在堪萨斯州塞利纳的一块研究地块上收获一种新开发的多年生谷物——玉米穗。

在堪萨斯州塞利纳的一块研究地块上收获一种新开发的多年生谷物——玉米穗。土地研究所

种植多年生新型粮食,向生态农业迈进一步

现在,一种名为Kernza的多年生谷物新品种正在生产谷物和啤酒。支持者说,这标志着一种从野生草原借用的新农业取得了重大进展,可以在全球变暖的情况下帮助确保可持续的粮食生产。

大约40多年前,牧师杰克逊成立的植物遗传学家土地研究所在萨利纳萨拉斯附近的大草原上。担心现代农业摧毁了原生草地,他问了一个问题来定义他的生命:如何利用大草原生态系统的固有优势 - 原生植物对昆虫和杂草的抗性,这些植物长期增长的能力,以及他们对寒冷和干旱的发展抵抗力 - 并将这些特征嫁给了生长驯养的农作物的食物的任务?

杰克逊是1992年麦克阿瑟“Genius Grant”的收件人,旨在创造一种新的农业,他称之为“自然系统农业”,这具有“草原的生态稳定性以及与年度的粮食和种子产量相当。庄稼。“

经过四十年的育种和测试,研究所推出了第一个商业谷物,称为商标品种凯尔扎,一种被驯化的野生草——中间的麦草——长着细长的头,像小麦的种子。它被描述为甜而有坚果味,现在被卡斯卡迪亚农场做成了一种叫蜂蜜烤玉米粒的谷物巴塔哥尼亚规定- 服装公司的脱招 - 已将其酿造成啤酒,包括长根淡啤酒。两者都是在有限的运行中产生的。

克恩扎的开发被认为是一种新的农业方式的典型例子,这种方式借鉴了野生草原常年存在的自然环境。土地研究所(Land Institute)研究主任蒂姆·克鲁斯(Tim Crews)表示:“我们的目标是缓解每年一次的粮食种植系统固有的许多问题。”例如,他指出,“农民将50%的化肥作为未被作物占用的肥料注销。”

在2017年面试现代农民杂志上,杰克逊这样说:“我们正努力让农业摆脱采掘性经济,转向可再生经济。”

为了适应不断变化的世界,中国正在加快发展一种更友善、更温和的农业。

最近,土地改革的运动越来越多,从草原上的谷物种植,到农林复合,再到更可持续地饲养牲畜。农业是人类所做的最具生态破坏性的事情之一,这一事实在很大程度上推动了这一改革。每年翻耕大片土地会导致表土大量流失;据一位专家说,每年每公顷土地平均流失30吨土壤学习

高氮含量的农田径流流入墨西哥湾和波罗的海等水域,形成巨大的死区;研究人员指出,这样的区域现在在世界各地400条河流的入海口形成。广泛使用的除草剂农达被认为是一种致癌物质。美国各地的含水层都在枯竭。单一栽培的作物易受病害的影响,可使它们绝种。真菌热带比赛4.例如,已经抽取了全球洞穴香蕉作物 - 我们所有人都吃的那种 - 很大程度上是因为它们是在庞大的单一作物种植园种植的遗传相同的水果。每当一个领域被耕种它会将储存的碳释放到大气中 - 农业负责所有温室气体排放的9%。

尽管一些更负责任的耕种方式已经存在很长一段时间了,但对气候变化日益增长的担忧使人们把注意力集中在了这些方法上,它们是在全球变暖的情况下,为不断增长的人口提供可持续的食物的一种方式。粮食安全是一个日益严重的全球性问题。随着天气变暖,杂草、真菌和害虫预计会加速生长;食物的营养越来越少;预计还会出现长期干旱和高温。

就在上周,政府间气候变化专门委员会发布了一份报告报告警告,我们对待土地,特别是现代农业方法的方式是气候变化的重要贡献。

拖拉机犁麦茬的领域在普拉曼,华盛顿附近的一个传统农场。

拖拉机犁麦茬的领域在普拉曼,华盛顿附近的一个传统农场。瑞克道尔顿/ alamy

由于这些日益增长的问题,努力正在加速开发一个更加温和的农业,以适应不断变化的世界。

“由于气候变化,人们渴望了解我们如何在下个世纪生存下去,”该组织的执行主任乔·安·鲍姆加特纳(Jo Ann Baumgartner)说疯狂农场联盟美国鼓励更自然、更环保的耕作方式,也就是所谓的农业生态学。“保护、恢复、野化——它们都是其中的一部分,因为它提供了很多不同的好处。”

数十名研究人员和其他专家签署了一份该倡议由关注农业的科学家联盟发起,该联盟呼吁为农业生态学研究提供更多资金,他们将农业生态学定义为一个“应用生态学原理,并在最大程度上依赖生态过程来应对当前和未来农业挑战”的领域。作者说,目前的资金“严重不足”。

农业生态学本质上是对农业的一种宏观的观察,包括考虑到它是更大的自然和社会系统的一部分。虽然传统农业经常通过其成本转嫁给社会,农业生态学是基于“理解和管理生态过程和生物功能增加和维持作物和家畜生产力,建立土壤肥力,同时最小化有害影响土壤,空气,水,野生动物,和人类健康,”根据研究者们的来信。它不仅被认为是生态无害的,而且甚至是可再生的,帮助恢复被过去不良耕作方式破坏的生态系统。

这就是土地研究所的目标。

Kernza是小麦的野生亲缘种——中间麦草的驯化版本。

有两种培育多年生作物的方法——将多年生野生植物与驯化植物杂交,或者像Kernza一样,驯化多年生野生植物。Kernza是小麦的野生亲缘种——中间麦草的驯化版本。但是,为了使植物具有理想的特性,尤其是产量,需要进行许多代的试错育种。

虽然它正在发展和销售,但Kernza尚未准备好粉末时间,只能在小批量中使用。去年,它是超过1000亩的生产。这是因为克尼萨的产量只有第三到十分之一的小麦。需要多年的繁殖来增加产量。该研究所正在发展其他多年生作物,包括水稻和高粱,尽管没有人在商业上种植。

然而,对于土地研究所来说,多年生植物只是目标的一部分。最终,该公司希望创造一种自给自足的多年生多品种可食用植物,从高粱到小麦,再到野生向日葵,这些植物都是用来榨油的。可以种植羽扇豆或三叶草来固定氮,消除对人工肥料的需求。不用每年都犁地,这些植物庞大的根系就会发育,它们就能接触到深埋地下的水,减少土壤侵蚀。如果没有每年的耕作,土壤中的碳就会留在地下。

虽然土地研究所在可持续农业的大草原结束时,农业剧是与森林生态系统合作的另一个方面。农业剧,一般来说,使用树木与农作物以增强生物多样性,防止土壤侵蚀,减少风损伤,改善土壤条件。188金博网注册就送188森林农场寻求了解树木和农作物可以共同努力,而不是清除土地上的所有树木和种植作物的排行,而不是清除土地和种植排。

克南扎的长根[左]稳定土壤,防止水土流失。这种多年生谷物目前被用于小批量生产谷物和啤酒。
克南扎的长根[左]稳定土壤,防止水土流失。这种多年生谷物目前被用于小批量生产谷物和啤酒。

克南扎的长根[左]稳定土壤,防止水土流失。这种多年生谷物目前被用于小批量生产谷物和啤酒。土地研究所

最简单的一种农用林业是在农作物周围种植遮荫树。康奈尔大学鸟类学实验室的研究员阿曼达·罗德瓦尔德(Amanda Rodewald)对种植在树下的咖啡作物进行了研究。她说,这可以是一个双赢的局面,为农民提供更多的收入和更健康的生态系统。

然而,有些人说树木能做的更多。格洛丽亚·弗洛拉是前美国林务局主管,她和丈夫马克在华盛顿科尔维尔附近的哈克贝利山经营着一个65英亩的农用林场。她创立了Terraflora Permaculture学习中心该公司经营着一个示范农场和教学中心。Flora的方法——遵循理解和利用自然过程的永久栽培原则——寻求创造一个可以收获的复杂森林生态系统。

它部分来自全球传统的土着森林花园,这些花园使用了几个世纪以来已经实施的技术。例如,玛雅人仍然增长了所谓的生物多样性花园,吞噬但栽培的森林里的花园,具有各种作物,包括多种果树 - 鳄梨,柑橘188金博网注册就送188,芒果和地面作物,如“三个姐妹“:玉米,豆子和南瓜。玛雅也在混合中种植许多神圣和药用植物。

具有永续栽培原则的农林复合林业涉及到创造一种农业生态系统或森林农场。每个独立的农业生态系统被称为一个行会,弗洛拉的农场有五个(未命名)行会。这些行会是基于植物如何与其他植物相吻合,从而创造出一个设计好的自然生态系统,该生态系统生产各种各样的食物和纤维(而不是一种作物),自然施肥,使用驯养动物减少害虫,消耗更少的水,并储存碳。

复合林业解决了农业的许多问题,用的水少得多,碳储存也少得多。

每个行业协会都有七层植物,这是一种模仿自然分层方式的方案——一种垂直和水平的策略,而不是传统农业中唯一的水平策略。在一个经典的森林花园中,树冠通常由高大的树木构成。在弗洛拉的农场里,那些是落叶松、松树和其他针叶树。树的第二层通常是坚果树或果树,然后是灌木层,生长着醋栗和浆果。其下是多年生草本植物和蔬菜,根和块茎在地下;地被植物;最后,藤蔓和攀缘植物。

树冠层的树荫为下面的幼苗提供了遮阳和风的保护,而落叶树的叶子则变成了覆盖物和堆肥。薄荷和旱金莲等草本植物被种植在最能驱赶害虫或吸引益虫的地方。可食用的蘑菇生长在林下植物层中。鸡、火鸡和鸭子吃害虫,它们的粪便使植物肥沃。弗洛拉甚至有一头牛,肩膀上有6英尺4英寸,名叫赫拉克勒斯,吃野草和灌木。

这种方法解决了很多农业的问题。它使用远低于水,不少或少数除草剂和杀虫剂,并储存碳。“生态基础的农业在大气中占用碳是非常显着的,”弗洛拉说。

渗透率也具有道德组分。“它没有伤害,”弗洛拉说。“照顾地球,照顾人,并公平分享盈余。这是关于消耗你需要的东西,而不是消耗。这是关于共享资源,而不仅仅是在这一代内共享,而且在几代之间共享。“