界大部分地区的农作物产量提振带来希望。美国加利福尼亚大学戴维斯分校国际小组的一项新的大范围、元分析报告得到了上述结论。

   作为保护性农业的核心原则,免耕一直努力在世界范围内推动全球食物需求的持续性满足。但是,核算610位同行评议的研究结果之后,研究人员发现,与传统耕作系统相比,免耕经常导致产出下降。不过,免耕依然在干旱地区显示出了产出收益。这项具有里程碑意义的研究发表在《自然》杂志网络版上。

   “农业的一大挑战是,我们需要进一步增加产量,同时还得大大降低对环境的影响。”Cameron Pittelkow说。在加州大学戴维斯分校做博士后学者时,他与人合作撰写了这份研究报告,现在已是伊利诺伊大学教师。

   “根据我们的研究发现,免耕将要在可持续、集约化农业发挥大作用这一共同假设不一定真正地成立。”他表示。

   保护性农业是在全球125万公顷的土地上进行实践的,这几乎和美国耕地总面积一样大。保护性农业的三个指导理念是:尽量减少对土壤的干扰(也称免耕耕作)、通过覆盖作物或作物残留来保护土壤、轮换作物。

   保护性农业的目标是提高长期生产率、增加收益产出和保证粮食安全,特别是在气候变化的威胁下,这些显得尤为重要。由于保护性农业避免耕作,这是耗时少又可以比传统耕作方式更具成本效益的办法。然而,近年来,关于免耕农业耕作方式对产量的影响上,出现了一些分歧。

   “这项研究是一个艰巨的任务,同时极有可能是在农业方面做得最大的元分析。”另一位合作作者、加州大学戴维斯分校合作推广专家Bruce Linquist说。

   评估了超过5000份并行的观察记录后,研究人员得出结论,平均而言,免耕农业在全球范围内对产量产生的是负影响,不过也有几个极其接近甚至超过传统耕作产量的机会。

   例如,当产量降低被最小化时,要践行作物轮作和保留残留的原则。强调实施保护性农业的原则,是三个综合管理系统的一部分,而不是只实行免耕耕作。

   此外,与干燥气候下,采用保护性农业其他两个原则的组合形式相比,免耕耕作明显表现出比传统耕作更好的效果,这可能是由于土壤的含水量较高。

   全球38%的人在旱地生态系统中生活。撒哈拉以南非洲和亚洲干旱地区数百万英亩的土地被确认为适合集约化发展。不过,研究者也警告说,旱地地区可以实施免耕增加产量,但保护性农业其他两个原则不能缺席。

   在潮湿气候、降水量充足的地区,免耕农业实际上的生产量比传统耕作平均低6%~9%。

   “从来没人验证过,会出现与这种情况类似的明显下降。”Chris van Kessel说。他是加州大学戴维斯分校植物学教授,也是研究报告的合作作者。“我们的研究发现,保护性农业的广泛实施可能无法在所有地区都得以保证,特别是作物轮作和保留残留难以满足的地区。”

本文来源: 中国科学报    
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