与牧场生态学家Richard Teague博士的一次对话,分析了适应性多牧场牧场放牧在固碳中的作用。

Rodale Institute最新的气候变化白皮书“再生农业与土壤碳解决方案”将于25月XNUMX日发布。 要了解更多信息,请访问 RodaleInstitute.org/Climate2020.

我们正在更新中 Rodale Institute的再生农业与土壤碳素解决方案 白皮书,我们想与您谈谈您在牛群和牧场土壤固碳方面的重要工作。

因此,首先要解决一个语义问题-管理密集型放牧有很多术语,您可以使用自适应多围场或AMP,有暴民放牧,高强度旋转放牧,整体放牧管理以及现在的再生放牧。 这些系统之间是否存在实际差异?

差异很小,但就一般的处事方式和理念而言,它们都是同一干部的一部分。 在1999年开始进行再生放牧研究之前,我们与NRCS合作,后者在全国进行了所有土壤测绘。 我们要求他们向我们介绍土壤碳水平最高的农民和牧场主。 没有一个例外,他们都遵循整体管理,或围绕它的几个变体。 从那以后,我们的研究一直在跟进。

在使用AMP放牧系统时,您能发现土壤再生的速度有多快?

这取决于您的起点。 在这种情况下 从佐治亚州出版 由梅根·马赫米勒(Megan Machmuller)及其合作伙伴创立,他们从一个长期耕种的农场开始,这导致土壤退化。 他们将其放到永久性牧场中,并使用带有奶牛的可再生多牧场牧场进行管理。 在三到四年内,他们取得了很大的进步。 五年后,他们的土壤碳含量大幅增加,每年每公顷高达八吨碳。 在一年四季都可以种植农作物的地区,例如在美国南部一半,如果您确保土壤被植物覆盖,并且一年四季都生活在地面上,那么您可以使用多个有足够营养的围场练习蓄牧恢复,您将获得异常迅速的结果。 在我们得克萨斯州更干旱的地区,我们发现需要大约10年的时间才能实现土壤功能的实质性改善。 当我们去加拿大时,我们与20或30年前开始工作的人们一起工作,他们取得了显着的进步。 在很长的一段时间内,每隔第二或第三年对土壤进行一次测量,最好的情况是在四到五年内,土壤碳和地表水的渗透显着增加。 在北部地区,经过14年的发展,土壤碳的上升轨迹仍然没有减少。

但是,人们是否普遍接受土壤具有碳饱和点呢? 他们不能无限期地积碳吗?

这些系统已通过再生放牧进行管理,尚未通过无机物或添加的杀生物剂施肥。 这些是成功的关键要素-如果不添加杀死土壤微生物的要素,地下的生物多样性和活动将增加,这将使碳储量不断增加。 因此,经过15年的奇数年后,它们的有机物含量从最初的15%上升到了1%,水的渗透率不断提高,从不到半英寸每小时到十多英寸每小时。 而且这是在较高的牲畜饲养水平下进行的,因为它们根据产生的草量进行饲养,并且系统的生物学能够产生更多的草。

每个人都指拥有100年历史的英国 Rothamsted长期研究,这表明,随着时间的推移,土壤碳含量将增加,然后达到平稳状态。 但是,有关他们如何管理这些地块的研究正在揭示。 他们不是在设法增加碳含量,而是要确定相对于不同种植方式,不同放牧和割草方式下土壤碳的变化情况。 他们放牧多年生的牧草,但如果在季节的后半期有足够的草料来生产干草,则他们将其切成干草并摘下,然后将土壤碳动态与该牧场/干草系统的耕作和生长进行比较一年生作物和牧草。 他们发现,当牧场放牧绵羊时,牧场管理增加了土壤碳含量。 在某一时刻,他们停止完全放牧地块并开始砍伐,并将残留物放回田间以尝试完成养分循环。 我们通过许多科学知识知道,当您割干草时,您正在去除碳和营养物质,您并未在改良土壤,而是将其放回原位,因此,干草割和去除对土壤有负面影响的可能碳水平。

此外,我们从生态培训(相对于农业培训)知道,将放牧动物带出系统消除了增强养分循环的关键要素。 生态昆虫学家发现粪甲虫作为关键物种起着巨大的作用。 它们不仅可以挖洞并立即将粪便掩埋,还可以培育出一整批额外的微生物,从而增加了养分循环的速度,从而增加了土壤碳含量。 因此,Rothamsted管理层将关键物种和必要的生态系统功能排除在外,没有考虑到这一点。 他们改变管理方式后不久,土壤碳就开始平稳增长。 在我们一直在AMP管理下将牲畜饲养在土地上且不使用化肥和农药的地方,土壤碳在15年后仍在上升。

您强调在土地上不使用合成化学品的重要性,但是如果您从按传统方式管理的土地,肥料和杀虫剂制度下开始,那是否会挫败土地的再生能力?

首先,对于健康的土壤,最有益的生物群之一可能是真菌,AMF(丛枝菌根真菌)和腐生真菌。 AMF形成与根相关联的网络。 它们的网络进一步延伸到土壤中,改善了土壤结构和渗透能力,并获得了植物无法获得的养分和水。 随着细菌的繁殖,真菌会建立正确的土壤结构,从而增加水的渗透。 您要做的就是清除减少真菌和合适细菌的物质:耕作是其中的一种,而化学物质是另一种。 大多数耕作和基于化学物质的农业生产活动已减少或破坏了土壤生物区系,但是随着基于再生原理的管理变更,它们可以迅速恢复。 当您摆脱了抑制关键土壤微生物的因素并开始拥有植物的生物多样性混合物时,就土壤再生而言,您可以在一两年之内获得响应。

在广阔的牧场上种植生物多样化牧场的想法似乎不切实际。 这是如何运作的? 还是经过高度管理的放牧本身最终会选择某些多年生植物,从而更有利于固碳的真菌和其他土壤生物?

这是一个相关的问题。 进行再生放牧的人们可以摆脱所有的不良状况,并在短时间内放牧,从而使植物得到适当的恢复,从而改善生根深度,真菌与细菌的比率,土壤质地和渗透。 随着这些系统中土壤碳含量的增加,土壤的肥力和阳离子交换能力也会增加,这是因为有机物会积聚更多的养分。 再生AMP放牧可快速改善土壤生物学和植物多样性,而生产力更高,更健康的植物自然会恢复。

团队的另一个领域 研究 与牛肉生产和温室气体有关,那么您如何应对流行的说法,即牛对气候不利?

这是对的,也是错的。 让我从真理开始。 有太多土地管理不善。 人们在牧场上饲养牛,牧场通常会大量放牧并因此退化,然后他们将牛带到育肥场进行整理。 如果您种玉米,或以其他方式用常规方法在耕作场中饲养牛,加上耕种,无机肥料和杀生物剂,就在破坏土壤。 所有这些因素-牧场管理不善,饲养场系统,常规饲料生产-都具有巨大的碳特征。

在不真实的部分:如果您像与我们一起工作的可再生放牧和耕种人一样进行耕作,那么您已经贫瘠的土地和贫瘠的牧场,并通过管理进行了改善,您就没有使用化学药品,也就没有完成牛,其饲料来自常规农业。 如果您按照Rodale的方式管理作物(生产碳足迹为负数的农作物),那么您将把碳放到地下,就像AMP放牧将碳放到地下一样。 如果将两者结合起来,那么再生放牧就具有将空气中的碳吸收到地下的巨大能力,同时还能改善健康土壤的所有生态系统服务,尤其是修复水文循环以在土壤中吸收更多的水,这会改善一切。

在正确的管理下,牲畜可以为气候和土壤带来重大变化。 在管理不善的情况下,大多数人都确切地知道会发生什么,他们说做到这一点的是牛,但不,这是对牛进行管理的方式。 指出我们拥有的两个选择是一件好事,一个选择对气候不利,是的,但另一个选择一点也不差,这是完全有益的。

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4对“牛是气候解决方案的一部分=

  1. 优秀的文章! 谢谢你。 在回答有关土壤是否会被碳饱和的问题时,我感谢蒂格博士的回答。 但是,指出放牧管理得当,不仅增加了碳含量,而且还增加了土壤深度,这是否正确? 换句话说,即使原始土壤可能被碳饱和,新的土壤层还是由新隔离的碳组成。 那是正确的理解吗?

  2. 那里有一些令人不安的信息:

    >这取决于您的起点。 梅根·马赫米勒(Megan Machmuller)及其合作伙伴在佐治亚州发布的情况下,他们开始的是一个长时间耕种的农场,这导致土壤退化。

    Machmuller,Megan B.等在《自然》杂志上引用了该文章。 “新兴的土地使用方法迅速增加了土壤有机质。” 纳特社区,卷。 6号6995,30年2015月1日,第5-10.1038页,doi:7995 / ncomms108。)引用了另一篇文章Belflower,Jeff B.,et al。 “以格鲁吉亚不同乳制品生产系统对环境的潜在影响为例。” 农业系统,卷。 1,2012年84月93日,第10.1016-2012.01.005页,doi:XNUMX / j.agsy.XNUMX。,其中引用了一些旧的IPCC数据,此处: https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/ar4-wg1-chapter2-1.pdf

    问题在于全球升温潜能值(GWP)当量。 他们正在处理甲烷,并且正在使用100年的窗口,其中甲烷的排放量仅比二氧化碳少25倍。 这是因为甲烷在大气中持续约12年。 这在劣质牛肉行业研究中很典型,他们试图证明它对气候有利,但事实并非如此。 甲烷在大气中的寿命较短,您可以在此处看到一些漂亮的表格: https://en.wikipedia.org/wiki/Global_warming_potential 在短期内,这对我们很重要,转换率不是1:25(即使对于100年的估算,它也不是准确的)。 在25年的时间间隔内,甲烷更像是1:84。 在这样的规模上,这些放牧的草原无法弥补反刍动物温室气体的排放。

    1. GWP20或GWP100都不准确。 为什么? 寿命截然不同的气体在大气中的行为和积累方式不同,因此它们不是“等效”的。 这就是为什么在IPCC第三,第四和第五评估小组中任职的Myles Allen博士及其团队提出了GWP *作为更好的工具的原因。 甲烷的寿命短于3至4年,不会像CO5那样累积,其寿命超过7年,因此,无论您使用的是GWP12还是GWP2,在论证中仍然无法评估甲烷。 甲烷具有相应的土壤和对流层汇。 因此,它分解为水和循环二氧化碳,并通过光合作用,甲烷生成和羟基氧化反复循环再利用。 因此,肠甲烷与循环和循环利用相同的碳一样……就像大多数其他形式的微生物碳一样。 这与已经存在超过一亿年的大气中的产热碳完全不同。 这是有关全球升温潜能值的论文* https://www.nature.com/articles/s41612-018-0026-8

  3. 我们需要停止将碳视为邪恶,并意识到存在一个适当的碳循环,就像我们非常熟悉的水循环一样,这对所有生物都有益:我们,动物,植物以及土壤和地球本身。 然后停止交替使用“碳”和“气候”; 是的,所有事物都是连接且相互关联的,因此不存在这样的情况,即只有一个输入到系统,而从系统仅产生一个恒定的输出。 事实上,总的来说,存在着一个“系统”,实际上是整个世界,这是对“牛”,“碳”或“人口”这一简单化战争的谎言。 不仅在土壤中,而且在包括我们自己在内的所有种类的植物和生物中,自然本身,整个系统的自我校正性质都显而易见。

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