การเกษตรเกี่ยวข้องกับความสมดุลที่ยากลำบากระหว่างการผลิตอาหารและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ตัวอย่างเช่น ปุ๋ยสามารถช่วยให้พืชผลได้ผลผลิตดี แต่การใช้มากเกินไปจะก่อให้เกิดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและมลพิษ ผลกระทบเหล่านี้บางส่วนยังคุกคามการผลิตทางการเกษตรในอนาคตอีกด้วย ตัวอย่างเช่น การปล่อยก๊าซเรือนกระจกมีส่วนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและเพิ่มโอกาสของเหตุการณ์สภาพอากาศที่รุนแรง
เพื่อรักษาการเกษตร จึงจำเป็นต้องลดการใช้ปัจจัยการผลิต เช่น ปุ๋ย
ให้เหลือน้อยที่สุด และสนับสนุนการเจริญเติบโตของพืชด้วยวิธีอื่นๆ แนวทางหนึ่งคือการเพิ่มการทำงานของระบบนิเวศน์ภายในฟาร์ม ซึ่งหมายถึงการเสริมสร้างความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตในฟาร์มต่างๆ รวมถึงพืชผล ปศุสัตว์ จุลินทรีย์ พืชและสัตว์ป่า การใช้ความสัมพันธ์เหล่านี้เพื่อสนับสนุนผลผลิตพืชผลเรียกว่า “ การทำให้ระบบนิเวศเข้มข้นขึ้น ”
การวิจัยก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าการทำให้ระบบนิเวศเข้มข้นขึ้นจะมีประสิทธิภาพ แต่การศึกษาได้ดำเนินการในช่วงเวลาสั้น ๆ เพียงไม่กี่ปีเท่านั้น ในขณะที่ผลกระทบของการปฏิบัติทางการเกษตรมักใช้เวลานานกว่าจะชัดเจน ความแปรปรวนของสภาพอากาศระหว่างปีอาจบดบังผลกระทบในระยะสั้น และกระบวนการทางนิเวศวิทยาบางอย่างต้องใช้เวลาหลายปีในการทำให้เสถียร
รับข่าวสารที่เป็นอิสระ เป็นอิสระ และอิงตามหลักฐาน
ในการศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้เพื่อนร่วมงานของฉันและฉันสำรวจว่าการศึกษาระยะยาวยังสนับสนุนการทำให้ระบบนิเวศเข้มข้นขึ้นหรือไม่ เพื่อตอบคำถามนี้ เราได้ค้นหาการทดลองระยะยาว 30 รายการ จากทั่วยุโรปและแอฟริกา เราใช้การทดลองเหล่านี้เพื่อดูว่าการทำให้ระบบนิเวศเข้มข้นขึ้นสามารถลดความต้องการปัจจัยการผลิต 2 อย่าง ได้แก่ ปุ๋ยไนโตรเจนและการไถพรวนหรือไม่
เราพบว่าการทำให้ระบบนิเวศเข้มข้นขึ้นสามารถแทนที่ปุ๋ยได้ส่วนหนึ่งเพื่อสนับสนุนผลผลิตของพืช เนื่องจากทั้งการทำให้ระบบนิเวศเข้มข้นและปุ๋ยเพิ่มธาตุอาหารในดิน ดังนั้นเกษตรกรสามารถใช้การเพิ่มระบบนิเวศน์เพื่อลดการใช้ปุ๋ยในขณะที่รักษาผลผลิตเท่าเดิม เกษตรกรที่ใช้ปุ๋ยน้อยหรือไม่มีเลยสามารถเพิ่มผลผลิตได้ การทำให้ระบบนิเวศเข้มข้นขึ้นยังสามารถเพิ่มผลผลิตได้ ไม่ว่าเกษตรกรจะไถพรวนหรือทำนาโดยไม่ไถพรวนก็ตาม นี่เป็นเพราะการไถพรวนและแนวปฏิบัติทางนิเวศวิทยาที่เรา
ทดสอบมีหน้าที่ต่างกัน และมีส่วนทำให้ผลผลิตพืชผลแตกต่างกัน
โดยรวมแล้ว การทำให้ระบบนิเวศเข้มข้นขึ้นสามารถช่วยรักษาสมดุลของการผลิตอาหารและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมโดยการลดการใช้ปุ๋ยปริมาณมากโดยไม่ทำให้ผลผลิตลดลง และสามารถเสริมปัจจัยการผลิตที่มีน้อยเพื่อเพิ่มผลผลิตในชุมชนห่างไกลที่ยากจนซึ่งปัจจัยการผลิตมีราคาแพงหรือเข้าถึงยาก
สิ่งที่เราวัดได้
เราเลือกการทดลองที่ดำเนินมาเป็นเวลา 10 ปีขึ้นไป เราได้ยกเว้นให้รวมการทดลองอายุ 9 ปีสองครั้งเพื่อเพิ่มการแสดงวิธีการทำฟาร์มของเกษตรกรรายย่อยในชุดข้อมูลของเรา
การทดลอง 30 ครั้งในการศึกษาของเราทดสอบการปฏิบัติที่แตกต่างกันในภูมิอากาศ ประเภทของดิน และระบบการทำฟาร์มที่หลากหลาย เรามองหาแนวโน้มทั่วไปในการทดสอบต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เราต้องการทราบว่าการปฏิบัติทางนิเวศวิทยาและการใช้ข้อมูลมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไร จะดีกว่าไหมที่จะรวมแนวทางปฏิบัติและปัจจัยเข้าทางนิเวศวิทยาหลายๆ อย่างเข้าด้วยกัน หรือจะใช้อย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุดเมื่อใช้แยกกัน
ภายในชุดข้อมูลของเรามีแนวปฏิบัติทางนิเวศวิทยาสามประเภทและอินพุตสองประเภทที่ทดสอบบ่อยพอที่จะรวมไว้ในการวิเคราะห์ของเรา
การทำให้ระบบนิเวศเข้มข้นขึ้นทำให้เกิดการแทนที่หรือเพิ่มปัจจัยการผลิต ดังนั้นเราจึงเปรียบเทียบผลกระทบต่อผลผลิตพืชของการเพิ่มแนวทางปฏิบัติทางนิเวศวิทยาสามประการกับผลกระทบของการลดปัจจัยการผลิตสองประการ ได้แก่ ปุ๋ยไนโตรเจนสังเคราะห์และความเข้มของการไถพรวน ปุ๋ยให้ไนโตรเจนที่พืชต้องการในการเจริญเติบโต แต่ก็อาจทำให้เกิดมลพิษได้เช่นกัน การไถพรวนอย่างเข้มข้น (หรือการไถพรวน) กำจัดวัชพืช แต่สามารถเพิ่มการพังทลายของดินได้
สิ่งที่เราพบ
ผลลัพธ์ของเราแสดงให้เห็นว่าการปฏิบัติทางนิเวศวิทยามักจะเพิ่มผลผลิตเมื่อเพิ่มเข้าไปในระบบการทำฟาร์ม อย่างไรก็ตาม ประโยชน์ของการปลูกพืชให้หลากหลาย ความอุดมสมบูรณ์ของพืช และการเพิ่มอินทรียวัตถุมักจะสูงเมื่อใช้ปุ๋ยไนโตรเจนสังเคราะห์ต่ำ บ่อยครั้งที่ไม่มีประโยชน์เมื่อใช้ปุ๋ยไนโตรเจนสูง
สิ่งนี้แสดงให้เราเห็นว่าคุณสามารถใช้การปฏิบัติทางนิเวศวิทยาหรือปุ๋ยไนโตรเจนเพื่อเพิ่มผลผลิต แต่ถ้าคุณใช้ทั้งสองอย่างพร้อมกัน เอฟเฟกต์จะเหมือนกับการใช้อย่างใดอย่างหนึ่ง
เราสรุปได้ว่าเป็นเพราะการปฏิบัติและปุ๋ยมีหน้าที่หลักเหมือนกันคือให้ไนโตรเจนแก่พืช ความหลากหลายของพืชผลและพืชที่มีความอุดมสมบูรณ์มักเกี่ยวข้องกับการเพิ่มพืชตระกูลถั่วในระบบ พืช เช่น ถั่ว ถั่วลันเตา และโคลเวอร์ ช่วยตรึงไนโตรเจนในชั้นบรรยากาศและเพิ่มลงในดิน ปุ๋ยคอกและปุ๋ยหมักปล่อยไนโตรเจนจากการย่อยสลายวัสดุจากพืชหรือของเสียจากปศุสัตว์
บางครั้งเราสังเกตเห็นประโยชน์พิเศษเล็กๆ น้อยๆ ของการใช้แนวปฏิบัติทางนิเวศวิทยาควบคู่กับไนโตรเจนสูง ตัวอย่างเช่น การใส่ปุ๋ยคอกและปุ๋ยหมักยังคงเพิ่มผลผลิตเมื่อมีไนโตรเจนสูง งานวิจัยอื่นๆแสดงให้เห็นว่าการเติมอินทรียวัตถุเหล่านี้ช่วยปรับปรุงโครงสร้างของดินและกิจกรรมของจุลินทรีย์ นอกจากนี้ยังสามารถช่วยกักเก็บน้ำในดินและการหมุนเวียนของสารอาหารอื่นๆ
