增加土壤中的有机碳一直被认为是帮助应对气候变化、同时提高土壤肥力和作物产量的一种方法，但一篇新论文表明，在现有技术和最佳管理实践的情况下，全球范围内承诺的产量增加可以忽略不计。

重要的是，该论文发现，如果能够开发出新的方法来增加土壤有机碳，那么粮食安全水平较低的地区，例如撒哈拉以南非洲，可能会从任何产量增加中受益更多。增加到超出当前农业管理实践所能达到的水平，因此，需要评估尚未广泛使用的新策略，例如以生物炭形式重新分配碳。

论文《土壤有机碳增加全球农作物产量》发表在《自然地球科学》上发现，现有的增加土壤有机碳的技术只能使全球作物产量提高0.7%。

“这确实是第一个关于确定土壤有机碳对全球作物产量影响的可靠定量研究，很明显，作物产量确实随着土壤有机碳的增加而增加，”约翰内斯·莱曼(JohannesLehmann)说，他是该学院的自由海德贝利教授。农业与生命科学学院(CALS)的综合植物科学。“然而，以目前的技术和优化管理来说，这个数字并没有那么大。”

提高产量一直是农民采取措施将有机碳封存在土壤中的激励措施，土壤储存的碳量是CO2的4-6倍大气中

“我们的研究表明，人们普遍认为在土壤中储存有机碳会对作物生产力产生巨大的协同效益，这是错误的，”联合植物科学土壤与作物科学学院高级研究员多米尼克·伍尔夫(DominicWoolf)说。部分(CALS)。

伍尔夫说：“如果我们想将有机碳储存在土壤中以获取气候效益，我们就需要找到方法来激励农民采取和维持良好的碳管理，而不是假设它会通过更好的收成来简单地收回成本。”

与此同时，如果未来的技术能够将土壤有机碳提高到最佳水平，全球三种最重要的主粮作物(玉米、小麦和水稻)的产量可能会增加4.3%，足以养活另外6.4亿人。

研究人员发现，土壤有机碳只能在一定限度内提高每种作物的产量，超过这个限度就没有额外的效果。

莱曼说：“要使全球农作物产量实现4.3%的差异，就要采取一些我们还不知道该怎么做的事情。”

新技术可能包括正在广泛研究的深根多年生作物，以及向土壤注入更多碳的玉米品种等生物技术。

莱曼说，以生物炭(有机废料或生物质)的形式在当地重新分配碳，在有限的氧气存在下部分燃烧以产生富含碳的耐用固体，这可能是一个可行的解决方案。目前，改善土壤有机碳的方法依赖于从田间种植的植物中产生和保留碳。

“我们没有考虑过将碳从这里运输到那里，”莱曼说。“有了生物炭，原则上你可以在城市中制造它，然后将其运输到几百公里外的农田中。”

该研究使用了现场试验的数据该研究使用了2005-13年国家测土配方施肥项目期间在中国进行的共有13,662个地点和66,593个处理进行了小麦、水稻和玉米田间试验。这些遗址横跨中国，代表了多种气候和地球上90%的土壤类型。这些试验大多在单个季节进行，这使得研究人员能够确定土壤有机碳对产量的影响，而无需考虑每个季节、叶子、茎和根凋落物会增加土壤中现有碳，进而影响产量的混杂因素。

然后，研究人员利用机器学习来推断，在最佳土壤管理下，全球土壤类型可能对产量产生什么影响。

莱曼说：“我们应该重点关注这些地区，因为农作物产量的增加将对粮食安全和人口营养产生影响。”需要注意的是，这些数据是在最佳管理策略下获得的，包括农药和化肥。因此，在缺乏化肥和农药的粮食不安全国家，土壤有机碳能够在多大程度上减少粮食短缺，目前仍不得而知。

伍尔夫和马玉清博士是这篇论文的共同主要作者。中国农业大学学生，曾任CALS访问学者。马云的导师、中国农业大学研究员范民生与莱曼是共同通讯作者。共同作者包括中华人民共和国农业农村部的研究人员。

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