农业

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。

La 土壤管理 是当代农业面临的重大挑战之一。面对这一难题，INTA 和 Conicet 的研究团队开发了 Biopellet，这是一种颗粒状的生物肥料，促进再生农业，由本地堆肥制成，基于 循环经济 模式。 这是一种实用、经济且具有巨大潜力的解决方案，可改善 土壤肥力，为库约及其他地区的生产者带来直接利益。 经过田间验证的生物肥料 该产品在番茄、葡萄、饲料和蔬菜等作物的田间试验中得到验证。其成分包括： 有机物质。 必需养分。 对土壤质量有益的微生物。 因此，Biopellet 改善了 土壤结构、养分供应 和 作物生产力。 “通过 Biopellet，我们希望满足一个具体需求：在不使用生粪且比化肥更经济的情况下改善土壤肥力，”INTA 圣胡安的研究员 Luis Bueno 表示。 颗粒化格式：管理上的革命 这种格式便于运输、储存和应用，确保田间均匀分布。 “颗粒化格式革新了管理：对生产者来说更实用，并确保田间均匀分布。此外，其格式便于运输、储存和应用，相较其他生物投入品具有优势，”Conicet 和 INTA...

在环境生物技术方面的一项进展表明，食甲烷微生物可以在农业环境和垃圾填埋场中减少多达90%的排放这种强效的温室气体。 这项由《华盛顿邮报》传播的研究为应对空气污染和转变关键领域如农业和废物管理的环境管理开辟了新的可能性。 创新背后的技术 该提案基于使用甲烷氧化微生物，这些微生物以其自然消耗甲烷的能力而闻名。像Windfall Bio这样的公司和华盛顿大学的研究团队领导了在封闭系统或直接在受污染土壤上应用这些微生物的试验。 Windfall Bio的首席执行官Josh Silverman解释道： “这些生物知道如何吃甲烷。我们没有创造新东西。我们没有教他们做他们通常不做的事情。” 农场和垃圾填埋场的现场结果 在旧金山北部的Correia Family Dairy进行的测试中，微生物在短短一个月内吸收了一个粪池排放的超过85%的甲烷。农民Kenny Correia承认，起初这个想法让他觉得“疯狂”，但结果超出了他的预期。 在城市垃圾填埋场，效果也很显著：在洛杉矶的一次处理在30多天内减少了超过75%的排放。 在西雅图，由化学工程师和微生物学家Mary Lidstrom领导的华盛顿大学团队使用了一个生物反应器原型，在现场条件下实现了90%的甲烷减少，结果发表在同行评审的科学期刊上。 使用的菌株及其来源 该过程依赖于甲烷氧化微生物将甲烷转化为能量并繁殖的能力，即使在低浓度气体的环境中。 Lidstrom使用的菌株是Methylotuvimicrobium buryatense，来自西伯利亚湖底，以其快速生长和对甲烷的食欲而闻名。 Silverman从帕洛阿尔托的堆肥堆和土壤中收集微生物，在他自己的燃气烤架中培养。由此产生了菌株“Jar 6”，这是Windfall Bio测试的基础。 超越排放减少 研究人员希望利用微生物产生的生物质作为可持续肥料和蛋白质补充剂。 Lidstrom预计富含蛋白质的生物质可以用作养殖鱼类的饲料，这是野生种群减少的替代品。 Windfall Bio开始从微生物中生产肥料，将其转化为粉末，然后压成颗粒，提供给农场使用或出售。 Silverman强调这些解决方案经济上可行的重要性： “我们需要这些东西能够回馈给运营者自己。” 挑战和前景 尽管取得了进展，但大规模采用仍然存在挑战： 目前用于捕获垃圾填埋场甲烷的系统成本高且对分散排放效果不佳。 外部温度等因素可能影响微生物的性能。 大规模需求的肥料和蛋白质补充剂的衍生品尚未得到保证。 Lidstrom估计，从长远来看，可以部署10万到20万个集装箱大小的处理单元来捕获甲烷，目标是在2030年开始实施。 科学和农业部门的反应 微生物的潜力引发了期望： 加州环境署的技术顾问Eugene Tseng称其影响“巨大”。 斯坦福大学的气候科学家Rob Jackson支持摧毁甲烷的策略，尽管会产生二氧化碳，因为其在短期内的气候影响更大。 Straus...

秘鲁西南部伊卡地区的广阔沙漠平原在短短几十年内彻底改变了其景观。曾经只有沙子和风的地区，现在集中种植密集的作物，如蓝莓、葡萄、芦笋和芒果。 这种现象在秘鲁大部分沿海沙漠中重演，转变为一个大型农业走廊，为美国、欧洲和亚洲的市场提供供应。自90年代以来，耕地面积大幅增长，形成了一个在2024年创下纪录的农业出口产业。 农业和灌溉发展部报告称，从2010年到2024年，该行业年均增长11%，出口额达到91.85亿美元。因此，秘鲁巩固了其作为一个全球战略生产者的地位，特别是在北半球面临气候限制的时期。 沙漠增长的基础 扩张始于1990年代，当时该国推动了旨在吸引投资和增强出口能力的改革。在克服了亚马逊土壤和安第斯山脉坡地的限制后，农业产业成为一个具体的替代方案。 私人资本的到来使得滴灌技术、水利工程和应用于蓝莓等作物的遗传改良得以引入，这些作物在该地区之前是不存在的。水的可用性成为在干旱地区大规模农业的关键。 通过这些投资，沿海可耕地面积增加了约30%。伊卡和皮乌拉等地区巩固了其作为生产和出口中心的地位，改变了广大地区的经济和社会动态。 新农业模式的影响和紧张局势 农业出口的增长重塑了当地经济。在以非正式经济为主的地区，正式就业扩大，许多工人因农业企业而获得了更稳定的收入。 然而，这一进展并未使所有人受益。小农面临更高的劳动力成本和争夺基本资源的困难，尤其是水。在许多地区，土地在新模式的经济压力下易手。 生产转型也改变了传统的耕作系统，改变了社会结构，偏向于集中大部分活动的大公司。 水，环境冲突的核心 主要的环境担忧是水的消耗，在水资源有限且人口缺乏定期供应的地区。在像伊卡这样的地区，降雨量极少，大部分资源来自地下。 当人类住区必须依赖水车供应时，农业出口农场则拥有深井和来自其他地区的优先灌溉。地下水位的下降，自十多年前就有报告，引起了当地生产者的担忧。 深井的不断钻探，加上资源的密集使用，加剧了人口与农业部门之间的差距，在一个长期可持续性受到质疑的情景中。 如果不保护水资源，未来将面临风险 水的管理成为农业出口模式的主要挑战。短缺加剧，对含水层的压力使该行业的经济连续性面临风险。 专家警告说，如果没有保障人口供应和生态系统保护的政策，该行业可能面临不可逾越的自然限制。在选举时期，这一讨论变得频繁，但仍然没有结构性解决方案。 在密集生产和水资源可持续性之间取得平衡将决定该国农业和社会的未来。 推动可持续农业产业的环境和社会效益 当前的辩论为旨在改善该行业可持续性的新举措铺平了道路，对环境和社区具有潜在的积极影响。 推广高效灌溉技术可以减少对含水层的压力，并减少干旱地区的水损失。负责任地使用资源也有利于土壤的自然补给，并避免湿地和沿海生态系统的退化。 向负责任的生产模式过渡可以加强地方经济，扩大正式就业的机会，并改善人口的水安全。从长远来看，可持续的农业产业推动气候韧性，保护国家的战略资源。