土壤健康和作物產(chǎn)量

土壤健康和作物產(chǎn)量本文的重點(diǎn)是土壤健康與全球糧食安全之間的關(guān)系。文章討論了氣候變化對(duì)糧食安全的作用以及農(nóng)民盈利能力在促進(jìn)土壤健康方面的作用。具體目的是(a)考慮美國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在全球糧食安全中發(fā)揮的作用，(b)考慮土壤健康影響美國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵機(jī)制，以及(c)提供一個(gè)全面的戰(zhàn)略來(lái)擴(kuò)大土壤健康系統(tǒng)的采用，根據(jù)糧食及農(nóng)業(yè)組織(FAO)的食品價(jià)格指數(shù)，美國(guó)商品出口影響全球食品價(jià)格，將美國(guó)作物生產(chǎn)與食品安全聯(lián)系起來(lái)。土壤健康通過(guò)作物產(chǎn)量、作物產(chǎn)量彈性和農(nóng)民盈利能力影響糧食安全。由于生物物理復(fù)雜性、缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的研究實(shí)踐以及研究試驗(yàn)的規(guī)模，與土壤健康和作物產(chǎn)量相關(guān)的結(jié)果變得復(fù)雜。對(duì)產(chǎn)量恢復(fù)力與土壤健康之間關(guān)系的研究同樣沒(méi)有定論。盡管研究結(jié)果喜憂參半，但對(duì)100名美國(guó)農(nóng)民的采訪發(fā)現(xiàn)，超過(guò)一半的人報(bào)告稱(chēng)，由于土壤健康管理系統(tǒng)，作物產(chǎn)量增加，而且大多數(shù)人報(bào)告說(shuō)產(chǎn)量更具彈性。詳細(xì)介紹了增加采用土壤健康系統(tǒng)的途徑，以便健康的土壤可以作為生產(chǎn)食物、緩解氣候變化和提高農(nóng)民盈利能力的基礎(chǔ)。研究過(guò)程1、土壤健康和作物產(chǎn)量

土壤健康管理實(shí)踐的農(nóng)民報(bào)告說(shuō)，他們觀察到了產(chǎn)量收益。土壤健康研究所對(duì)九個(gè)州（伊利諾伊州、印第安納州、愛(ài)荷華州、密歇根州、明尼蘇達(dá)州、內(nèi)布拉斯加州、俄亥俄州、南達(dá)科他州和田納西州）的100名農(nóng)民進(jìn)行了采訪，他們正在使用土壤健康管理系統(tǒng)，以評(píng)估他們長(zhǎng)期采用這些系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)經(jīng)驗(yàn)。該研究旨在確定100名已停止傳統(tǒng)耕作方式并使用免耕或減耕方式實(shí)施土壤健康管理系統(tǒng)5年或更長(zhǎng)時(shí)間的農(nóng)民。在農(nóng)民訪談期間收集的數(shù)據(jù)包括耕作、管理和投入的田間活動(dòng)，這些活動(dòng)比較了傳統(tǒng)耕作方法和土壤健康管理方法。土壤健康管理實(shí)踐的細(xì)分是基于田間活動(dòng)的報(bào)告，并由每種類(lèi)型的普遍接受的特征確定。

在所研究的農(nóng)民中，66人使用免耕，其余34人使用減耕。有些也使用覆蓋作物。最常見(jiàn)的減耕活動(dòng)類(lèi)型是條耕。另一種常見(jiàn)的減少耕作活動(dòng)是垂直耕作，以加入覆蓋作物種子。100名農(nóng)民都種植玉米和大豆。案例研究樣本提供了成功實(shí)施土壤健康管理系統(tǒng)的農(nóng)民采用前后的數(shù)據(jù)。用于識(shí)別農(nóng)民身份的主要來(lái)源是一家美國(guó)加工商，該加工商在九個(gè)案例研究州的每一個(gè)州采購(gòu)玉米和大豆。其他參與土壤健康活動(dòng)的組織，包括州推廣人員，為被公認(rèn)為實(shí)踐土壤健康管理系統(tǒng)的農(nóng)民提供了姓名和聯(lián)系信息。在這100名農(nóng)民中，67人表示他們的土壤健康管理系統(tǒng)產(chǎn)量更高，97人表示他們的產(chǎn)量逐年更加穩(wěn)定。訪談問(wèn)題說(shuō)明了由于技術(shù)導(dǎo)致的產(chǎn)量增加，并且并非所有農(nóng)民都報(bào)告產(chǎn)量增加這一事實(shí)表明農(nóng)民理解該問(wèn)題僅與產(chǎn)量相關(guān)。與不使用覆蓋作物的傳統(tǒng)耕作系統(tǒng)相比，土壤健康管理系統(tǒng)報(bào)告的平均產(chǎn)量增加了485kgha-1玉米和196kgha-1大豆。由于訪談數(shù)據(jù)的性質(zhì)，不能假設(shè)所研究的100名農(nóng)民的看法代表了所有農(nóng)民的看法，但他們表明采用土壤健康系統(tǒng)的人認(rèn)為他們正在收獲產(chǎn)量收益。

跨研究試驗(yàn)的方法標(biāo)準(zhǔn)化和反映現(xiàn)實(shí)農(nóng)場(chǎng)情景的試驗(yàn)實(shí)施對(duì)于澄清和量化土壤健康管理實(shí)踐對(duì)作物產(chǎn)量的影響至關(guān)重要。由于全球氣候變化，這些工作更為重要，因?yàn)闅鉁厣邥?huì)降低作物產(chǎn)量。小麥、大米、玉米和大豆提供了全球人口約60%的熱量攝入，據(jù)估計(jì)，全球平均氣溫每升高1攝氏度，平均而言，全球小麥產(chǎn)量將減少6%，大米3%，玉米7%，大豆3%。2、土壤健康和作物產(chǎn)量恢復(fù)力

產(chǎn)量恢復(fù)力包括作物產(chǎn)量的低年度變異性和低作物歉收風(fēng)險(xiǎn)。與產(chǎn)量規(guī)模相比，關(guān)注產(chǎn)量彈性的研究較少，但隨著氣候變化和人口增長(zhǎng)壓力的加劇，這一重點(diǎn)需要轉(zhuǎn)變。盡管土壤健康研究所采訪的農(nóng)民幾乎一致認(rèn)為土壤健康管理系統(tǒng)提高了產(chǎn)量恢復(fù)力，但關(guān)于土壤健康對(duì)產(chǎn)量恢復(fù)力影響的研究尚無(wú)定論。例如，一些研究發(fā)現(xiàn)有機(jī)質(zhì)的添加降低了玉米產(chǎn)量的逐年變異性，而其他研究發(fā)現(xiàn)它沒(méi)有變化或增加。最近對(duì)地中海氣候下長(zhǎng)期玉米-番茄輪作的產(chǎn)量恢復(fù)力的研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)管理在提高產(chǎn)量穩(wěn)定性的同時(shí)保持了番茄產(chǎn)量。該研究還發(fā)現(xiàn)，有機(jī)和覆蓋作物系統(tǒng)導(dǎo)致輪作中玉米的產(chǎn)量和產(chǎn)量穩(wěn)定性降低。作者指出，玉米已廣泛用于傳統(tǒng)系統(tǒng)，而將農(nóng)業(yè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚椥缘牟粌H包括土壤健康管理系統(tǒng)，還包括作物選擇和作物品種開(kāi)發(fā)方面3、土壤健康和農(nóng)民盈利能力

雖然美國(guó)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)對(duì)糧食安全產(chǎn)生了積極影響，但美國(guó)農(nóng)民在過(guò)去100年中獲得的實(shí)際價(jià)格（通貨膨脹調(diào)整后）一直在下降。根據(jù)美國(guó)農(nóng)業(yè)部經(jīng)濟(jì)研究局的農(nóng)業(yè)資源管理調(diào)查，2017年美國(guó)農(nóng)場(chǎng)主平均收入為130萬(wàn)美元，自2013年以來(lái)，農(nóng)民的凈收入下降了一半，黑人農(nóng)民的家庭收入中位數(shù)是白人農(nóng)民的一半。預(yù)計(jì)產(chǎn)量會(huì)因氣溫升高而下降，而更大的降雨量變化將加劇這些趨勢(shì)。在這種嚴(yán)峻的背景下，以真正維護(hù)社區(qū)和環(huán)境的方式提高農(nóng)場(chǎng)盈利能力的必要性是顯而易見(jiàn)的。雖然農(nóng)場(chǎng)盈利能力與農(nóng)場(chǎng)社區(qū)的福祉直接相關(guān)，但它也會(huì)影響全球社區(qū)，因?yàn)楫?dāng)農(nóng)業(yè)投資回報(bào)太低時(shí)，農(nóng)民就會(huì)倒閉。創(chuàng)建一個(gè)更有利可圖的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)將需要許多協(xié)調(diào)的組成部分，但一個(gè)有前景的、有益于所有人的切入點(diǎn)是使用土壤健康管理系統(tǒng)同時(shí)改善土壤健康和農(nóng)場(chǎng)盈利能力。研究結(jié)果通過(guò)土壤健康支持全球糧食安全的方法

土壤健康對(duì)糧食安全的益處需要土壤健康管理系統(tǒng)成為美國(guó)的規(guī)范。土壤健康研究所旨在提高土壤健康系統(tǒng)采用率，綜合戰(zhàn)略中描繪了達(dá)到這一必要規(guī)模的途徑。該戰(zhàn)略的核心是生產(chǎn)者決定采用土壤健康管理實(shí)踐。三個(gè)項(xiàng)目直接影響采用決策，它們是土壤健康的商業(yè)案例、土壤健康的測(cè)量以及生產(chǎn)者教育和培訓(xùn)。雖然解決這三個(gè)主要驅(qū)動(dòng)因素是任何一個(gè)團(tuán)體甚至部門(mén)都無(wú)法單獨(dú)實(shí)現(xiàn)的，但土壤健康研究所最近的農(nóng)民訪談是朝著向農(nóng)民提供成功采用土壤健康管理的信息邁出的積極一步。土壤健康的商業(yè)案例包括有關(guān)土壤健康如何影響農(nóng)民的風(fēng)險(xiǎn)、盈利能力、抗旱能力以及土地價(jià)值及其產(chǎn)生的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的信息。仍有許多工作要做，包括擴(kuò)大此類(lèi)訪談的地理區(qū)域和記錄向土壤健康管理系統(tǒng)過(guò)渡的經(jīng)濟(jì)學(xué)。由于農(nóng)民無(wú)法管理他們無(wú)法測(cè)量的內(nèi)容，即將發(fā)布的北美土壤健康測(cè)量評(píng)估項(xiàng)目（的結(jié)果也將對(duì)采用決策做出重大貢獻(xiàn)。然而，未來(lái)的工作需要向農(nóng)民清楚地展示他們的土壤有多健康，以及它可以變得多健康。教育和培訓(xùn)是促進(jìn)采用土壤健康管理系統(tǒng)的關(guān)鍵要素。如果我們要達(dá)到應(yīng)對(duì)氣候變化和糧食安全等全球生存挑戰(zhàn)所需的規(guī)模，向農(nóng)民提供與當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)的土壤健康系統(tǒng)教育計(jì)劃至關(guān)重要。06研究結(jié)論