科研进展|Nature Plants:二十一世纪的有机农业

昵称37581541 2021-11-13

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研究背景

有机农业历来备受争议。1971年美国农业部长厄尔·布茨（Earl Butz）曾说：“谁提议发展有机农业，就叫他先决定一下哪5000万美国人要挨饿”。主要是由于有机农业依靠更多的土地来生产与传统农业相同数量的粮食，大规模采用有机农业可能会威胁到世界的森林、湿地和草原。

有机农场的数量，有机耕作土地的范围，专门用于有机农业的研究经费以及有机食品的市场规模都在稳步增长。比如在1999年至2013年期间有机食品和饮料的销售额增长了近五倍，达到720亿美元。

无论是有机农场还是传统农场，只有生产足够数量的优质食品，改善自然资源基础和环境，在经济上可行并有助于农民及其社区的福祉的情况下，才能称得上是可持续的。

Figure 1 | Annual global market for organic foods and land area of organic production. Increasing sales of organic food in nominal billions of US dollars (bars), broken down by contributions from North America (red), Europe (green) and the rest of the world (orange), and increasing total global land area under organic production in millions of hectares (blue line)7,96–98. European and North American contributions were not available for the years 1998 through 2000, shown in grey.

主要内容

评估四个关键的可持续性指标来研究有机农业的表现：生产力、环境影响、经济可行性和社会福址。

生产力包括农作物和动物的产量及其质量。有机系统的产量比常规系统的低8-25％。有综合性研究表明，产量最高的有机作物或作物群体是水稻，大豆，玉米和三叶草，它们的产量比常规系统低6-11％；产量最低的是水果和小麦，分别减产28％和27％。而另一项meta分析发现，水果、大豆和油料籽是最高产量的有机作物，而小麦和蔬菜则最低，分别比常规系统低37％和33％。

有机农业系统比传统的农业系统更环保。与常规系统相比，有机耕作系统始终具有更高的土壤碳水平，更好的土壤质量和更少的土壤侵蚀。

与常规农业相比，有机农业是否能够继续在全球范围内扩张将主要取决于其财务业绩。决定有机农业获利能力的主要因素包括农作物产量，劳动力和总成本，有机产品的价格溢价，在有机转型期（通常为三年）内收入减少的潜力以及对农业的依赖减少带来的潜在成本节省不可再生资源和购买的投入。结合40年研究的结果和涵盖五大洲的55种作物的meta分析发现，如果包括实际价格溢价（给予有机食品更高的价格），则有机农业被证明比传统农业具有更高的利润（净现值增加22至35％），并且具有更高的收益/成本比（20至24％）。

有机农业可以通过使农作物和畜牧业多样化来改善粮食安全，这可以多样化收入来源并改善饮食种类。

主要结论

与传统农业相比，有机农业系统的产量较低。然而，与传统农业相比，它们更有利可图，更环保，并提供同同或更多的营养食品，其中农药残留量更少（或没有）。此外，初步证据表明，有机农业系统提供了更大的生态系统服务和社会效益。尽管有机农业在建立可持续农业体系方面尚未发挥作用，但没有任何一种单一的方法能够安全地为地球提供食物，而是需要有机和其他创新农业系统的混合。但是，采用这些系统还存在很大的障碍，需要各种政策手段来促进其发展和实施。

Figure 2 | Organic management practices. The complex interactions among structural factors and tactical management strategies on a diversified organic farm producing food, fibre and fuel for human and livestock use and consumption. Structural factors, represented by circles, are the foundation of organic management, with diverse crop and livestock rotations at the centre. Tactical management decisions are used to supplement the structural factors and include the use of: biological controls; supplementary lime, organic fertilizers and compost; hedges, margins and other habitat areas; species, variety and breed selection; temporal and spatial patterns; and physical weed management. Figure adapted from ref. 99, © 2001 Elsevier.