50个农场的发现:土壤干预少,收成样样好!海洋与湿地·土壤观察

360影视 国产动漫 2025-04-28 13:29 2

摘要:土壤健康是菜篮子的根本。在农业生产中,如何在保证粮食产量的同时,保护和恢复土壤的健康,是一个越来越受到关注的问题。过去,人们常常认为,通过更加密集和频繁的耕作,能够提高土地的生产力,确保农作物高产。不过,“海洋与湿地”(OceanWetlands)小编注意到,

本文来源于“海洋与湿地”(OceanWetlands):

文 | 王昆山


本文约2800字,阅读约6分钟

土壤健康是菜篮子的根本。在农业生产中,如何在保证粮食产量的同时,保护和恢复土壤的健康,是一个越来越受到关注的问题。过去,人们常常认为,通过更加密集和频繁的耕作,能够提高土地的生产力,确保农作物高产。不过,“海洋与湿地”(OceanWetlands)小编注意到,2025年4月24日发表在顶尖学术期刊《科学》上的一项由荷兰生态研究所(NIOO-KNAW)领导的大规模研究,却得出了不同的结论。他们发现,农民对土地管理得越是温和、干预越少,土壤反而能发挥出更好的功能。这一研究结果,为未来农业可持续发展的道路提供了一个新的思考方向。

这项研究的出发点其实很简单:土壤不仅是植物赖以生长的基础,它本身也是一个复杂而活跃的生态系统。土壤能够储存水分,帮助调节气候,还能在一定程度上抑制病害的发生。保持土壤的多种功能正常运作,是实现农业可持续发展的关键。但长期以来,由于过度耕作、化肥使用增加以及对土地的密集开发,很多农田的土壤健康状况不断恶化。因此,研究人员希望通过实地调查和科学分析,找到一种既能保障产量,又能维护土壤健康的方法。

图源:弘毅文明驿站(图文无关)

为了得到客观准确的结论,研究团队在荷兰选择了50多个农业生产点,覆盖了不同类型的土壤,如沙土和海洋沉积形成的粘土。他们特别采用了“成对比较”的方法,即在每一个区域内,分别选取一个传统农业农场和一个有机农业农场进行对比。这样,土壤类型、气候条件等外部因素基本一致,便于把研究重点放在农业管理方式本身的差异上。

研究人员对这些农场的土壤进行了多项指标的检测,包括土壤有机碳含量、细菌生物量、水分储存能力以及土壤的抗病性等。同时,他们还详细记录了每个农场的管理措施,比如是否频繁翻耕、是否使用覆盖作物、轮作制度如何安排等等。通过这些数据,研究人员希望找出土壤多功能性背后的主要影响因素。

结果显示,跟很多人的直觉不同的是,决定土壤功能性的,并不是农场是传统种植还是有机种植的区别,而是耕作和管理的“强度”。不论是传统农业还是有机农业,只要管理方式较为温和,少翻耕、合理使用覆盖作物,土壤的功能性就明显更好。反之,如果管理过于密集,无论是哪种农业模式,土壤功能都会受损。

尤其是在翻耕操作上,研究发现频繁翻耕对土壤生态系统的破坏尤为显著。翻耕会打破土壤内部原有的结构,扰动其中微生物、菌根、昆虫等土壤生物的栖息环境,导致土壤中的有益菌群减少,有机质流失,最终影响土壤的水分保持能力和养分循环。这种破坏不仅影响土壤本身,还间接影响了农作物的健康生长。

除此之外,研究也发现,在农田中种植豆科植物与草类混合作物作为覆盖作物,有助于恢复和保持土壤的多功能性。豆科植物可以通过与根瘤菌共生,固定空气中的氮元素,为土壤增加养分;而草类植物则能够保护土壤表层,减少侵蚀。这种覆盖作物的使用,可以与种植谷物如小麦、大麦、黑麦等进行轮作,不仅有助于增加土壤肥力,还能改善农田生态环境。

图:©Linda Wong | 绿会融媒·“海洋与湿地”(OceanWetlands)(CC BY-SA 4.0)图文无关

在研究过程中,科学家们还特别关注了土壤有机碳的作用。通过大量的数据分析,他们发现,土壤中有机碳含量越高,土壤多功能性表现越好。有机碳是土壤中微生物活动的重要能量来源,也是土壤结构稳定的重要因素。因此,减少耕作,保护土壤有机质,是提升土壤健康不可或缺的一步。

值得注意的是,在这项研究中,沙质土壤和粘土土壤虽然质地差异较大,但呈现出的趋势却非常一致。这表明,管理强度对土壤健康的影响具有一定的普遍性,不受土壤类型的限制。无论是在沙土上种植,还是在粘土上耕作,只要减少干预、合理管理,都能促进土壤生态系统的恢复。

这项研究的另一项重要发现是,所谓的“可持续集约化”理念可能需要重新审视。传统观念认为,通过更加高效、集约的农业管理,可以在有限的土地上产出更多粮食,从而减少对自然环境的破坏。但研究表明,过度集约化实际上削弱了土壤的多种生态功能,长期来看,反而可能降低土地的生产潜力。研究人员提出了一个新的概念:“生产性去集约化”,即在不大幅降低产量的前提下,尽量减少对土壤的干预,保护和提升土壤的生态功能。为了验证这一理念,研究团队还结合了前期利用卫星影像分析作物“绿度”的数据。绿度可以作为农作物健康程度和产量水平的间接指标。分析结果表明,在降低管理强度的情况下,作物绿度并没有显著下降,说明产量并未因此受到明显影响。这进一步支持了生产性去集约化的可行性。

在有机农业方面,研究也带来了新的理解。过去,人们普遍认为,有机农业在产量上很难与传统农业抗衡。但是这项研究表明,在完成有机转型大约17年后,有机农场的产量可以恢复到与传统农场相当的水平。这一发现,给正在考虑有机转型的农户提供了有益参考,也说明土壤健康的恢复是一个长期而渐进的过程。

图:©Linda Wong | 绿会融媒·“海洋与湿地”(OceanWetlands)(CC BY-SA 4.0)图文无关

“海洋与湿地”(OceanWetlands)小编注意到,在这个研究中提到,土壤中的有机碳被证明是土壤多功能性的最佳预测指标,而生物指标则为细菌生物量。因为土壤有机碳,简单来说,就是土壤中来源于动植物残体、微生物代谢产物等有机物的碳。这些有机物质在土壤里慢慢分解,不仅直接为土壤提供养分,还帮助形成和稳定土壤结构,比如形成小团粒结构,让土壤既能蓄水、也能通气。此外,有机碳还能为土壤中的微生物、真菌、小动物们提供能量来源。这些微生物的活动,又进一步推动养分循环,比如分解有机质、固定氮元素、促进植物吸收矿物质。所以,有机碳其实是土壤生命活动的“燃料”和“建筑材料”,它直接影响土壤的肥力、水分调节、病害抵抗等多种功能。所以在这个研究中,土壤有机碳被发现是预测土壤多功能性最好的单一指标。

另外一个指标,是细菌生物量。细菌是土壤中最活跃的生物之一,它们的数量巨大,种类繁多,功能多样。土壤细菌可以分解复杂的有机物,释放出植物可以直接利用的养分,比如氮、磷,还能参与碳循环、调节土壤pH、抑制有害病菌等。如果一个土壤里的细菌生物量很大,说明这个土壤的微生物活性高、代谢旺盛,整个微生物生态网络比较健康、运转良好。这也是为什么,在研究里,细菌生物量成为了土壤生物指标中最能预测多功能性的一个,代表了土壤微生物群落的“生命活力”。

上图:蚯蚓是生态系统的“工程师”。上图是一个花园中蚯蚓排除的粪便,亦即蚯蚓通过消化食物后排出的固体残渣物。这些粪便是蚯蚓消化过程的产物,包含了未被消化的有机物质、微生物和蚯蚓排泄的代谢废物。蚯蚓粪便具有丰富的有机质和营养元素,如氮、磷、钾等,对土壤肥力的提高具有重要作用。©Linda Wong | 绿会融媒·“海洋与湿地”(OceanWetlands)(CC BY-SA 4.0)

论文显示,这项研究是荷兰“生命土壤”(Vital Soils)项目的一部分,得到了荷兰国家科学基金会绿色计划(NWO Groen)的资助。该项目不仅有科研机构如NIOO和瓦赫宁根大学参与,还联合了农业领域的多家社会组织和企业,如Eurofins-Agro、BO Akkerbouw和LTO-Noord。

研究人员表示,虽然减少土壤干预带来了诸多好处,但这并不意味着完全放弃农业管理。适当的管理,比如合理安排作物轮作、选择适合的覆盖作物、避免过度踩压农田等,依然是保障农业生产的重要措施。真正的目标,是在保护土壤生态系统的基础上,实现产量与环境的平衡。

至于未来,如何在不同地区、不同气候条件下推广这一理念,还需要更多研究和实践的积累。不过总体来看,这项研究向人们传递了一个朴素但深刻的道理:有时候,对自然“少动手”,反而能收获更多/也更好。

感兴趣的“海洋与湿地”(OceanWetlands)读者可以参看全文:

Sophie Q. van Rijssel et al. ,Conventional and organic farms with more intensive management have lower soil functionality.Science388,410-415(2025).DOI:10.1126/science.adr0211

全球环境治理·前沿

(注:本文仅代表资讯。不代表平台观点。欢迎留言、讨论。)

文 | 王昆山

编辑 | Maggie

排版 | 绿叶

【参考资料】

https://nioo.knaw.nl/en/news/less-intensive-works-best-for-agricultural-soil

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来源:中国绿发会

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