上世纪90年代以来,欧洲的许多重要作物产量一直停滞不前。因此,腐殖质形成的重要来源----土壤有机质输入一直在减少。慕尼黑科技大学(TUM)科学家怀疑耕地土壤腐殖质存量是因气候变化的影响而导致下降。然而,腐殖质是土壤功能的一个关键因素,这就是为什么其减少对农业生产构成威胁,而且是全球性的。
慕尼黑科技大学科学家的研究已发表在《中国环境科学》(2015),研究评估了上世纪60年代以来联合国粮农组织(FAO)编制的欧盟国家作物产量统计数据。欧洲中部和北部三种最重要的粮食作物小麦、大麦和玉米产量已经停滞了20年。“我们只对产量停滞中的少数几年进行了统计核查”,位于弗赖辛唯森市的慕尼黑科技大学土壤科学首席兼本研究的第一作者马丁博士解释说。这一发现与其他研究结果一致,证实了作物产量,特别是全世界谷物产量正在下降。
“由于作物产量和土壤有机物质输入之间的密切联系,产量停滞也一定对土壤中的腐殖质存量产生影响”,慕尼黑技术大学科学家马丁博士说,“特别是在温度持续上升的背景下。”由于气温上升导致更高水平的腐殖质分解的同时,有机物供应停滞不前,因此必须长期地预期腐殖质的耗减。
气候变化和欧盟农业政策的变化是可能的原因?
产量停滞的原因还没有得到合理解释,但可能是由于多种因素的影响:“按照在上世纪90年代欧盟农业共同政策优先点介绍,在其它政策中,使用了少施化肥策略,并且轮作周期中忽略了使用豆科植物”,来自波多黎各战略规划与管理主席哈布纳博士解释,他是马丁博士的共同作者,也来自弗赖辛唯森市。他指出:“很少有作者把这个问题作为作物产量停滞的原因而进行讨论。”
然而气候变化产生的气候条件变化,可以在此代表一个更重要的因素,比如温度,越来越多地超过植物的生长所需的最佳水平,象那些经历了今年夏天的植被,进入植被周期性变化,更加频繁的干旱。“这必然导致作物生物量生产停滞和土壤有机物输入减少”,马丁博士说。
此外,上世纪80年代以来欧洲牲畜数量也明显下降。“有机肥的推广作为有机物质的另一个重要来源也因此下降”,马丁博士补充说。
由作物收成停滞产生的腐殖质存量减少的早期迹象已经显现。近几年几乎所有欧盟国家都观察到了土壤腐殖质耗减的初步迹象。
跨学科研究小组
虽然以前许多研究均预测未来气候变化结果为腐殖质水平增加,然而慕尼黑科技大学的科学家根据他们目前的研究结果,认为以下假设是很关键的:如果有机质输入停滞,土壤将长期失去一些腐殖质。“如果这种趋势继续下去,它可能对土壤肥力和蓄水能力产生负面影响”,马丁博士说。“反过来,这可能最终导致极少的收成----形成恶性循环,”他补充说。
为了解决这一问题,农业需要加大使用积极的措施促进腐殖质形成。“这些措施包括作物轮作多样化、绿色有机肥、冬季绿化减少土壤侵蚀、优化土壤种植,有机耕作,农林复合经营和作物田间留茬”,哈尔纳解释。本研究作者还认为,对产量停滞和腐殖质消竭产生的原因进行跨学科研究是必要的,“因为仅靠一个单一的学科不能解决这个问题。”