在美国大平原的一角，玉米种植者正在使用已被证明的方法来减少他们的碳足迹。
明尼苏达州、南达科他州和爱荷华州的交界处，以连绵起伏的丘陵和点缀的树木为标志，是干旱草原和林地之间的过渡地带。最近，这里已成为更可持续玉米的实验室，一个研究团队发现，所使用的工艺可以将碳排放量从全国平均水平降低一半以上。
一项尚未发表的研究中概述的管理措施非常简单。在这里，农民们撒播来自其养牛场的粪便，一些人使用 GPS 系统来最大化效率。他们在玉米中穿插种植覆盖作物，这些植物可以向土壤中注入氮，从而减少对合成肥料的需求。他们通过减少耕作显著减少了土壤扰动，耕作是指翻挖地面来播种和除草的做法。
关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章，请考虑订阅我们的获奖新闻，以支持我们的工作。 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
南达科他州苏福尔斯地区的农民兼 DAK 可再生能源公司（一家乙醇公司）的所有者大卫·科尔斯鲁德说：“没有神奇的灵丹妙药。” “我们使用了我们熟知的农艺实践，但以一种可以在不做得过头的情况下最大限度地提高每英亩产品产量的方式利用它们。”
该地区的玉米产量比平均水平高约 20%。与此同时，农民们能够用粪便取代大约 14% 的工业肥料。一氧化二氮的排放量——一种温室气体，其全球变暖潜能是二氧化碳的近 900 倍——比全国平均水平低三分之一以上。
基思·阿尔弗森和他的家人在他们位于南达科他州切斯特的农场上使用一种叫做垄耕的方法已经有三十年了。垄耕是传统耕作方法的一种改进，它允许阿尔弗森清除杂草并温暖土壤——这是耕作的优点——同时减少二氧化碳和一氧化二氮的释放，并保持土壤中富含必需的碳。
他说：“很多事情都需要更多的管理，注意细节。” “但我们在多个层面上都获得了好处，对农场的人有好处，对全国人民也有好处。”
这些种植者应该感谢寒冷的北方气候，这使得这些做法很容易。寒冷的冬季防止土壤中过多的氮流失，种植者可以施用一层轻薄、更高效的氮肥。该地区干燥的春季也有帮助。他说，在多雨地区，免耕和少耕耕作可能具有挑战性，因为土壤太湿而无法进行适当的管理。
印第安纳州农业部自然资源保护局 (NRCS) 的州土壤健康专家和农学家巴里·费舍尔说，一些种植者担心再次发生像 2012 年旱灾那样摧毁玉米带的事件，可能会选择提前种植以求安全。这需要在通常的种植季节开始之前疏浚和干燥泥泞的土壤。
更高的产量，更低的温室气体
三年前，可再生燃料公司 Gevo 在该地区中心的明尼苏达州卢文市购买了一家乙醇工厂，以生产异丁醇——一种玉米基乙醇的同类产品，不需要与汽油混合，并且可以根据联邦可再生燃料标准被认定为高级生物燃料。Gevo 从 Cornerstone 农民合作社购买了该工厂，科尔斯鲁德是该合作社的成员。
“Gevo 想了解他们的温室气体足迹看起来有多可持续，”杰克·赫特纳说，他曾在该研究启动时在 Gevo 工作，现在领导着一家咨询公司 Huttner Strategies。
在明尼苏达大学环境研究所教授约翰·希恩的监督下，Gevo 向该地区近 350 名农民（卢文工厂的潜在玉米供应商）发布了一项调查。大约选择了 35 个农场，并对其进行了三年的研究。
该研究发现，40% 的农民在部分耕地上使用牲畜粪便来施肥，而不是用天然气制造的合成肥料。较高的玉米产量也导致每公斤玉米的燃料消耗量降低。
现在，希恩正准备向同行评审提交关于耕作实践的新数据，这次使用的是科罗拉多州立大学研究人员最新更新的模型。它量化了由于免耕和少耕做法而残留在这些农民田地土壤中的碳量。希恩说，这种变化是显著的。
他说：“我不断地回到 CSU 的人那里，问，‘你确定这是真的吗？’” “我认为这些反映了模型上的真正改进。”
根据希恩的最新估计，这些农民生产的玉米平均每公斤谷物需要 164 克二氧化碳。根据阿贡国家实验室的研究，美国的平均水平是 371 克。
免耕可能是作物表现好坏的最大决定因素。美国大多数玉米种植者都会耕种他们的土壤，从而阻止碳的封存并释放一氧化二氮。他说，粪便管理和牲畜整合是最难进行的改变，因为集中的饲养场在很大程度上使养牛和牧场脱节了。
希恩说：“将粪便运到农场需要付出真正的经济和环境成本。”
农民就像“黑色星期五的购物者”
改变耕作方式对全国各地的农民来说一直是一个难题。美国 NRCS 的费舍尔说，农民不愿采用免耕或保护性耕作有几个原因。主要障碍是对改变的恐惧。
费舍尔谈到农民时说：“我们内部的风险警报会响起。” 考虑到每英亩约 500 美元的可变成本，这可是个不小的数目。
有害的昆虫和真菌会在未翻动的土壤中大量繁殖。尽管存在土壤改良剂和种子技术来克服这些障碍，但许多农民在 20 年前尝试过，当时这些工具还不可用。种植者还发现很难改变他们依赖了几十年的养分管理系统。
广告的影响也在发挥作用。农业设备公司并不吹捧免耕等技术，这些技术不需要旋耕机或其他机器。
他说：“农民和黑色星期五的购物者没什么两样。” “关于耕作和耕作设备的广告很多，他们从中接收到的信号是混杂的。”
根据该州的保护性耕作计划，印第安纳州未耕种或最少耕种的玉米土地比例从 2004 年的 36% 跃升至 2009 年的 45%。此后，这一水平一直停滞不前。
尽管如此，费舍尔说，农民们知道土壤的功能不如以前。尽管采用少耕和粪便管理的比例很低，但种植者开始意识到他们可以弥补潜在的产量损失并提高土壤的保水能力。
他说：“他们真的接受了土壤健康运动和信息。” “在任何时候，你都可以扭转损失的过程，你可以改变这种情况。”
经环境与能源出版有限责任公司许可，转载自 Climatewire。www.eenews.net, 202-628-6500