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自然農法——健康土壤如何定義

當前許多土壤和作物管理方式都不可持續。一種極端情況是,在歐盟區由于過度使用化肥,已經導致氮沉積,這將威脅大約70%的自然可持續性。另一種極端情況是,在撒哈拉以南非洲的大部分地區,化肥使用不足意味著隨作物一起輸出的土壤養分不能得以重新補充,進而引起土壤退化,導致產量減少。

目前的狀況是怎么產生的呢?主要原因是,在過去的100年里,世界人口增長了四倍,這就需要從根本上改變土壤和作物的管理方式,以生產更多的糧食。能做到這一點,部分歸功于無機肥的發展和大規模使用,尤其是氮。因為對所有主要作物而言,氮的供給是決定產量的最重要因素。

在無機氮肥出現之前,人們要花費幾個世紀才能增加土壤中的氮儲量。相較而言,綠色革命時期,亞洲地區糧食產量激增的主要原因就是密集使用無機肥,還有種質和灌溉技術的改進。1961至2002年間,世界礦物肥料產量增加了近350%,從3300萬噸增至1.46億噸。近40年來,無機肥使用帶來了大約40%的糧食增產記錄。

化肥在對糧食生產做出貢獻的同時,也帶來了巨大的環境成本。現在,亞洲和歐洲每公頃土地的無機肥使用率是世界最高的。由于過度使用化肥,他們還面臨著一系列最嚴重的環境污染問題,包括土壤和水質酸化,地表和地下水資源污染,影響極大的溫室氣體排放不斷增加。

目前在中國,水稻、小麥、玉米的氮吸收有效率只有大約26%到28%,而蔬菜作物的吸收率不足20%。剩余部分則完全散失到環境中。無機肥對環境的影響是一個管理問題。例如,無機肥的用量要以隨作物輸出的數量為參照,或者以使用的方法和時間為參照。換句話說,正是化肥使用的有效性,尤其是氮和磷,決定了土壤管理這個因素對作物來說是有利,還是會對環境造成負面影響。

因此,目前面臨的挑戰是,要放棄現有不可持續的生產方式,轉向土地營育的生產方式,為作物生產可持續集約化提供堅實的基礎。

很多國家都在呼吁針對土壤管理進行影響深遠的變革。這里倡導的新方法都建立在糧農組織和其他許多機構所進行的工作基礎之上,它重點關注的是土壤健康的管理。

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1、土壤健康管理的原則

土壤健康定義為:“土壤作為一個生命系統具有的維持其功能的能力。健康的土壤能維持多樣化的土壤生物群落,這些生物群落有助于控制植物病害、害蟲以及雜草蟲害;有助于與植物的根形成有益的共生關系;促進循環基本植物養分;通過對土壤持水能力和養分承載容量產生的積極影響,從而改善土壤結構,并最終提高作物產量。”

對于這一定義,還可以附加一種生態系統視角的觀點:健康的土壤不會污染環境;相反,它還可以通過維持或增加自身的碳容量,為緩解氣候變化做出貢獻。土壤是包含著地球上最富多樣的生命有機體的集合體之一。這些有機體通過復雜的食物網緊密聯系在一起。依據管理方式的不同,土壤可以是病態的,也可以是健康的。

健康土壤有兩大顯著特征,一是擁有豐富多樣的生物群,二是非生物土壤有機質含量高。

對于生產性的作物種植而言,如果土壤有機質能增加或者維持在一個理想的水平,那么就可充分判定土壤是健康的。健康的土壤能抵抗土壤傳播的蟲害的爆發。例如,寄生雜草獨腳金在健康土壤條件下遠構不成問題。即使不是發生在土壤中的蟲害所造成的損失,如玉米螟蟲,在肥沃的土壤條件下也有所減少。

熱帶地區土壤生物群的多樣性比溫帶地區的土壤更為豐富。由于在未來,熱帶地區的農業集約化發展速度將普遍提高,那里的農業生態系統特別會受到土壤退化的威脅。相比其他地區,熱帶地區任何生物多樣性、甚至生態系統功能方面的損失都將給農民的生計帶來更加重大的影響,因為就程度上而言,他們更加依賴于這些系統和它們所提供的服務。

土壤生物群與有機、無機成分、空氣及水分功能上的相互作用,決定著土壤儲存養分、水分并向植物釋放它們的潛力,也決定著土壤促進、維持植物生長的潛力。

大量保留養分儲備本身并不能保證土壤的高肥力和作物的高產。由于植物依靠養分溶解于水的形式,吸收其中的大部分,所以養分的輸送和循環可通過自然界生物、化學或物理過程。這些養分需要通過自由流動的水輸送到植物根部。因此,土壤結構是健康土壤的另一個重要組成部分,因為它決定著土壤的持水量和植物根的深度。根的深度可能會受到一些物理限制,如地下水位高,遇到床巖或其它難以滲透的土層;也可能會受到一些化學問題的影響,如土壤酸度、土壤鹽漬度或有毒物質等。

缺乏植物生長所需要的15種養分中的任何一種,都會限制作物產量。為了實現更高的生產率,滿足當前和未來的食物需求,在需要時必須確保土壤中這些養分的供給,并且平衡使用有機肥和無機肥提供的養分量。在養分匱乏的地方,及時提供“加強”肥料中的微量營養素也是提高作物養分的一個潛在來源。

作物生產系統中如果使用具有固氮作用的豆科植物和樹木,氮也可以進入土壤里。因為根部較深,所以樹木和一些可以改善土質的豆科植物能夠吸收來自下層土的養分,不然這些養分就可能無法輸送給作物。作物營養也可以通過其它生物的關聯關系得到增強,例如,作物根部和土壤根菌間的生物作用,就有助于木薯獲取耗竭土壤中的磷。

在這些生態系統方法不能為高產提供充足養分的地區,集約化生產將依賴于合理而有效的使用無機肥。將生態系統方法與合理使用無機肥相結合,能夠為可持續的土壤健康管理系統奠定基礎。在較少利用外部投入的情況下,該系統能夠增加更多產量。

2、前進之路

為了改善目前的土地耕作實踐,并為成功實施作物生產可持續集約化提供一個堅實的基礎,需要采取以下行動。實施的責任依賴于各合作伙伴國,糧農組織和其他國際機構也會給予支持。

1. 制定國家法令實現土地合理耕作

政策支持框架應該旨在鼓勵農民采用基于土壤健康的可持續農業系統。實施和監控最佳實踐措施需要領導作用,并促使小農和他們的社區積極參與。政府必須做好準備,去調整那些引起土壤退化或給環境造成嚴重威脅的農業生產方式。

2. 監控土壤健康

政策制定者和國家環境管理機構需要有核查農耕措施影響的方法和工具。盡管監測土壤健康是一項極具挑戰性的任務,但全球、地區及國家各層面都在進行努力的嘗試。

發達國家監控農業生產影響的技術已經取得了很大的進展,而在許多發展中國家則剛剛起步。糧農組織和它的合作伙伴已經開發出一系列用于進行評估和監控的方法和工具。

對近期和長期發展的核心土地質量指標要求應該加以區分。優先考慮的重要指標包括土壤有機物含量、養分平衡、產量差異、土地使用集約程度和多樣性,以及地表覆蓋物。尚需考慮的指標有土壤質量,土地退化及農業生物多樣性。

3、能力建設

土壤健康管理屬于知識密集型,廣泛應用它需要通過針對推廣人員和農民的培訓項目進行能力建設。研究者的能力水平也應當在國家和國際兩個層面上得到提升,從而為支持作物生產可持續集約化背景下更高層次的土壤管理提供更多必要的知識。

政策制定者們應當探索一些新方法,如支持一些團體進行適應性的合作研究,這種合作研究可以為國家研究機構提供技術支持和在職培訓,還能將研究成果轉化為適用于小農生產者的實踐指南。

國家開展農田研究的能力必須得到加強,例如通過更好地利用生態系統模式,重點關注如何應對時間和空間的變異性問題。

4、傳播信息和交流成效

任何土壤健康管理方式的大規模實施都需要廣泛提供支持性信息,尤其是通過農民和推廣人員均熟悉的渠道。

考慮到土壤健康在作物生產可持續集約化中具有十分重要的地位,信息的傳播途徑不應局限于國家發行的報紙和廣播節目,還應包括現代信息通訊技術,如手機、互聯網,這些方式能夠使年輕一代的農民更有效地接觸到信息。

圖文來源:農環視界

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