近年来，世界各地的政策制定者采取措施增加土壤有机质(SOM)的数量，以此作为改善土壤健康和促进农业生产的一种方式。然而，令人惊讶的是，有有限的证据表明这种策略实际上会提高作物产量。
耶鲁大学的一篇新论文在全球范围内量化了土壤有机质和作物产量之间的关系。他们在《土壤》杂志上写道，他们确信更高浓度的有机物确实会产生更高的产量——但只是在某一点上。
具体来说，他们发现增加土壤有机碳——土壤有机质的常见替代品——可以增加产量，直到浓度达到2%左右，在这个水平上，他们经常达到饱和点。此后，研究人员表示，SOM的增加开始导致收入减少。
即便如此，他们发现大约三分之二的农业土壤专用于世界上最重要的两种作物——玉米和小麦——低于2%的门槛，这表明农业政策的巨大潜力促进了土壤有机质的增加。
“这么多可持续土地管理实践的前提是，如果你增加土壤有机质，你就会增加产量，”艾米丽奥德菲尔德博士说。耶鲁大学林业与环境研究学院(FES)学生，本文主要作者。"但是当你深入研究文献时，很少有实证研究直接量化这种关系."
她说：“这些结果表明，为许多土地管理计划设定循证的SOM目标是有价值的。“他们还建议，我们必须摆脱土壤健康政策的定性“更好、更好”的方法，以及能够实现可衡量农业成果的具体区域和地方目标。”
这篇论文的共同作者是FES土壤和生态系统生态学教授马克布拉德福德和自然保护协会的科学家斯蒂芬伍德。土壤是欧洲地球科学联盟的一个交互式开放存取期刊。
众所周知，建立和维持土壤有机质是土壤健康的关键。(SOM是指土壤中发现的有机物质，包括植物和动物在分解过程中产生的物质。)它增强了土壤保持水分和养分的能力，支持促进排水和通风的结构，并有助于减少表土因侵蚀而流失。
多年来，政策制定者一直在一系列计划中强调土壤有机质的作用，包括第21届缔约方大会谈判产生的“粮食安全土壤”中的“千分之四”倡议——以及美国的“联邦框架”土壤科学战略计划。"
布拉德福德说，当谈到它在促进作物生产方面的作用时，令人惊讶的是缺乏定量证据。对于布拉德福德来说，这种知识差距在过去十年里一直备受关注。他回顾说，国家可持续农业研究委员会2010年的报告将有机物描述为大多数可持续性和土壤质量举措的基石，但没有提供关于增加作物产量和减少化肥施用实际需要多少的信息。
布拉德福德说：“我总是告诉人们土壤有机质有多重要，但这是我们最高科学机构的国家综合报告，说我们没有数据说它有意义。”“我们的论文是真正综合的第一次尝试，通过帮助设定目标来指导实践。”
为此，他们收集了关于玉米和小麦作物产量的现有数据，这些数据与世界各地土壤有机质的测量结果一致。他们发现产量增加最多的是浓度在0.1%到2%之间。例如，产率是1%的1.2倍，而不是0.5%。但当浓度达到2%时，这些好处趋于稳定。
“因此，我们现在有了数字，而不仅仅是未经证实的想法。如果你制造有机物，你可以改善结果——比如减少肥料和增加产量，”布拉德福德说。“这是一个开始加强土壤管理努力的地方，以建设一个健康的地球，加强粮食安全。”
这一分析为决策者和研究人员评估土壤碳和作物产量之间的关系提供了有价值的见解。耶鲁大学毕业生现在是自然保护协会的应用科学家。
他说，虽然这项研究代表了一种全球性的分析，但这种方法将使识别世界各地特定农业地点的目标变得更加容易。伍德说：“因为所有的地方都有不同的阈值，可以改变多少土壤性质，土壤性质的水平对那个地方来说是‘好’的。
布拉德福德补充说：“我们现在希望在特定地区甚至特定农场改善这些关系，我们希望与农业公司建立伙伴关系，以实现这种可能性。”
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