农业系统试验
农业系统试验于 1981 年启动，目标明确：解决农民采用有机农业的障碍。
40 多年来，农业系统试验 (FST) 在 Rodale Institute 应用现实世界的实践和严格的科学分析来记录有机和传统谷物种植系统的不同影响。
从这项研究中收集的科学数据表明，有机管理在使农民受益的方式上与传统农业相当或优于传统农业，并为设计和改进农业系统奠定了坚实的基础，以改善人类和地球的健康。
本材料基于 William Penn 基金会根据第 188-17 号拨款资助的工作。 本出版物中表达的观点是作者的观点，不一定反映 William Penn Foundation 的观点。
我们长达数十年的研究表明：
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有机实践 增加土壤有机质 微生物生物量、多样性和活性，同时减少土壤压实。
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收益率提高 30% 在极端天气时期。
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有机产量 匹配常规产量 适用于玉米、大豆等经济作物。
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有机管理 增加水渗透 并且不会导致水道中毒素的积累。
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即使没有为有机作物支付的保费， 有机肥系统是最赚钱的系统
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有机系统 运营成本显着降低 比常规管理。
系统
FST 比较了三个核心农业系统：基于化学投入的常规系统、基于豆类的有机系统和基于粪肥的有机系统。 玉米和大豆生产是每个系统的重点，因为美国 70% 的土地用于种植谷物。
2008 年，每个核心系统被进一步划分，以比较标准全耕 (FT) 和新兴的减耕 (RT) 做法。 当时，转基因玉米和大豆也被引入传统系统，以反映常见做法。
常规合成
这个系统代表了一个典型的美国谷物农场。 它依靠合成氮肥，杂草由合成除草剂控制，按照宾夕法尼亚州立大学合作推广推荐的比率选择和施用。
有机豆类
这个系统代表了一个有机的现金粮食系统。 它的特点是中长轮作，包括一年生粮食作物和覆盖作物。 该系统的唯一肥力来源是豆科覆盖作物，轮作提供了抵御害虫的主要防线。
有机肥料
该系统代表了多样化的有机奶制品或牛肉经营，包括一年生饲料谷物作物和多年生草料作物的长期轮作。 豆科覆盖作物和家畜堆肥的定期施用提供了肥力。 多样化的轮作是抵御害虫的主要防线。
FST 调查结果
40 多年来，FST 团队一直在从研究地块中收集各种数据，并使用广泛接受的科学标准对其进行彻底分析。 结果表明，有机农业系统在产量方面与传统生产相当或优于传统生产，同时为农民、消费者和社会提供一系列农艺、经济和环境效益。
土壤
FST 数据表明，有机系统中的土壤健康随着时间的推移持续增加，而传统系统中的土壤基本保持不变。
康奈尔对 2019 年和 2020 年农业系统试验中每个系统的土壤健康 (CASH) 评分的综合评估。
碳捕集
健康的土壤可以保持碳并使其远离大气。 有机系统通常有更多不同的碳输入进入土壤，因此微生物生物量显着高于传统系统，导致土壤有机质随着时间的推移而增加。
0 年农业系统试验中每个系统的土壤微生物生物量碳（平均深度为 10-10、20-20 和 30-2018 厘米）。（改编自 Littrell 等人，2021。）
水
与传统做法相比，长期有机管理下的水渗透速度明显更快。
2019-2021 年 FST 中每个系统的平均水入渗率。
产量
有机系统产生的经济作物产量与传统系统相同，除非在极端天气条件下，例如干旱，当有机地块保持其产量而传统地块下降时。 总体而言，在干旱年份，有机玉米产量比传统产量高出 31%。
2008-2020 年农业系统试验中每个系统的平均玉米产量（图 A）和 2016 年的玉米产量（图 B），这是一个特别干燥的季节。
利润
对三个系统的累计劳动力、成本、回报和风险的分析表明，有机肥系统对农民来说是最有利可图的， 即使没有为有机作物支付的价格溢价。 以目前的有机价格溢价， 这两种有机系统都比传统系统更有利可图。
2008-2020 年农业系统试验中每个系统的净回报（图 A，没有有机价格溢价；图 B，有有机价格溢价）。 预算适用于面积为 54 公顷的代表性农场。
健康土壤的价值
为什么健康的土壤如此重要？
巅峰营养
土壤是粮食生产和种植健康、营养丰富的食物以维持不断增长的人口的基础。
抗旱
健康的土壤保持水分，直到植物需要它，并与真菌共生，将根网络延伸到土壤深处。
侵蚀预防
健康土壤中的“聚集体”粘在一起，不会被冲走或吹走。
疾病防御
活跃的土壤微生物可以抵御植物病害。
抗洪
健康的土壤以更快的速度吸收更多的水，减少洪水和径流。
碳捕集
健康的土壤可以保持碳并使其远离大气。
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。