农业

一项发表在科学杂志Nature Food上的研究，涵盖了186个国家，揭示了一个意想不到的事实：圭亚那是世界上唯一一个在所有基本食品组中自给自足的国家——水果、蔬菜、乳制品、鱼类、肉类、豆类和富含淀粉的食物。 即使是像美国、中国或英国这样的大型经济体也未能达到这种粮食独立的水平。圭亚那仅有83万人口，无需依赖外部供给就能自给自足，并且不破坏其森林。 一个小国拥有丰富的资源 圭亚那位于南美洲大西洋沿岸，夹在委内瑞拉和巴西之间，以其茂密的热带森林为特征。其官方语言为英语，文化体现在板球和卡利普索音乐等传统中。 首都乔治敦保留了英国殖民时期的建筑，如圣乔治木制涂漆的圣公会大教堂和Stabroek市场，那里一个大钟见证着当地农产品的销售。 与自然和谐共生的农业 圭亚那85%的土地被原始森林覆盖，而大多数人口集中在狭窄的沿海地带。尽管土地有限，该国以独特的效率利用其资源： 由亚马逊河流系统丰富的肥沃土壤。 多样化的农业，在同一块地上种植多种作物（椰子树下种植菠萝和番茄），保持土壤健康并降低风险。 综合畜牧业，无需化学品即可提高土壤肥力。 全年用活根保护土壤。 虽然其他南美国家为扩大农业和畜牧业而牺牲了森林，但根据BBC的Science Focus，圭亚那保留了其85%以上的原始森林覆盖。专家指出，其成功在于“与自然合作，而不是对抗自然”。 国际比较 研究显示，尽管欧洲在粮食安全方面高于全球平均水平，但在完全独立方面表现不佳： 大多数欧洲国家仅在2或3个基本组中自给自足。 德国和比荷卢国家尽管拥有先进的农业技术，但由于土地不足和人口众多，也仅限于2或3个组。 即使是世界巨头也落后于圭亚那： 中国和越南：在7个组中自给自足6个。 美国：在4个组中自给自足。 英国：仅在2个组中自给自足（肉类和乳制品）。 全球形势令人担忧：超过三分之一的国家仅在2个或更少的食品组中自给自足。 粮食安全的配方 粮食政策专家警告说，完全自给自足并不总是必要或可取的。然而，圭亚那基于作物多样化和本地种子投资的战略被视为保障全球粮食安全的灵感模型。 圭亚那证明了一个小国可以实现大国未能实现的目标：以可持续的方式养活其人口而不破坏其森林。它的例子强化了这样一种观点，即与自然合作并支持农业多样性是应对全球粮食安全挑战的关键之一。

一个关于种子保存的实验始于1879年，至今仍在进行，并为现代农业提供了关键数据。 这要归功于科学家詹姆斯·比尔，他在近150年前埋下了20瓶，每瓶含有超过1000粒种子。 其目标是：确定种子在地下保持可行性的时间。 该研究被认为是仍在进行的最长寿的研究，代表了一项基础研究，用于理解种子在自然条件下的生存。 科学上最广泛的种子实验的起源 詹姆斯·比尔在1879年设计了一项开创性研究，其具体目标是验证种子在自然保存中的寿命。 每瓶包含50 种子，来自21种不同的植物，所有种子都混合在沙子中。 研究人员试图回答一个对农业至关重要的问题：种子在土壤中保持可行性的时间。 实验的关键在于保持适当的湿度水平，以便这些种子在不发芽的情况下存活。 这种方法使得该研究成为复杂情况下的关键参考，如战争时期或粮食危机。 跨越世代的协议 最初，研究设计为每瓶每五年挖出一次。然而，这个间隔很快变为10年，随后变为20年一次。 每次提取后，种子被种植，科学家们检查它们是否适合生长。 那些自然不发芽的种子会在密歇根州立大学接受替代系统的处理，以尝试使其发芽。 那些未能开花的种子会接受详细研究，以解释其不可行的原因。 这一系统化的过程允许精确记录种子随时间的退化。 当前结果和实验的未来 最后一瓶是在2021年挖出的，由于COVID-19疫情的影响，延迟了一年，原定于2020年。 下一瓶将于2040年左右被挖出和分析。 科学家们充满期待，因为如果计算无误，仍有三到四个样本待挖掘。 科学界对此实验保持着特别关注。 该研究计划于2100年结束，使其成为一项独特的跨世代研究。获得的数据对于以下方面至关重要： 理解不同植物物种的长期可行性 开发更有效的种子储存策略 为紧急情况规划种质库 在气候变化面前改进农业保存技术 这一开创性实验表明，在控制湿度条件下，一些植物物种可以在超过一个世纪的时间里保持其发芽能力。 结果对全球粮食安全和农业生物多样性的保护具有直接影响，尤其是在气候和环境危机的背景下。

虽然家庭生产负责约80%的新鲜食品价值，但迄今为止对其环境影响的分析很少。 这一缺失促使了布宜诺斯艾利斯大学农学院（FAUBA）与乌拉圭农业研究所（INIA）的联合研究，旨在确定这些生产系统的环境足迹。 由于阿根廷缺乏信息和行业政策，该研究在乌拉圭得以实现，在那里调查了家庭农场并将其与非家庭农场进行比较。该研究依赖于覆盖邻国70%农业用地的卫星数据。 全球和区域概况 研究指出，全球98%的农业企业是家庭农场，覆盖了53%到75%的农业用地。 在南美洲，家庭农场占82%的农场，但仅占耕地面积的18%。特别是在乌拉圭，它们构成了36%的农业企业，仅占农业用地的7%。 有力的结果 研究结果明确：在96.8%的比较中，家庭单位的环境表现优于非家庭单位。 正如FAUBA的教师赫尔南·迪耶格斯所解释的，这些农场保留了更多的自然栖息地，如森林和草地，更好地保护了土壤，具有更高的生物多样性，并提供了更多的生态系统服务。 此外，观察到家庭农场更具弹性：面对农业的推进，生态系统服务的提供受到的影响比非家庭农场小。研究结果发表在科学期刊Agricultural Systems上。 扎根和多功能性 最重要的结论之一是对土地的扎根及其代际传承是更好环境表现的关键因素。家庭农场促进了提供多种商品和环境、社会、经济利益的多功能景观。它们不仅生产食品和基本产品，还有助于控制侵蚀、防止洪水和土壤形成等生态系统服务。 迪耶格斯澄清说，这并不意味着广泛的种植不能是可持续的，因为许多生产者都在进行良好实践。然而，他强调了仔细分析每个农场的管理和资源使用的重要性。 阿根廷的挑战 这位教师遗憾地表示，由于缺乏关于每个地块生产者类型的公共信息，该研究无法在阿根廷复制。他指出，阿根廷的许多地区在物理、生物和生产方面与乌拉圭相似，这将允许进行有价值的比较。 这一困难加上支持家庭农业生产的公共政策的解体。像国家家庭、农民和土著农业研究所、ProHuerta或国家生态农业局这样的项目被削减资金或空置，这影响了INTA为小生产者提供技术支持的能力。 研究结论 该研究揭示了投资于支持家庭生产的公共政策的必要性。除了每个生产者可能获得的收入外，这种类型的开发提供了集体利益，无论是在食品供应还是在农业生态系统的保护和弹性方面。认识到其价值对于向更可持续和公平的生产系统迈进至关重要。

一个来自西班牙哈恩大学的研究团队展示了一项为农业光伏开辟新可能性的技术：能够高效发电的太阳能电池板。同时，允许足够的光线通过，以便作物保持其最佳光合作用周期。 大规模光伏的挑战 欧盟希望到2030年30%的能源来自可再生能源，并在2050年实现气候中和。 由于中国的过度生产导致价格下降，光伏迅速扩展。 问题在于：面板占据大片土地，与耕地产生冲突。 农业光伏作为解决方案出现，将太阳能与农业、养蜂和畜牧业结合。 哈恩的创新 在Science Direct发表的一项研究中，研究人员详细介绍了一种名为RearCPVbif（后置集中光伏双面）的系统。 与传统的半透明面板（STPV）不同，这项技术集中并将反射光引导至双面电池的背面。 结果是：显著增加电力生产，而不减少作物所需的光学透明度。 透明度因素达到60%，被认为适合大多数园艺作物。 关键技术参数 研究人员考虑了两个指标： 平均可见光透射率：穿过面板的可见光量。 平均光合作用透射率：到达植物的用于光合作用的光。 先前的研究表明，作物正常运作所需的最低值应约为60%，这一数值已被新技术达到。 “透明”面板的状态 光伏行业正在研究两种方法： 非波长选择性面板：吸收大部分太阳光谱，透明度不足。 波长选择性面板：吸收紫外线和近红外辐射，允许植物所需的可见光通过。 哈恩的系统通过引入后置光学集中器来优化电力生成和透明度。 农业可行性 该研究还评估了热行为： 电池的温度保持在70°C以下。 这避免了可能改变作物生长模式的“温室效应”。 哈恩大学的创新表明，可以在不影响农业生产的情况下扩展太阳能。 凭借结合电力效率和光学透明度的设计，RearCPVbif面板代表了农业光伏和向更可持续能源转型的关键进展。

科学家们来自瓦哈卡领土研究学术单位（UAET），墨西哥国立自治大学地理研究所，发现了具有卓越能力的细菌群落，能够通过土壤肥力促进可持续农业，并推动生态恢复。 这一发现是在联合国教科文组织米斯特卡高地世界地质公园进行的，该地区的传统农业系统由当地社区管理已有3400多年。 再生土壤的微生物 通过先进的基因测序对这些细菌群落进行特征描述，它们因以下能力而突出： 自然抑制病原体。 改善碳和氮等养分循环。 生成稳定的有机物质，增强土壤的物理结构。 促进植物生长和农业生态系统的复原力。 在识别出的主要群体中，有变形菌门、放线菌门、酸杆菌门和绿弯菌门，以及特定的家族如Solibacteraceae和Sphingomonadaceae。 本地生物肥料和减少农用化学品 这一发现为创造适应该地区条件的本地生物肥料和生物刺激剂打开了大门。这为减少对工业农用化学品的依赖提供了具体的替代方案，这些化学品的成本通常以美元计价，并受国际市场波动的影响。 这种“细菌军队”的实际应用将允许： 恢复退化的土壤。 提高农业生产力。 减少与化学品密集使用相关的环境影响。 科学与传统的协同作用 研究强调了古老的堤坝、梯田和山谷管理如何为这些细菌群落创造理想环境。现代基因组科学与传统知识的结合使米斯特卡高地成为全球可持续发展的典范。 这种方法表明，土壤恢复不仅依赖于技术，还依赖于当地社区积累的智慧，这些社区在千年间保持了有弹性的农业实践。 国家和全球影响 这一发现的重要性在于其转变墨西哥农业的潜力： 加强粮食主权，减少对外部投入的依赖。 提供再生解决方案，应对土壤退化问题，这影响了该国大部分可耕地。 促进全球可持续性，将墨西哥定位为整合科学与传统以应对气候变化和粮食安全挑战的典范。 米斯特卡高地的模式证实，先进基因组学与古老知识的结合是实现可持续农业的最有效途径。这支“细菌军队”不仅保护土壤并提高生产力，还象征着具有环境、社会和经济影响的再生战略。