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用多年生植物解决粮食问题?

发布时间: 2018-12-04 11:22:09   作者:   来源: 草堂心语   浏览次数:


本文报道了一位卓越的研究人员为不断增长的全球人口所探索到的可持续农业发展方向

2025年,世界人口将超过90亿,而令人们担心的是现有的耕作面积无法满足未来人口需求。在各种类型的农业模式中,由于一些一年生作物的种植使田地营养缺乏,降低了生产力。但土壤科学家Jerry Glover认为这一切还有转机,及时保护农田土壤可以使作物增产:通过减少对世界农业占主导地位的一年生作物的种植,大力发展栽培多年生植物——不仅可以不间断地收割,还能够省去再植的人力物力消耗。


土壤科学家Jerry Glover展示了一种多年生草本植物的长根,它比一年生植物的根长得更深,改善了土壤结构,并减少了土壤侵蚀。

Glover美国国际开发署(USAID)高级可持续农业系统研究顾问,曾在堪萨斯州土地研究所担任研究员多年。他发现当地的多年生草本植物可能具有保护土壤、减少肥料使用和从一种植物中获取多种收货的秘密。他认为,耕种模式可能对农业生态系统产生中性、甚至积极的影响。2008年,《自然》杂志将48岁的Glover列为五位能够改变世界的作物研究人员之一。

本文针对如何用多年生粮食作物解决粮食问题向Jerry Glover(以下简称JG)进行了访谈。


Discover:在干旱和沙尘暴频发的科罗拉多州东部农场长大,是否会影响您的专业观点?

JG我当然会受到那里环境的影响。我看到了农业对土壤的巨大破坏,但我也看到了农业的潜力和需求。我想我们现在必须理智地看待人类的文明是如何以牺牲土壤资源为代价的。

D:您认为传统农业最具破坏性的影响是什么?

JG农民在收割庄稼时从土壤中收获营养,同时也流失了一些营养成分。例如,施用于小麦作物上的氮,有超过50%的部分在收割前就流失了。因此,我们需要关闭这个循环,其中最重要的是确保我们放回农场的营养物质会留在农田里,被植物利用。

D:大多数农民都在种植一年生作物,但是在您的研究中发现可以反复收割多年生草本植物以制作干草,几乎不添加任何肥料,也不会剥夺土壤中的氮和磷等必需营养素。那么,多年生粮食作物是未来几十年养活世界人口的答案吗?

JG我想是的。多年生作物可以单独种植两年以上,也可以与一年生植物一起种植,它们可以从根本上改善土壤健康,并支持地下细菌和真菌群落的健康发展。一年生植物必须每年生根,这意味着它们的生长季节要短得多。多年生植物的根很深,有些甚至深达10英尺,它们可以支撑植物很多年。在较深的位置,根可以捕获更多的地下水。那些深而稳固的根也有助于土壤中的养分循环,使它们更容易被植物利用。当然,多年生植物的优势是防止水土流失。土壤条件好的话,水分会渗入而不是流失。多年生植物覆盖土壤的时间也更长久,下雨时,叶片和茎干会拦截并减少雨水的影响,从而减少了水土流失的可能性。

D:世界各地的农民都开始尝试种植多年生粮食作物,包括小麦、高粱和豆类等。但是仍旧采用一年生的栽培模式,如果多年生植物如此伟大,为什么至今还没有农民培育它们呢?

JG早期的植物育种者是农民,他们主要关注作物的第一年利益。当然,他们并没有意识到现在所做的一些农业破坏性影响,因为他们不受土地或资源的限制,并且现在面临的人口压力并不大。现在我们在植物育种方面有了更好的工具,我们拥有更强大、快速的计算机,可以让我们筛选遗传材料,以确定哪些特性会更高效。我们迫切需要提高粮食生产力,这真是一个充满机遇和挑战的完美风暴。

 D:多年生作物的研究和开发应该集中在哪方面?

JG鉴于许多发展中国家的蛋白质需求,我建议首先关注多年生豆类。豆类植物有助于种植系统,可以帮助从大气固氮并将其提取到土壤中。同样非常有潜力的是高粱和大米。我的代理机构USAID已经向佐治亚大学捐款,用于开发多年生高粱。

 D:您现在主要致力于鼓励整个非洲的农民种植多年生作物,这些作物将在保持土壤健康的同时为人类提供食物。是因为那里的土壤比北美更糟吗?

JG非洲土壤一般不如美国土壤肥沃,不太适合农业生产。非洲的农民经常面临着在高度老化、风化的土壤中种植的巨大挑战。他们的土壤受到了严重侵蚀,这正是我们最需要改进的地方。

D:您在哪里看到了多年生作物的成功前景?

JG我最近访问了马拉维(非洲东南部)的一个系统,将一年或多年生种植的豌豆与一年生作物大豆一起种植。一旦收割了大豆和豌豆后,豌豆就可以再生长了,然后将玉米种植在大豆原来的位置上。过去农民们只种植玉米,或者用大豆轮作玉米,但是用这种制度使他们在一个季节里收获了两个豆类,然后在第二个季节收获玉米和豌豆。这种种植模式增加了他们在农场里种植的蛋白质数量,这对于家庭营养以及市场价值都是有利的。以一个土壤科学家的角度来看,它确实也给土壤带来了很多好处。

D:让广大非洲农民种植多年生植物有哪些障碍?

JG之前所提的豌豆已经被非洲农民们广泛使用,但主要是作为一年生种植,其实它们多年生的价值也可以得到更广泛的利用。其他作物被采用的障碍是,没有足够的植物育种来充分改良多年生小麦和高粱,并在田间进行试验。

D:您认为多年生作物在发达国家也是有价值和效用的吗?

JG我认为它们比我们的一年生谷类作物更具生产力,因为它们能够捕获更多的阳光、水和养分。但发达国家的紧迫性并不存在,而且政治意愿、农业领域本身的支持都有影响。

 

 



 

 


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