可持续营养管理：概念、策略和原则导论

可持续营养管理:对农民、消费者、环境和气候至关重要

营养物质(氮和磷)的浪费通常会破坏环境并造成很高的经济成本，从而损害作物(产量、质量和恢复力)且导致作物营养问题。产量降低意味着需要更多的土地来种植以满足日益增加的食物需求。而这样一来，自然、牧场、林业和人类的空间则更少。牲畜生产中的食物浪费和营养损失可能对某些人减少，对另一些人增加，但世界人口及其购买力仍在增加。商业和传统的营养管理方法要么会导致温室气体的高排放，要么会抬高可再生能源、树木和其他植物的价值，捕获更多的碳(有时是氮)并将其储存起来或取代化石燃料。因此一些最新的知识和技术是必不可少的，但世界上仍存在相互矛盾、过于简单化的观点，并往往会造成分歧。

可持续植物营养管理(SPNM)是否等同于综合营养管理?

植物营养管理的可持续性及其相关术语备受争议，许多人满足于过于简化的常见假设和观点。可持续(植物)营养管理术语在这里将被用作一个广泛的目标和主题，没有关于是否应该包括商业、“化学”肥料（如综合植物养分管理所期望的那样）或不包括（如有机耕作）的一般假设。在一些地方，如何获得具有成本效益的肥料和营养丰富的有机肥料还存在问题。因此，各个层面都需要有更好的洞察力。可持续营养管理也是可再生农业或农业和生态农业的优先事项，这也涵盖了其他方面，并且是以多种方式定义的术语。

在以下关于SNM的文章中，将重点讨论其实际相关的原则，包括关于获得更多数据和本地调查的建议。这些文章也可以作为介绍、回顾或知识更新来帮助你学习更多的知识。土壤肥力的介绍也在Wikifarmer图书馆的曼达尔(2022)关于水土保持的文章中有所体现。营养的吸收和有效利用对植物、人类和牲畜的营养至关重要。

图2.作物收获和土壤侵蚀会带走土壤中许多营养物质，回收所有存储在作物中的营养物质很难。红土或沙质土壤通常可供消耗的营养储备物往往很少，而且现在农田很少有长时间的休耕期。

可持续植物养分管理的重要策略和术语包括:

• 获得较高的养分利用效率(NUE，收获供给的比例)。这需要种植者有很好的洞察力和许多实践和对于知识的了解——不仅是关于土壤肥力，而且关于植物吸收养分并利用它们与细菌和真菌共生的能力。
• 减少根区以下因侵蚀而被水或空气淋滤(挥发)对环境造成的损失。这可以与种植或保护地表覆盖物以及有机物的措施相结合。详情参见曼德尔撰写的九篇关于水土保持重点的文章(2022年)。
• 替换从田间移走的营养物质(至少在需要的时侯)。有些营养物质可能在土壤中从一开始就缺乏，或者至少对于作物来说是缺乏的。相比之下，其他国家可能在油田中拥有数百年的可用储量，甚至处于过量(有毒)水平。而在贫穷的热带地区，其土壤肥力甚至总养分含量往往过低，因此经常导致这些地区难以寻找、购买或运输足够的粪肥或肥料。土壤中的生物活动有助于提供一些植物营养物质，但有些土壤甚至缺乏全部营养物质（包括不可用的植物营养物质），这些营养物质被锁在又小又硬的石头里。在潮湿的热带地区，一些重要的土壤类型已经失去了可以释放养分的矿物质(黑色或闪亮的耐候性矿物质)。特别是那些非常古老的、被浸泡过的、带红色的土壤类型，美国农业部称之为氧化土，粮农组织/教科文组织称之为铁铝土。其中的有些营养素可能不需要替换，如微量营养素铁只在非酸性土壤中被作物吸收，这也属于一个问题。然而，也有可能像通过固定磷酸盐的形式，慢慢地在非常低的浓度下释放一些营养元素。一些植物和共生(“合作”)细菌和根真菌通常会受益于这一过程（详情参见图2）。
• 了解并提供限制性营养素。这些限制性营养物质阻止了作物产量的增加，但是如果一种营养物质被供应(尤其是大量供应)，另一种营养物质迟早也会受到吸收限制。如果许多作物明显缺乏营养，那么其产量可能会有所降低。其次，水也可能是一个限制生长的因素。在具有其他最佳条件的温室内，二氧化碳有时也会成为生长的限制。然而，在除了二氧化碳以外的其他限制条件下，以及除了对于一些在季节的大部分时间里生长不均一的植物，这种情况很少出现。必需营养素是植物、固氮细菌或动物所必需的，但通常在土壤中是充足的。其中一些营养元素很少会被限制，其他有益的微量营养素可能对一些植物、固氮细菌或动物有益。营养过剩(超过适当和最佳水平)可能对于作物来说是有害的；这可能是由于其毒性或与其他具有类似电荷的营养离子的竞争。

相关应对策略是存在的。

• 保护性耕作或农业主要策略侧重于少耕或免耕，其强调首先放松紧实的底土，其次才去少耕或免耕并覆盖作物的措施，有时还包括农用林业的措施等。化肥和农药的使用各不相同，但经常选择使用除草剂。在南部非洲，随着化肥价格上涨，固氮树近年来已被列为保护性农业的重要组成部分。
• 再生农业有类似的策略，但更广泛。它讨论或涉及的内容多为农业生态学，但较少关注社会经济学。
• 有机农业包括几个类似的目标和方法。然而，人们对其水溶性肥料使用的限制会不断争论它应该在哪些情况和规模下使用，虽然水溶性肥料的使用具有可持续性。

农业生态学和其他类似的概念也很重要，在曼德尔(2023)在Wikifarme图书馆关于植物营养的另一篇概述文章中进行了讨论。生态农业的核心是通过循环利用、协同作用和多样性(例如，使用农林业、作物轮作和间作)结合社会经济因素来提高作物生长效率和恢复力，以支持小农和传统粮食供应。

简而言之，可持续的养分管理要求有效利用养分，利用植物可利用的、需要的和能吸收的养分，并将其损失降至最低。根据情况，可以使用或不使用所谓的“化学”肥料，但应考虑多种土壤肥力方法的组合。土壤中一些营养水平可能需要提高，而另一些可能则会被降低一段时间。有机物质、pH值、盐类、土壤生物学和保护也应以可持续的方式进行管理。目前也有各种各样的策略和方法来帮助人们实现这些目标。

参考：

FAO (2018):  The 10 Elements of Agroecology. 10 elements | Agroecology Knowledge Hub | Food and Agriculture Organization of the United Nations (fao.org)

Fertilizer Industry Handbook 2022 (yara.com)

Mucheru-Muna M, Mugende D, Pypers P, Mugwe J, Kung’u J, Vanlauwe B, Merckx R.  (2014): Enhancing maize productivity and profitability using organic inputs and mineral fertilizer in central Kenya small-holder farms.  Experimental Agriculture, 50(2), 250-269. Doi:10.1017/S0014479713000525

Mudombi-Rusinamhodzi G and Rusinamhodzi L (2022): Food sovereignty in sub-Saharan Africa: Reality, relevance, and practicality. Front. Agron. 4:957011. doi: 10.3389/fagro.2022.957011.

另请参阅 Wikifarmer 图书馆中有关土壤肥力的详细文章中的参考资料