當今的農業面臨兩個問題,一是為了應對人口增長,需要提高單位面積的糧食產量;二是在全球環境惡化的情況下,要盡量減少對環境的影響和能源的消耗。此前有研究認為,有機種植方式是解決農業問題的良藥。一方面,有機種植可以減少農業對環境的負面影響,而另一方面,有機農業的產量基本和傳統種植方式相當。不過,相關的研究引發了不小的爭議,而有機生產不會犧牲產量的結論也沒有得到科學界的普遍承認。批評者認為,在這些研究中比對的“有機”種植并非真的“有機”,而且比對的方法也不正確。雖然在過去的十幾年里,有大量比較有機農業和傳統農業的論文涌現,不過這些論文要么樣本不夠,要么對有機定義存在模糊。所以,學術界急需一篇以全球農業為視角的研究,采用足夠大的樣本和界定清晰的比較方法,對有機農業和傳統農業的產量做一個比較。
加拿大麥吉爾大學(McGill University)的教授拉瑪古迪(Navin Ramankutty)、博士研究生賽弗特(Verena Seufert)以及美國明尼蘇達大學環境研究所主任佛利(Jonathan Foley)三人合作,采用了元分析的方法,綜合分析了1979年到2011年發表的66項研究。這些論文都比較了有機種植和一般種植的產量區別,但是來自世界上不同的地區,關注的是不同種類的農作物。
《自然》5月10日發布的這項研究為“有機農業”制定了相對明晰的標準。只有獲得了有機管理認證,或是按照有機認證體的標準實施管理的農業才能被算作是“有機農業”。通過這種方式,“有機農業”的界限就變得非常明確。而且在很多國家,有機認證處于嚴格的法律調控之下,因此這種定義方法比較可靠。按照這種方法,很多語境下和“有機農業”并無二致的“生態農業”、“自給農業”、“低投入農業(low-input agriculture )”等則不作為定義有機農業的標準。而傳統農業的定義就要寬泛得多。無論是相對原始、自給自足的小農農業耕作方式,還是采用了綠色革命帶來的各種技術(如肥料、殺蟲劑)的高投入農業,都被劃分為傳統農業。
研究發現,總體而言,有機種植的產量要比傳統種植的產量低四分之一左右。不過有機種植的產量變化很大,有些有機耕地比傳統種植方式的產量低很多,而另外一些卻已經和傳統農業的產量相當接近了。
什么因素會影響有機種植和傳統種植方法的產量差距呢?農作物的品種十分關鍵。有機水果和產油種子(oilseed)只比傳統農業的產量低3%到11%,而有機蔬菜和谷物的產量會比一般的同類作物低26%到33%。
土壤條件也是一個重要因素。研究發現,在酸堿度比較中性的土壤里(pH在5.5到8.0之間),有機耕地的產量會和傳統耕作的方式比較接近,但是在這個范圍之外,傳統農業從產量上來說,優勢就比較明顯了。一個可能的解釋是,在強酸或強堿的土壤里,作物更依賴化肥中的磷,而有機生產方式很難給這些作物提供足夠多的磷。
另外,有機農業在發達國家和發展中國家的表現也很不相同。在發達國家,有機農業的產量比傳統農業要低20%,而在發展中國家,有機農業產量要低上43%。此外,有機農業還很依賴具體的耕種管理措施,營養補充和害蟲管理都很重要。
根據這項研究的分析結果,有機生產方式的限制因素很可能是氮肥。如果給有機作物施加更多的氮,產量就會有所提高。而為傳統農業種植的作物施加額外的氮卻不會有明顯的增產效果。這是因為絕大多數有機肥料(例如動物的糞便)中的氮元素往往釋放緩慢,難以滿足作物的需求。在有機作物中,只有豆類植物和多年生植物受氮肥的限制較小。這是因為前者有更好的利用氮元素的能力,而后者具備更長的生長周期,有足夠的時間等待有機肥中的氮慢慢釋放出來。
值得注意的是,這篇論文雖然比較了有機種植和傳統種植的產量,卻沒有比較兩者之間的種植成本。例如,文章認為,使用最佳管理措施(best management practices)可以減少有機種植在產量上的劣勢。但是很顯然,更好的管理手段意味著更加高昂的成本。為此,果殼網采訪了論文的作者之一、麥吉爾大學地理系的副教授拉瑪古迪。他表示,比較成本的工作相對復雜。有機農業需要大量的人力成本,但是輸入成本相對較低。不過,要想對有機農田使用最優管理實踐時,還需要額外的成本。拉瑪古迪教授還介紹道,他的學生,本文的第一作者兼通訊作者賽弗特已經開始就這一問題做進一步的研究,她將考察一個農民營生的案例。
三位論文作者也在文章中寫道,產量只是考量農業系統的指標之一,除此之外,各種經濟、社會以及環境因素都是比較不同的農業方式的指標。對于發展中的國家而言,解決耕種小型農田的農民的貧困問題十分重要,因此,有機種植帶來的產量劣勢會被放大。綜合來看,有機農業是否真的對發展中國家的農民有益,仍然存在爭議。
除此之外,這項研究中的“傳統農業”并不包括那些采用了某些生物技術的農業,例如轉基因技術。此前有研究表明,轉基因作物的產量超過了傳統農業的產量。 所以,如果考慮到這些因素,有機農業的產量上的劣勢可能會更大一些。
論文認為,這項研究并沒有為“有機農業”和“傳統農業”之爭給出一個明確的答案。作者在文章中寫道,與其在意識形態之爭上糾結,還不如系統地對不同耕地管理放法的好壞進行仔細的評估。在未來,有機農業、非有機農業,以及兩者結合的農業,都是必須的。這些不同的方法可以讓糧食變得更高產,更環保,更便宜。
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