與傳統耕作系統相比,免耕經常導致產出下降。不過,免耕依然在干旱地區顯示出了產出收益。
免耕農業,一項基于保護性農業的關鍵策略,可以避免傳統耕作破壞土壤,卻可能不會對世界大部分地區的農作物產量提振帶來希望。美國加利福尼亞大學戴維斯分校國際小組的一項新的大范圍、元分析報告得到了上述結論。
作為保護性農業的核心原則,免耕一直努力在世界范圍內推動全球食物需求的持續性滿足。但是,核算610位同行評議的研究結果之后,研究人員發現,與傳統耕作系統相比,免耕經常導致產出下降。不過,免耕依然在干旱地區顯示出了產出收益。這項具有里程碑意義的研究發表在《自然》雜志網絡版上。
“農業的一大挑戰是,我們需要進一步增加產量,同時還得大大降低對環境的影響。”Cameron Pittelkow說。在加州大學戴維斯分校做博士后學者時,他與人合作撰寫了這份研究報告,現在已是伊利諾伊大學教師。
“根據我們的研究發現,免耕將要在可持續、集約化農業發揮大作用這一共同假設不一定真正地成立。”他表示。
保護性農業是在全球125萬公頃的土地上進行實踐的,這幾乎和美國耕地總面積一樣大。保護性農業的三個指導理念是:盡量減少對土壤的干擾(也稱免耕耕作)、通過覆蓋作物或作物殘留來保護土壤、輪換作物。
保護性農業的目標是提高長期生產率、增加收益產出和保證糧食安全,特別是在氣候變化的威脅下,這些顯得尤為重要。由于保護性農業避免耕作,這是耗時少又可以比傳統耕作方式更具成本效益的辦法。然而,近年來,關于免耕農業耕作方式對產量的影響上,出現了一些分歧。
“這項研究是一個艱巨的任務,同時極有可能是在農業方面做得最大的元分析。”另一位合作作者、加州大學戴維斯分校合作推廣專家Bruce Linquist說。
評估了超過5000份并行的觀察記錄后,研究人員得出結論,平均而言,免耕農業在全球范圍內對產量產生的是負影響,不過也有幾個極其接近甚至超過傳統耕作產量的機會。
例如,當產量降低被最小化時,要踐行作物輪作和保留殘留的原則。強調實施保護性農業的原則,是三個綜合管理系統的一部分,而不是只實行免耕耕作。
此外,與干燥氣候下,采用保護性農業其他兩個原則的組合形式相比,免耕耕作明顯表現出比傳統耕作更好的效果,這可能是由于土壤的含水量較高。
全球38%的人在旱地生態系統中生活。撒哈拉以南非洲和亞洲干旱地區數百萬英畝的土地被確認為適合集約化發展。不過,研究者也警告說,旱地地區可以實施免耕增加產量,但保護性農業其他兩個原則不能缺席。
在潮濕氣候、降水量充足的地區,免耕農業實際上的生產量比傳統耕作平均低6%~9%。
“從來沒人驗證過,會出現與這種情況類似的明顯下降。”Chris van Kessel說。他是加州大學戴維斯分校植物學教授,也是研究報告的合作作者。“我們的研究發現,保護性農業的廣泛實施可能無法在所有地區都得以保證,特別是作物輪作和保留殘留難以滿足的地區。”