美國(guó)中北部的明尼蘇達(dá)州有“萬(wàn)湖之州”和“冰球之州”的稱(chēng)呼。它的耕地面積270萬(wàn)英畝，占全州的53%。該州地處美國(guó)玉米帶，主產(chǎn)玉米、大豆、甜菜等，是美國(guó)重要的糧食產(chǎn)區(qū)之一。美國(guó)大陸的極北點(diǎn)（北緯49度23分）就在明尼蘇達(dá)州，它和中國(guó)的黑龍江緯度相似，氣溫也很相似，平均最低溫度達(dá)可到零下21度。而在這種極端寒冷的氣候條件下的美國(guó)玉米主產(chǎn)區(qū)里，我們看不到農(nóng)場(chǎng)焚燒秸稈，也很少看到玉米秸稈被打包收走，收獲后的籽粒玉米秸稈基本都是直接還田。難道美國(guó)農(nóng)民就不怕秸稈不腐爛嗎？他們有什么辦法來(lái)解決秸稈問(wèn)題同時(shí)還能保障作物高產(chǎn)？
美國(guó)中北部的明尼蘇達(dá)州
為什么美國(guó)很多農(nóng)場(chǎng)主有著極高的主動(dòng)保護(hù)耕地的動(dòng)力和熱情？我們通過(guò)一位美國(guó)明尼蘇達(dá)州的農(nóng)場(chǎng)主Rob的故事來(lái)了解美國(guó)專(zhuān)業(yè)種植農(nóng)場(chǎng)的一種可持續(xù)耕作模式。
Rob的農(nóng)場(chǎng)有大約兩萬(wàn)畝耕地，它有個(gè)非常好聽(tīng)的名字叫做“陽(yáng)光田地農(nóng)場(chǎng)”，農(nóng)場(chǎng)位于明尼蘇達(dá)州羅切斯特以北約20英里處。Rob的祖父于1892年購(gòu)買(mǎi)了現(xiàn)在這些建筑物房產(chǎn)和土地。從那時(shí)起該農(nóng)場(chǎng)一直由家族經(jīng)營(yíng)。幾年前Rob開(kāi)始把產(chǎn)權(quán)逐漸轉(zhuǎn)移給第四代他的兒子Rick。 Rick現(xiàn)在是主要的運(yùn)營(yíng)者，每天都會(huì)接管更多的管理工作。2013年秋季，他們又購(gòu)買(mǎi)了一些新土地。Rob一直在使用再生農(nóng)業(yè)管理模式將這片新購(gòu)買(mǎi)的土地的土壤轉(zhuǎn)變?yōu)樽匀桓缓袡C(jī)質(zhì)的土壤。
農(nóng)場(chǎng)主Rob和他們兒子Rick以及妻子站在農(nóng)場(chǎng)的卡車(chē)旁。Rick現(xiàn)在是主要的農(nóng)場(chǎng)經(jīng)營(yíng)者，并接管了更多的日常管理工作。
Rob在2012年和幾個(gè)志同道合的農(nóng)場(chǎng)主成立一個(gè)民間指導(dǎo)團(tuán)體“Soil Organic Matter Generators” 中文翻譯為“土壤有機(jī)質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)”。他們自發(fā)推廣土壤再生可持續(xù)農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)，幫助任何尋求土壤轉(zhuǎn)變?yōu)樽匀桓鞣椒ǖ娜双@取成功?，F(xiàn)在農(nóng)場(chǎng)讓兒子來(lái)管理，他就有更多的時(shí)間投入到社團(tuán)工作中。如此真心的熱愛(ài)賴(lài)以生存的耕地真是讓人敬佩！
SOM Generators使命:幫助農(nóng)場(chǎng)在創(chuàng)造新的土壤有機(jī)質(zhì)的農(nóng)藝實(shí)踐中取得成功。
我們先來(lái)看看Rob是怎么成功經(jīng)營(yíng)它的農(nóng)場(chǎng)的。農(nóng)場(chǎng)的土地以前大多是橡樹(shù)林，最初在19世紀(jì)中期被清除。森林土壤開(kāi)始時(shí)土壤有機(jī)質(zhì)含量為5-6％，當(dāng)他開(kāi)始種植的時(shí)候大多數(shù)土壤有機(jī)質(zhì)含量為1-2％。牧場(chǎng)上還保留著很多陡峭不平坦的土地。
“陽(yáng)光田地農(nóng)場(chǎng)”的田地
農(nóng)場(chǎng)一開(kāi)始主要經(jīng)營(yíng)畜牧業(yè)務(wù)，雇了幾名員工一起養(yǎng)牛，直到90年代牲畜價(jià)格崩潰， 負(fù)擔(dān)不起高成本經(jīng)營(yíng)不下去了，Rob就把農(nóng)場(chǎng)轉(zhuǎn)變成主要種植玉米和大豆作物的農(nóng)場(chǎng)。為了在像圖片上這樣陡峭的牧場(chǎng)土地上進(jìn)行耕種，他們嘗試了用免耕來(lái)控制土壤侵蝕。幾年后，Rob開(kāi)始采用條帶耕作來(lái)施肥種植玉米。現(xiàn)在的田地里在下大雨的時(shí)候很少有地表徑流，因?yàn)橐堰^(guò)渡到自然農(nóng)耕法。使用免耕和條帶耕作以及其他再生農(nóng)業(yè)管理原則，恢復(fù)了田間土壤的健康。Rob說(shuō)現(xiàn)在他的農(nóng)場(chǎng)里有些地方的土壤耕層比二百多年前更加深厚，即使在像在這張照片中那樣的陡坡上，農(nóng)場(chǎng)的田地也幾乎沒(méi)有侵蝕的跡象。
農(nóng)場(chǎng)現(xiàn)在采用的耕作模式是怎樣的呢？
農(nóng)場(chǎng)現(xiàn)在只在春播前采用12行齒間距為76厘米的條帶耕作機(jī)具作業(yè)同時(shí)深施肥。圖片是海內(nèi)克(Hiniker)條帶耕作機(jī)停放在覆蓋作物田里。
條帶耕作整理出清潔帶有利于土壤升溫，在清潔帶上播種可促進(jìn)種子發(fā)芽。同時(shí)玉米秸稈全量覆蓋還田。
這是Rob使用的可變量施肥的肥車(chē)。它可以在后面兩個(gè)肥箱中容納多達(dá)7噸的化肥。當(dāng)土壤潮濕時(shí)，他不喜歡將它們填滿(mǎn)因?yàn)檫@樣會(huì)加劇土壤板結(jié)。農(nóng)場(chǎng)主要在種植玉米前進(jìn)行條帶耕作，施用一些AMS肥料，氮磷鉀比例為18-46-0和0-0-60來(lái)降低尿素肥料。他記得唯一一次在條帶耕作的是后不施肥，就是當(dāng)尿素肥料因?yàn)樘吵聿涣鲃?dòng)時(shí)，必須將其從肥箱中取出然后撒在地里。
這張圖展示的是一個(gè)帶狀耕作區(qū)域。松土被挖出來(lái)，一些肥料放回溝里，以展示它的施肥位置。肥料比投種的地方深約15厘米，箭頭指出了這里的土壤生物快速撤離的地方，留下了它們活動(dòng)的痕跡。如果你看一下溝槽的左上方，你可以看到這個(gè)土壤如何聚集并具有健康的土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。這塊田地去年種的是食品級(jí)大豆，所以右邊的玉米秸稈來(lái)自前年的玉米作物。來(lái)自高產(chǎn)作物（包括覆蓋作物）的所有秸稈保持在表面上或混合至幾英寸深土壤層里。農(nóng)場(chǎng)的土壤有機(jī)質(zhì)含量一直在穩(wěn)步增加。當(dāng)有徑流時(shí)，它通?？雌饋?lái)像泉水沿著草地水道流下來(lái)。在Rob農(nóng)場(chǎng)的許多田地中都能夠保持健康的土壤。這種表面土壤就像海綿緩沖和吸收雨滴，而土壤中新的腐殖質(zhì)成分不會(huì)在徑流水中懸浮。
Rob歷數(shù)了條帶耕作的好處。他喜歡采用條帶耕作因?yàn)樵诿髂崽K達(dá)州氣候嚴(yán)寒，春播的時(shí)候土壤升溫慢，這種模式可露出部分黑土有利于土壤升溫讓種子早點(diǎn)發(fā)芽。它還有很多好處，例如在施固態(tài)肥的時(shí)候能夠精準(zhǔn)施肥，肥料帶施在種植作物行的下方，不暴露在環(huán)境中。種床很清潔，秸稈覆蓋在播種帶之間而且不會(huì)混合土壤表面的植被覆蓋。條帶耕作還很節(jié)約能源，耗油量大約10升柴油/公頃。相比較于傳統(tǒng)模式在雨后能夠更早噴藥。播種行之間的秸稈像堆肥堆一樣的，有利于蚯蚓翻過(guò)堆肥材料。
20厘米-56厘米寬窄行種植模式實(shí)現(xiàn)密植，可最大化利用土地。玉米田還沒(méi)有接受任何除草劑處理。這里種植的玉米密度為95000株/公頃。Rob農(nóng)場(chǎng)的玉米平均產(chǎn)量在標(biāo)準(zhǔn)水分下達(dá)到15噸/公頃（比中國(guó)平均產(chǎn)量高9噸）。
寬窄行種植密度為95000株/公頃的2個(gè)月的玉米植株。5月1日播的種，7月1日玉米桿直徑為5厘米。 根系長(zhǎng)度為60厘米。
增加作物根系量是Rob喜歡采用條帶耕作和寬窄行模式種植玉米的一個(gè)原因。在8月中旬挖了玉米根系，根系生長(zhǎng)超過(guò)60英寸深（1.5米），洗后的根系難以裝入5加侖桶中。除非使用的挖溝機(jī)，否則不可能在沒(méi)有撕扯它們的情況下獲得完整的根部。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)寬窄行種植可以顯著增加玉米植株的莖桿直徑。
用科學(xué)的方法種田是美國(guó)農(nóng)場(chǎng)主必備的素質(zhì)， Rob還介紹了他常用的幾種土壤檢測(cè)工具和方法。
農(nóng)場(chǎng)通常在種植玉米之前的大豆收獲之后每隔一年進(jìn)行一次土壤測(cè)試。管理區(qū)域單獨(dú)進(jìn)行測(cè)試和管理?，F(xiàn)在將樣品采集深度為30厘米而不是15厘米，因?yàn)闂l帶耕作的肥料更深地被施入土壤里，這代表作物的根系扎的更深。Rob說(shuō)他們的長(zhǎng)期產(chǎn)量目標(biāo)是300蒲式耳/英畝玉米（18.7噸/公頃）和100蒲式耳/英畝大豆（6.8噸/公頃）。大豆種植100％氮肥的來(lái)自大自然，其他大部分營(yíng)養(yǎng)素也一樣。
這是農(nóng)場(chǎng)使用的硝酸鹽檢測(cè)套裝。當(dāng)玉米高一英尺時(shí)，他測(cè)試了一英尺深的土壤，以決定是否應(yīng)該更多地施加氮肥。收集土壤樣本，干燥它們，滴定溶液并進(jìn)行測(cè)試，Rob說(shuō)這是一個(gè)緩慢而且通常很混亂的過(guò)程，特別是當(dāng)你有其他工作需要做的時(shí)候。
這是SLAN有機(jī)氮測(cè)試。它用于估算土壤中有機(jī)氮的含量。將土壤樣品在罐中與氫氧化鈉溶液混合，釋放樣品中的氨，使顏色探針改變其顏色。這個(gè)測(cè)試很容易做到。這些25個(gè)測(cè)試樣品包大約300美元， 可冷藏保存一年。
Rob使用的美國(guó)天寶公司（Trimble）的GreenSeeker手持作物感應(yīng)器,用于評(píng)估作物的健康和活力，讀數(shù)可以用來(lái)對(duì)作物施肥量做出評(píng)估參考，從而提高肥料的使用效率。
Bob還講述了很多關(guān)于如何管理植物秸稈碳的礦化的土壤再生實(shí)踐。所施加的氮肥位于播種行的下方同時(shí)，所有秸稈位于播種行之間的地表，這使它們保持分離。當(dāng)收獲玉米時(shí)，盡量將割臺(tái)靠近玉米穗盡可能多地留下莖桿。因?yàn)樵诖禾斓孛嬉虼藢⒆兊酶稍锒鴾嘏?，有利于在播種行之間免耕或條帶耕作種植大豆。直到收獲季節(jié)，高碳玉米秸稈現(xiàn)在通過(guò)聯(lián)合收割機(jī)收割豆類(lèi)，并與從割臺(tái)中出來(lái)的大豆秸稈混合。在聯(lián)合收割機(jī)后面出來(lái)的秸稈覆蓋物是新秸稈和舊秸稈的完全天然混合物，具有幾乎完美的碳/氮比率用于田間堆肥。
關(guān)于如何充分利用肥料和養(yǎng)分Rob提起來(lái)也是津津樂(lè)道。在惡劣的天氣條件下，在進(jìn)行免耕/條帶耕作的時(shí)候不會(huì)翻埋作物秸稈。由于大量的鉀分布在外部難以分解作物秸稈，因此在表面上保留了大量的再循環(huán)鉀。條帶耕作可以把鉀肥施入更深的土壤里，在一個(gè)條帶內(nèi)有助于保持鉀更多被利用到，它提高了條帶區(qū)域的基礎(chǔ)飽和度，而且更深的土壤不太可能太干。
2010年9月，陽(yáng)光農(nóng)田農(nóng)場(chǎng)所在的珠布羅河流域發(fā)生了一場(chǎng)大洪水。據(jù)測(cè)量，該流域大部分地區(qū)的降雨量高達(dá)13英寸。這張照片是在農(nóng)場(chǎng)下游的一個(gè)小鎮(zhèn)上拍攝的。由于洪水的破壞達(dá)到了主街建筑物的二層，在洪水最高峰處，只有郵局的旗幟的頂部露出水面。農(nóng)場(chǎng)土壤吸水飽和了！收獲被推遲，直到地面凍得足以支撐機(jī)械才開(kāi)始收獲。然而，即使有這么大量降水，農(nóng)場(chǎng)也幾乎看不到土壤侵蝕。來(lái)自農(nóng)場(chǎng)土地的徑流水對(duì)下游的幾乎沒(méi)有什么影響。研究表明健康的土壤會(huì)吸收滲入85％的雨水，而不健康的土壤只能滲透15％的雨水。
圖片上Rob站在小箱子旁邊，展示健康土壤是怎樣的。他將把水倒到頂部并展示土壤如何不懸浮，并且水在主要由蚯蚓造成的生物通道中在幾分鐘內(nèi)從底部流出。你能看到從盒子里出來(lái)的水看起來(lái)很清澈，可以飲用。一年多前第一次將土壤放入這個(gè)玻璃容器中時(shí)，底部4英寸是黃色粘土，后來(lái)Rob在箱子中放入蚯蚓給它們喂食干燥紫云英，不到一年后黃粘土已經(jīng)開(kāi)始轉(zhuǎn)化成健康土壤。它現(xiàn)在是黑色的，充滿(mǎn)了土壤有機(jī)物質(zhì)，我們稱(chēng)這個(gè)過(guò)程為“再生你的土壤”。
為了給展巴士旅游團(tuán)做展示，Rob種植了16種不同種類(lèi)的覆蓋作物，田間停放了條帶耕作機(jī)具和免耕播種機(jī)，還挖了一個(gè)大土坑來(lái)展示健康的土壤結(jié)構(gòu)。在這張照片中，Rob在洞中展示了2英尺的地平線表土，證明了我們所有的蚯蚓和保護(hù)性自然農(nóng)耕法的其他好處。
Rob很自豪他能夠參與到國(guó)家的農(nóng)業(yè)科研中。 大約一年前，Rob的農(nóng)場(chǎng)被邀請(qǐng)參加印第安納州西拉斐特的CTIC“Conservation TechnologyInformation Center”“保護(hù)性耕作技術(shù)信息中心” 的封面作物研究。他的農(nóng)場(chǎng)是7個(gè)國(guó)家的21個(gè)站點(diǎn)之一，去年秋天，播種了55英畝的覆蓋作物，這塊地是大豆田。今年他們需要將覆蓋作物播種到玉米田中。這項(xiàng)研究包括為普渡大學(xué)提供十年的作物記錄。
農(nóng)場(chǎng)種植的覆蓋作物
十多年來(lái)，Bob一直在推廣土壤再生可持續(xù)農(nóng)業(yè)的好處。其實(shí)在美國(guó)也并不是所有的農(nóng)場(chǎng)都采用可持續(xù)保護(hù)性耕作模式。當(dāng)他與其他采取傳統(tǒng)耕作模式的農(nóng)場(chǎng)主交談時(shí)，他們通常不希望聽(tīng)到不用他們心愛(ài)的耕種法就有可能獲利。土壤中礦化碳會(huì)破壞土壤的結(jié)構(gòu)。許多生產(chǎn)者沒(méi)有意識(shí)到存在這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)樗麄儚膩?lái)沒(méi)有耕作過(guò)健康的土壤，所以他們不知道會(huì)有什么不同。將土壤重新生成它自然耕地的狀態(tài)對(duì)他們而言不是一件容易的事！
長(zhǎng)期以來(lái)他一直認(rèn)為，如果有人缺乏土壤需要發(fā)生的變化的經(jīng)驗(yàn)，那么在健康土壤能夠自然地工作之前，在嘗試這樣做之前需要有更好的信息和支持，他們會(huì)為這個(gè)過(guò)渡時(shí)期做好準(zhǔn)備。在更多的幫助下我們會(huì)看到變化。直到優(yōu)勢(shì)變得明顯。在恢復(fù)自然耕地狀態(tài)時(shí)，土壤的質(zhì)量變化可以快得令人難以置信。然而，它不是瞬間發(fā)生的，正如土壤中碳的降解不是瞬間的一樣。
這是一個(gè)平凡的美國(guó)農(nóng)場(chǎng)主的不平凡的故事。人們常說(shuō)“土地是農(nóng)民的命根子”，Rob對(duì)土地的深厚感情，發(fā)自?xún)?nèi)心的熱愛(ài)土地，把為子孫留下一片永續(xù)利用的土地作為自己的神圣責(zé)任。這樣的故事發(fā)人深省值得讓更多的人聽(tīng)到。
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