始于1981年, Rodale Institute的“农业系统试验”是北美运行时间最长的有机和常规谷物种植系统的比较研究。

在将近40年的时间里,我们收集了数据并分析了不同管理措施下使用有机和常规系统种植的作物的土壤健康,作物产量,能源效率,水分利用和污染以及作物养分密度的差异。

我们数十年的研究表明,有机系统:

  • 与常规农业相比具有竞争力 经过5年的过渡期

  • 在干旱年份 40% 更高的产量

  • 3-6倍的盈利能力 对于农民

  • 不含有毒化学物质 进入水道

  • 节省45%的能源

  • 减少40% 碳排放量

这些是如何实现的?

这一切都始于土壤。 更健康的土壤可以容纳更多的水分,在干旱期间可以使植物站起来。 健康的土壤还可以更好地结合在一起,防止土壤侵蚀和径流进入水道。 由于有机系统不使用化学物质,因此毒素不会进入环境,因此使用的化石燃料更少。 像 有机免耕 降低能源成本。

了解有关土壤健康的更多信息
有机土壤样品与常规样品

系统

农业系统试验位于我们位于宾夕法尼亚州库兹敦的主校园中,占地12英亩。 它分为3个总体系统:有机肥料,有机豆类和常规肥料。

每个系统又分为两个:耕作和免耕,共有6个系统。 共有72个实验区。

耕作注意事项:免耕和 有机免耕 不平等。 常规的免耕技术使用除草剂终止农作物,而有机系统则使用压接机等工具。 我们发现,逐年免耕有机耕作方法无法获得最佳效果,因此我们的有机系统利用了减少的耕种方式,并且仅在隔年耕种土地。

牲畜图标

有机肥料

该系统代表有机乳制品或牛肉生产。 它的特点是一年生粮食作物和多年生牧草作物轮作。 豆科农作物和定期施用堆肥可提供肥力。 多种轮作是抵御害虫的主要防线。

植物图标

有机豆类

该系统代表有机现金谷物系统。 它具有中等长度的轮作,包括一年生谷物作物和覆盖作物。 该系统唯一的肥力来源是豆科农作物,轮作是抵御害虫的主要防线。

谷物图标

常规合成

该系统代表了典型的美国谷物农场。 它依靠合成氮肥育,杂草由宾夕法尼亚州立大学合作社推广部选择并以推荐比例施用的合成除草剂控制。

改善土壤健康

有机物是土壤样品中细菌,真菌和其他微生物的数量。 样品中的有机物越多, 土壤越健康.

农业系统试验的数据表明,有机系统中的有机物质和土壤健康 随着时间的推移不断增加。 常规系统中的土壤健康状况基本上保持不变。 (图1)

由于土壤健康得到改善, 多出15-20%的水 通过有机系统中的土壤渗透,补充地面,并帮助有机作物在极端天气下表现良好。 更多的有机物也意味着更多的总微生物,这些营养使植物可利用其营养以实现强劲的生长。

Rodale fst土壤图
图1.一段时间内土壤有机质的百分比
Rodale耕作系统领域

鲍勃·罗代尔(Bob Rodale)发起了农业系统试验,他希望得到科学支持以支持1980年代新成立的国家有机计划。 今天,该试验共分为72个实验地块。

哲学

农业系统试验旨在 协助农民 希望从常规过渡到有机,并打算产生 实际数据。 我们聘请了来自全国各地的农民顾问委员会,以确保我们的方法与现代实践保持一致。

我们分析 谷物种植系统 因为在美国种植的农作物中有70%是谷物,包括玉米,大豆,燕麦和小麦。

FST旨在成为标准农业技术的典范,因此 转基因 庄稼和 免耕 当它们在全国范围内广泛使用时,于2008年被引入常规土地。

FST是一个 长期学习 出于意图。 仅进行了几年的短期研究无法衡量长期的天气影响,如不可避免发生的干旱或土壤的生物变化(这种变化可能缓慢发生)。 我们需要进行长期研究,以找到解决影响全球粮食生产未来的问题的真正解决方案。

最新的

化学径流

图1. 2017年FST常规和有机种植系统之间溶渗仪渗滤液中At去津的浓度

最新结果表明,传统的耕作系统向地下水位中浸出了r去津(一种已知会破坏人类和动物内分泌系统的除草剂),其含量为十亿分之三至十亿分之三(图1)。 对青蛙的重复对照研究表明,仅暴露于3ppb的阿特拉津会使雄性青蛙的荷尔蒙特征发生显着变化,从而使其具有雌雄同体的特性。 人类可能耐受的r去津水平要比两栖动物高,但该化学物对动物和生态系统的显着影响要低于先前认为的水平,这值得关注。 不依赖合成投入物的有机系统浸出零at去津。

营养密度

图2.粗粒和总蛋白质受种植系统的主要影响。 T / NT =倾斜/免耕; LEG =豆类; MNR =肥料; CNV =常规

在利用豆类覆盖作物的系统中生长的有机燕麦含有明显更高的总蛋白质浓度(图2)以及一系列必需和非必需氨基酸。 我们还发现,与常规系统相比,两种有机系统中的土壤碳和氮(蛋白质的组成部分)明显更高。

产量

图3. 2016年作物单产分析结果

2016年,我们的免耕有机肥料系统每英亩玉米产量为200蒲式耳,创历史新高,几乎是传统免耕系统的两倍(图3)。

 

 

 

 

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