生物科学门户网站
BIO1000.COM

坚韧的灌木如何帮助对抗非洲的饥饿

俄亥俄州立大学的一项新研究发现,与原生灌木一起种植谷子可使食物产量增加900%。灌木灌溉农作物,分享他们从地下深处抽取的水。左边的小米没有灌木。右边的小米生长在灌木旁边。

在西非干旱多发,粮食不安全地区种植作物的诀窍可能是无处不在的本地灌木,它在最艰难的生长条件下持续存在。

根据发表在“环境科学前沿”杂志上的一项新研究,与粮食作物小米并排种植这些灌木使小米产量增加了900%以上。

自从现在在俄亥俄州的土壤科学家理查德迪克穿越西非的塞内加尔乡村并注意到尽管干旱的条件已经消灭了农民大多数其他植被的低洼灌木以来,已经过去了几十年。 '田野。

“我说,'哇,有一些生物量!那是什么?'”他说,指的是他的团队最初对寻找有机物来改善该地区土壤的兴趣。从那以后,迪克和塞内加尔的长期主要合作者Ibrahima Diedhiou发现了许多灌木对土壤和作物有益的方法。但最近发生了最深刻的发现,迪克说。

一项新发表的研究表明,那些相同的灌木 - 当种植在小米附近时 - 可以分享它们吸收的珍贵水分,并促进为西非人提供营养的一种初级谷物的生产。

“非洲这一地区的人们依靠当地种植的作物生存。寻找增加粮食产量的方法,特别是在严重干旱时期,这是至关重要的,”俄亥俄州立大学土壤微生物生态学教授迪克说。

“就目前的情况来看,人口正在继续攀升,没有更多的土地,而且收益率持平。”这项新的研究发现,某些木质灌木 - 尤其是一种名为Guiera的灌木 - 在拉丁名称Guiera senegalensis之后 - 可以有效地与土壤表面下的小米植物分享水分。谷子是一种谷类作物,还有高粱,是塞内加尔的重要食物来源。

迪克说,那里的农民以及非洲地区其他地区的农民称萨赫勒人已经允许这些灌木在不同程度上与作物一起生长 - 可能数千年。

他说,有些人将它们切掉或将它们扯掉并烧掉它们,并且它们在很大程度上未被认识为作物的资源。迪克和他的研究团队开发了一种创新的作物管理系统,他们称之为“优化的灌木系统”,利用这些现成的灌木。

他们的方法涉及农民田间灌木密度的急剧增加,从每公顷不到300棵灌木(约2.5英亩)到同一块土地上的1,500棵灌木。他们的系统还包括用灌木叶子和茎施肥,而不是燃烧这种有机物质。随着产量的显着增加,该系统改善了土壤质量,增加了作物的养分,并将收获时间缩短了大约15天,这在受降雨量低的地区非常重要,Dick说。

新发表的研究详细介绍了植物使邻居受益的方式之一。灌木的根深入土壤,寻找地表下30至40英尺的水分。这显然更好地装备灌木自己在艰苦,干燥的条件下生存。

但他们如何分享流动性财富呢?迪克和他的合作者创造了一个实验,在这个实验中,他们能够追踪从深根茎到邻近的珍珠粟(Pennisetum glaucum)的水分。他们发现,在夜晚 - 当灌木不忙于依赖阳光的光合作用时 - 从地下深处抽取的水通过表层根部泄漏到周围的土壤中而不是从树叶中排出。

Dick解释说,气孔 - 植物叶子上的“毛孔” - 在光合作用停止时在黑暗中关闭。

这意味着小米植物在表面附近的根部能够吸收灌木传递到水面的水分。研究人员证实了这一点,通过跟踪水从最初进入灌木根部到最终存在于谷子叶子中的科学强加的干旱实验,其中包括比较灌木田。

“我们证明这些灌木的'生物灌溉'正在发生,这是第一次出现作物生产,”迪克说。“这是一种本土植物,它是免费且易于生长的 - 关于这一切的一切都是积极的。”

现在,该团队仍然希望对整个萨赫勒地区的农民进行不断增长的系统的试点测试,并进行必要的调整,以促进更广泛地采用这种做法。

迪克说,寻找自然,易于使用的解决方案来养活不断增长的人口在西非具有巨大的潜力。在世界其他地区,包括东南亚和南美洲,农民通过大量使用化肥和杀虫剂来适应人口增长。但在塞内加尔和邻国,农业依赖于大自然提供的东西 - 种植者通常不使用肥料或杀虫剂,也没有资源来灌溉干旱作物。

“这是一个半干旱地区,一年中只有部分地区下雨。有些年份,主要是干旱,人们都在挨饿。”迪克说,并补充说塞内加尔有60%到90%的人住在小型农业村。“最终的解决方案将是当地可用的任何东西,找到这些答案并与当地农民一起考虑潜在的农业技术是至关重要的,”迪克说。

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。