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有機農場存儲更多的碳

一項新的突破性研究證明,有機農場土壤儲存的碳量不僅比傳統農業土壤多,而且時間更長。這項由「東北大學國家土壤計劃」(The National Soil Project at Northeastern University)與「有機中心」(Organic Center)合作執行的重要研究提供了一個極具意義的新證據,即有機農業實踐能建立健康的土壤,並且成為因應全球暖化對策的一部分。這些新的數據已發表在10月1日的科學雜誌《農學進展》(Advances in Agronomy)。這項研究是迄今為止最大規模的田野調查之一,樣本包括來自全國各地的1000多個土壤。它使用最先進的方法觀察有機農業如何影響土壤的碳封鎖能力,並將其與空氣隔離。

其中最引人注目的發現之一是,比起非有機管理的農田,有機農場的腐殖酸含量高達44%,而腐殖酸則是長期封存土壤中碳的成分。

國家科學院(National Academy of Sciences)最近發表的一項評估農業在全球土壤碳流失中作用的研究指出,農業是在土壤中碳的消耗和大氣中碳增加的主要原因之一。有機農業在恢復土壤碳含量和減少氣候變化上,發揮了關鍵作用,而這項研究也證明了這一點。

「有機中心」與「東北大學國家土壤計劃」負責人伊爾哈姆·加勃爾(Elham Ghabbour)博士和傑佛瑞·戴維斯(Geoffrey Davies)博士合作,聯繫扮演「公民科學家」角色的有機農民,收集來自全國各地的有機土壤樣本後,與國家土壤計劃資料庫中的傳統土壤樣品進行比較。這項研究總共測量了來自39個州的659個有機土壤樣品和個美國本地48州的728個傳統土壤樣品發現,有機土壤中所有腐殖物質的所有組分都比傳統土壤高。

有機中心科學計劃主任潔西卡·沙德(Jessica Shade)博士說:「這項研究確實具開創性。我們不只看到所有土壤的總有機碳庫,而且也了解到土壤中含有穩定腐殖質物質的成分,這使我們能更準確地觀察到土壤能穩定且長期地儲存碳」。

「據我們所知,這項研究不僅是第一個對有機和傳統土壤進行系統性的大規模研究,它同時也將管理方式、作物和美國各州之間的差異納入考量。它對有機操作對整個國家的影響提供了一個廣泛的觀點。」沙德博士指出。

「我們專注於為這個國家計劃研發可靠的土壤分析方法並加以實踐。這是一個結合數百個樣本捐助者的大規模合作。此計劃的結果將對農民、政策制定者和廣大公眾具有高度的價值。」戴維斯博士說。

深入研究議題

健康的土壤對於穩定且彈性的作物生產至關重要,土壤有機質的含量是健康土壤中最重要的組成部分之一。有機質是指土壤中的所有活的和死的植物和動物物質。但不僅僅這些存在泥土中的物質,舉凡蚯蚓和昆蟲以及微生物、植物和動物殘留物、發酵堆肥、腐爛的葉子和植物根部也都是有機質。有機質含量高的土壤能維持作物健康,不易受乾旱影響,而且還能培育對土壤健康至關重要的多樣性生物。富含有機質的土壤還可以長時間儲存碳,有助於減少造成氣候變化的原因。

「有機中心」科學計劃副主任特蕾西·米西維茲(Tracy Misiewicz)博士指出:「許多研究顯示,有機農法可以增加土壤有機質和土壤健康,其中包括使用糞肥和豆類植物來覆蓋作物、擴大作物輪作、休耕和輪牧。而這些做法也可能會增加土壤中的重要腐殖質。」

測量有機物的黃金標準就是腐殖質。腐殖質(由碳和其他元素組成)是肥沃土壤的生命血液。這些物質能阻止土壤退化,且可以存留在土壤中數百年,有時甚至數千年。有了它們,不只是代表土壤健康,也是緩解氣候變化的最有效方法之一。土壤中的腐殖質越多,這種健康的土壤就越容易吸附並儲存大氣中的碳。

因此,穩定的碳庫更能代表土壤穩定碳封存的能力。具體測量土壤中的腐殖質物質可以準確了解長期的土壤健康和碳封存效果。

農民樣本顯示有機土壤碳封存力較優

研究指出,有機土壤的腐殖質成分 – 黃腐酸(Fulvic Acid)和腐質酸(Humic Acid) – 含量一直高於傳統土壤。

研究發現,平均而言,相較於傳統土壤,有機農場土壤的:

  • 有機質含量高出13%
  • 黃腐酸高出150%以上
  • 腐殖酸高出44%
  • 長期碳封存潛力高出26%

這是科學研究首次對美國整個有機與傳統農場長期土壤碳儲量提出準確的結果,因為多數研究均集中在個別農場或土壤總有機碳。「有機中心」進行的這份研究不僅考量了全國各地的農場,並研究了最準確的測量碳封存方法

真實世界的研究與對現實世界的影響

自2008年以來,「東北大學國家土壤計劃」持續進行測量全國土壤的有機土壤含量。其採集的樣品主要是傳統農作土壤。國家土壤計劃主任戴維斯和加勃爾博士發現這些傳統土壤樣品中的腐殖質含量非常低。

2014年,「有機中心」幫助全國土壤計劃設計並研發一項研究,將計劃中的傳統土壤樣本與有機土壤樣本進行比較。該組織與有機專家的研究人員共同進行這項研究,與全國各地的有機農民聯繫並採集土壤樣本,與土壤數據庫的資料進行統計分析。

農夫收集的土壤樣品時間從2015年持續到2016年。提供的樣本為50克樣品(2-3湯匙)的風乾表面(0-30公分)農用表土,並檢附樣本的地理(GPS)位置、質地和分類(若已知)。

「這項研究指出,有機土壤表現出正面的差異。」明尼蘇達州有機農民卡門·費恩霍茲(Carmen Fernholz)說,他提供自己425英畝有機玉米、大豆和小穀物農場的土壤樣本。「我們要證明的是,有機農業能增強土壤,因此這是我們前進的方向。對我來說,作為一名農民,這項研究最重要的結果是美國農業部現在應該優先考慮其有機管理體系和有機研究資金。」

「我們對土壤有機物質系統了解越多,就能提高監測、測量和維護土壤有機物質的能力。有機農產品生產商海倫·艾特索(Helen Atthowe)說。她提供與丈夫共同管理位於加州北部26英畝的伍德利夫農場(Woodleaf Farm)土壤樣本。「這項研究的結果可以強化土壤有機質的管理,因此更容易鼓勵更多農民採用有機操作。」

「有機中心」的沙德博士表示:「由於我們的研究樣本為比較耕作中的土壤,其研究結果可能對現實世界產生巨大的影響。這些結果突顯有機農業增加土壤固碳量的潛力,這個方法有助於減少引發氣候變化的肇因。」

資料來源 :by Sustainable Pulse

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