Vilicus农场
气候破坏对多样化有机旱地农场的影响
采访作者:Mark Schonbeck,有机农业研究基金会亚搏手机登录页面副研究员亚搏体育官方版app下载亚搏体育官网网站app下载
当科学家、政策制定者和碳市场营销者在争论吸收大气中过量二氧化碳(CO2)到土壤中的最佳农业实践时,农民现在需要工具和策略来帮助他们应对气候变化带来的日常挑战。想到这个挑战,我立刻想到道格和安娜·琼斯-克莱布特里Vilicus农场(这个名字的意思是“土地的管家”),他们想更多地了解他们独特的多样化系统——27种作物和牲畜融入轮作——是如何帮助他们应对疯狂的天气,并保持他们12,566英亩的经营在经济上可行。所以,我联系了道格,他很慷慨地在今年7月9日抽出了一个多小时的时间来分享他的气候观测。
天气时机至关重要
“我们最近下了些雨,”他开始说。“这几天我们每天晚上都有暴风雨,过去一周大约有2.5英寸。现在对秋播作物来说太晚了,但对春播作物有帮助。”这场降雨暂时缓解了长期严重干旱的影响,从2021年6月1日到2022年6月1日,降水量只有3.7英寸,而长期平均年降水量为11.7英寸。道格说:“现在已经不正常了。“我们无法预测会发生什么。”
从历史上看,该地区最潮湿的四个月是6月、5月、9月和4月,提供了全年80%的可用湿度。冬天的雪非常干燥(湿度低),大部分会蒸发而不是融化到土壤中。该地区的种植制度,从小麦休耕到Vilicus农场的多样化轮作,都是针对这种季节性模式设计的。然而,“现在一切都不可能了。年平均气温的变化,比如气温上升了一两度,或者年湿度下降了20%,并不能说明全部情况。问题不仅在于天气有多热多干,还在于什么时候又热又干,以及什么时候下雨。”
例如,当我问道格2021年太平洋西北地区的怪异热浪是否到达他的农场时,他说:“是的,6月中旬是我们的热浪。在每年的这个时候,我们的冷季作物正处于营养生长后期的关键阶段,它们的产量潜力是确定的。通常情况下,6月是一年中最潮湿的时候,但2021年6月有一周的气温达到了100华氏度以上。在此之前,农作物看起来很好,但产量很低。通常情况下,7月下旬会有一周或10天这样的高温,这实际上有利于谷物成熟。”
为土壤健康和恢复力设计的多样化耕作系统
在早些时候的采访中,道格概述了他们的多样化种植系统,这与该地区常见的小麦休耕系统形成鲜明对比,后者由冬小麦或春小麦组成,然后进行18个月的化学免耕休耕,旨在储存额外一年的降雨,但在这段时间里剥夺了土壤的覆盖度和活根。气候变化的一个影响是,一些农民利用较为温和的冬季种植更多的冬小麦,冬小麦的生长季节较长,但仍会让土壤在大约14个月的时间里裸露而死气沉沉。
Vilicus农场在其大部分土地上采用以下灵活的七年轮作制:
- 第1年轻饲粮:斯佩尔特小麦、二粒小麦、宽粒小麦、大麦或对养分和水分需求较低的软小麦在4月15日至5月15日种植。谷物在7月下旬或8月收获,留下4 - 8英寸的茬和稻草散布在田野上。
- 绿色休耕:一年生豆科植物或混合植物,3月底或4月初种植,或二年生甜三叶草与前一种谷物作物间种。6月,在浅耕结束绿休耕前施用牛粪+垫草。
- 第3年重饲粮:这些地区价值最高的作物是硬红冬小麦或春小麦,或硬粒小麦是在施用肥料后种植的,以确保足够的营养。
- 第4年阔叶作物或燕麦:红花、亚麻、芥菜、亚麻荠、荞麦或燕麦在4 - 5月种植,9月收获。燕麦被包括在这一区块中,因为“它们对土壤生态系统有有益的影响,与其他谷物非常不同。”
- 第5年脉冲作物:豌豆、扁豆或小豌豆种子,在4 - 5月播种,8月收获。
- 燕麦,阔叶或轻食谷物:在轮作周期早期没有在田间种植的作物在春季种植,在8月或9月收获。
- 第七年绿色休耕:甜三叶草间作6年作物(如果第二年是一年生覆盖),或一年生豆类或混种(如果第二年是甜三叶草),6月终止。
这种轮作,再加上每240英尺耕地的草原带(20-30英尺宽),可以使土壤在一年中的大部分时间里都被活根覆盖。图1A和1B:与该地区主要的小麦-除草剂休耕系统不同,Vilicus农场全年保持所有面积被活植被或残留物覆盖).
通过精心耕作、牲畜整合和堆肥增强土壤健康
道格和安娜制定了一种耕作策略,在保护土壤健康的同时,管理杂草、覆盖作物和准备苗床。他说:“我看到了轮作方式和轮作深度的巨大优势。”“我们从来不会在同一个领域连续两年使用同一种工具。”茬茬和残留物留在原地,在种植下一茬作物前7-10天进行耕耘。他们的播种机配备了扫草器,可以清除在这段时间出现的小杂草。对于每一项作业,工具都是根据土壤条件和所要播种作物的需要选择的:
- 带刃犁,用于浅挖覆盖作物和杂草的犁(图2A及2B).
- 速度盘,工作顶部2-3英寸的土壤没有反转。
- 用凿子犁进行宽扫,将顶部3-4英寸抬起并松开,然后用卷式封隔器固定土壤,使杂草出现,以便种植机将其清除。
- 用犁板犁6-8英寸深埋杂草种子,一周后再速耕。这种方法适用于杂草竞争最弱的作物(亚麻和小扁豆),并且每个轮作周期只进行一次。
为了建立健康、有弹性的土壤,该农场近年来采取了其他措施,包括在施用堆肥前进行堆肥,并将牲畜放牧纳入轮作。道格说:“我们的业务领班保罗·纽鲍尔有一个定制放牧业务,三年前开始在我们的土地上放牧肉牛。”他发明了一种方法,利用放牧代替耕作来终止绿色休耕。覆盖作物用棉条割下,然后放牧两三天。我真的很喜欢这个系统,因为它有效地终止了覆盖作物,肥料刺激了土壤生物。”受到这一成功的鼓舞,道格、安娜和保罗联合收购了12头苏格兰高地牛,他们计划为未来的草饲牛肉企业培育这些牛。
新的气候挑战和适应战略
当我问道格,在过去几年的恶劣天气中,他种的哪种作物表现最好时,他坦率地说:“我们没有。”2021年的秋天非常干燥,秋天种植的谷物要么不发芽,要么太弱,无法过冬。所有的冬小麦和一半的黑麦都歉收了,田里重新种上了春粮。在有黑麦的地方,摊子“又薄又短——我们会看到我们能收获什么。”
农场的多样性和弹性战略的一部分是更加重视阔叶和油籽作物,包括芥末、亚麻和亚麻,以及荞麦作为谷物。因为油籽作物的种子非常小,成功的方法是耕作,让杂草出现,然后用安装在播种机上的浅扫器将它们清除,以提供一个干净的苗床。然而,2022年春季的干旱也阻碍了这一策略,因为第一次耕作并没有刺激杂草的出现。然后,“我们在尘土中播种,直到6月初终于下雨,庄稼才长出来。那时杂草也长出来了,而且长得比庄稼还快。”
道格指出:“我们问过自己,是否需要种植更多的暖季作物,如小米或荞麦。”他补充说,“我们在暖季作物上从未取得过太大成功,因为7月和8月通常非常干燥,而6月天气可能会很冷。气候变化带来了更多的变化,而不是向一种新模式的持续变化”,农民可能会通过改变作物组合或轮作来适应这种变化。因此,道格和安娜面临着一个尚未得到回答的问题,“我们建立的多样化年种制度在这个生态系统中仍然可行吗?”
另一个挑战是气候破坏对土壤健康本身的直接影响。在过去五年(2017-2021年)中,有四年的降水量明显低于平均水平,这限制了植物生长、作物生产和有机残留物向土壤的净回归,使农民更难维持SOM。
Vilicus团队还探索了另外两种促进气候适应能力多样化的方法:作物-牲畜一体化和更多的多年生植被。道格说:“我们曾经可以种草料,但不能种谷物,因此我们可以养肉。”虽然绿色休耕可以提供放牧和围栏,但提供水是最大的障碍和最大的成本。“牲畜需要在一英里内获得水,放牧系统才能正常工作,而这里的地表水稀缺,所以我们必须用卡车或管道把水运进来。”
对于放牧,威利库斯农场优先选择那些牛可以在半英里内使用安装好的“壕沟”(池塘)或其他季节性地表水特征的田地,或者可以用卡车将水从池塘运到放牧围场的田地。从社区供水系统购买和运水是后备计划,但从长远来看,这在经济上是不可行的。钻新井是有风险的,因为地下水有500到700英尺深,不管井是否提供水,每口井的钻井成本都是30到4万美元。
虽然道格不认为放弃一年生作物生产是经济上可行的选择,但他今年看到了一些事情,激发了他将更多多年生植物融入农场生态系统的兴趣。“在两处已建立俄罗斯橄榄防护林的田地(Elaeagnus狭叶的)和俄罗斯豌豆肩(锦鸡儿灌木),这里的作物明显比其他地方的作物更健康、更旺盛。防护林有15-30英尺宽,每隔200-300英尺就有一个防护林。”与其他低生长的草原地带(图1右)相比,这些灌木大约20英尺高,可以大大降低五倍于其高度的风速,从而保护作物免受在无保护的田野中高达50-70英里/小时的风的干燥损害。
他对防护林效益的观察使道格提出了这样一个问题:“我们如何才能增加我们系统中多年生植物的比例?”我喜欢多年生谷物的想法,但它们在明尼苏达州效果更好,那里的雨水比蒙大拿州多。这里不生长树木,所以下一个目标可能是种植灌木丛生的多年生植物。因此,我们地区的农民经常拆除防护林以提高小麦生产效率,但让更多的多年生灌木物种进入我们的系统将增强恢复力。”实施的实际障碍包括种植防护林的初始成本,以及在防护林成熟之前保持除草和浇水的额外成本和劳动力。
道格在考虑应对气候挑战的选择时,他认为我们既需要作物,也需要动物,而且两者都需要更大的多样性。“除非过度放牧,否则我看到本土牧场几乎没有水土流失。看看大自然——一切都是多元文化。植物和野生动物物种越多,生态系统就越健康、越有弹性,那么我们该如何效仿呢?”
重新思考农场政策和规划
几十年来,主流农业越来越依赖补贴和作物保险来保持经济上的可行性,而这些财政支持主要集中在几个产量最高的作物上:蒙大拿州和其他降雨少的地区的小麦,中西部的玉米和大豆,以及南部的棉花。随着越来越不稳定的天气使产量更加难以预测,作物歉收更加频繁,作物保险已成为所有农场气候适应战略的重要组成部分。Vilicus农场有农作物保险,在年景不好的时候,这笔赔款帮助农场维持了运营。他特别感谢今年春天作为紧急救济计划(ERP)一部分而收到的补充支票。
与此同时,道格非常担心美国农业部的项目和政策是为了亚搏手机登录页面阻碍这种农业生态系统和企业多样性是真正恢复力所迫切需要的。他说:“现在对小麦的补贴如此之高,以至于目前应对气候危机的明智经济反应是——只种小麦。农作物保险很便宜,而且提供了一个严密的安全网。不为小麦等主要作物投保多重风险保险毫无意义——没有多重风险保险太好了。但是它加强了缺乏农作物多样性。”
我问道:“那整个农场收入计划(WFRP)呢?它不是为多样化的系统而设计的吗?不是为了奖励增加的多样性吗?”作为回应,道格指出,Vilicus农场在过去四五年里一直持有WFRP,以及小麦和亚麻的多重危险保险。然而,WFRP的覆盖范围远不如单一作物多重风险政策那么健全。此外,虽然美国农业部的规定允许农民购买这两种保险,但单一作物保险的价值和由此产生的任何赔偿都从WFRP中扣除,因此后者很少产生任何收益。因此,Vilicus Farms将放弃WFRP,并为所有作物寻求逐作物政策。
虽然NRCS项目可以支亚搏手机登录页面持多样性(例如,草原带和多样化轮作,这是Vilicus农场CSP合同的一部分),但“农场服务局(FSA)提供的大多数服务最适合最不多样化的农业系统。”例如,FSA要求每半年汇报一次作物种植情况。这对于只种植小麦的系统来说是可行的,但是“我们在小条上种植27种作物,所以我们实际上必须跟踪385块独立的田地,这项任务需要三个人整整两天才能完成。”
道格和安娜指出,迫切需要将土地管理的长期服务工作与农业生产的逐年收入流分离开来,于2022年启动了一项新计划:社区支援管理农业(综援).尽管日益严重的气候不稳定性导致产量和收入每年都有很大差异,但威利库斯农场仍然致力于每年365天建设土壤和农业生态系统的健康,无论回报如何,都要承担成本。新综援计划为关心土地管理、农业和粮食的人们提供了一个与Vilicus和彼此直接联系的机会。
总之,道格指出:“我们正试图通过加倍增加作物多样性来建立气候适应能力,但这与当前的政策和计划背道而驰,这些政策和计划是基于社会普遍持有的假设,并反映在美国农业部的计划中。”亚搏手机登录页面为了真正应对气候危机的挑战,“我们需要最高层的决策者就我们想要支持什么样的农业系统进行强有力的对话。”
对我来说,与道格的这些对话也强调了研究真正具有气候适应能力和减缓气候变化的农业系统的重要性,重点是功能多样化的农业生态系统,包括作物-牲畜一体化亚搏手机登录页面、多年生-年度一体化以及农林复合系统。美国农业部亚搏手机登录页面的研究应优先考虑有机农业,通过避免合成农用化学品来保护亚搏体育官网网站app下载土壤生命,并通过先进的土壤健康实践来建立土壤有机碳和改善养分循环。农民必须发挥其应有的领导作用,并与大学科学家平等合作,以确保出现切实可行的解决方案。最后,最紧迫的是,美国和世界必须尽快充分削减温室气体排放,以阻止进一步的气候破坏,从而拯救农民的生计、粮食安全和人类文明的未来。
本文基于2022年3月23日和7月9日对Doug Crabtree的电话采访。

道格·克拉布特里和安娜·琼斯·克拉布特里在蒙大拿州阿弗尔的有机农场入口处。

图1A:谷物收获后可见的间作豆科绿地休耕。

图1B:保存土壤并容纳有益生物和野生动物的原生多年生保护缓冲区。

图2A:刀片犁通过切断地表以下的根冠来终止覆盖作物和杂草,使残留物留在原地,大部分土壤剖面不受干扰。这种工具需要合适的湿度水平,因为潮湿的环境允许植被重新生长,而坚硬干燥的土壤则会阻止工具充分渗透以杀死覆盖作物。道格说,由于今天的气候不稳定,“大约有一半的时间可以终止绿色休耕。”“我们的备用方案是速度盘。(图片来源:Drew Lyon, U Nebraska)

图2B(图片来源:Drew Lyon, U. Nebraska)