革命农业：亚洲粮食的兴奋剂

2014-12-11 08:12:31|  

中国的农民们将使用更少的化肥，并且他们的农作物也将降低温室气体的排放，消耗更少的土地 - 同时满足中国对粮食的需求不断增长。不过前提是，他们得按照北京农业大学的科学家在专业期刊《自然》发表的新栽培技术去做。这项技术被称为“整合土壤果实管理系统”（Integriertes-Boden-Frucht- Systemmanagement）简称 ISSM。

这名字乍看很简单。研究人员告诉我们，通过ISSM可以激发单株植物的“生物物理“潜力。整合土壤果实管理系统中的”整合“二字表示多方面植物栽培研究结果的整合。比如：农民应该种植哪些作物？如何最好地耕种土地？当然还有： 哪种施肥方法最合理？

特别是最后一条，倾注了中国学者的很多精力。Xinping Chen 、 Zhenling Cuiie和他们的同事们建议，只有当作物真正需要这些养分的时候，再去施肥。例如，在玉米植株生长玉米棒的时候，或小麦开始长麦穗的时候。 “简单地说，这是对种植系统中的各个要素的优化”不伦瑞克叶斯·库恩研究的农业学家Silke Dachbrodt-Saaydeh说到。

提高产量的必要性

根据推测，中国人口将继续增长至2030年，同时增长的当然还有粮食的需求。对于中国来说，这意味着它必须增加粮食产量---如果它不希望依赖于进口。下图显示了目前的的生产和2030年的预计需求量之间的差距。

从图中可以发现，玉米的需求将大幅上升。它和肉类的需求一样大幅增长----不仅仅是中国，全世界都一样。根据论文作者的描述，中国种植的玉米中74%被用做为动物饲料。

特别是，对于玉米的需求将会增加。这齐头并进与肉体上日益增长的需求 - 是推动上涨的繁荣 - 不仅是在中国。即使在今天，74％的中国的玉米产量用于动物饲料，根据作者。

为了测试他们的栽培技术，中国科学家用的ISSM栽培法运用于三种作物 - 水稻，玉米和小麦的种植。作为参照的是中国农民的传统种植方法，以及它的简单改良方法，此外，还有一组不顾环境后果的极端方法。

施肥少，产量高！

下图简单的介绍了四种方法的对比。它显示了每种方法使用了多少化肥，以及在此等化肥使用量下带来的产量收益。很显然，运用ISSM种植法带来了和极端种植法几乎相同的高产量-但是却只消耗了一半多一点的化肥。

在一年时间内大幅提提高产量，原则上来说是可能的，比如使用极端的方法。但这必须以大量的化肥投入为基础，并且土地会酸化，于是需要新的、肥沃的土壤。这威胁着越来越多的土地，在那里自然环境本应受到保护。

除此之外，密集地使用化肥会产生温室气体：在生产和运输这些化肥时。同时也会产生许多笑气进入大气中。这比臭名昭著的氟氯碳化物更危险。而通过作者提出的ISSM种植方法可以降低11%的温室气体排放。

到处都适用的方法

但是这种新技术真的可以满足中国日益升高的粮食需求并一直持续下去吗？“是的，ISSM可以解决中国未来的粮食问题”，论文第一作者Zhenling Cui回答到。“不过首先得让数亿农民使用ISSM技术来种植粮食”

但农业学家Dachbrodt-Saaydeh对此持谨慎的乐观态度。她”这项研究成果并不能完美的投入到实际生产种植中，因为在农业中经常会遇到额外的障碍“，她这样说道。在现实中很难达到试验中那种优秀条件。直截了当地说，管理着大面积农作物的农民们是不可能在最准确的时间点给所有的作物施肥的，她这样解释。仅仅是在农田间的往返就需要大量时间。

Xinping Chen 和 Zhenling Cui则认为他们的理论方法不仅仅适用于中国。“我们相信，这种方法适用于任何地方”他们这样写到。对此Dachbrodt-Saaydeh还是赞同的。在德国类似ISSM的整合式种植方法同样已经实施很久了。不过对于此方法的成功推广，最重要的一点是：“对种植者的深入指导。”