降雨减少,小麦增产:澳大利亚农民如何打破气候厄运 | 路透社
Peter Hobson
澳大利亚梅里登 - 在新播种的麦田里,柯蒂斯·利贝克捧起一把沙质土壤,任由其从指间滑落。这种浅棕色的泥土与多雨国家那种深色块状土壤截然不同。
位于西澳大利亚州珀斯以东300公里(186英里)的利贝克农场,其降雨量仅为堪萨斯州中部或法国北部小麦带的一半。过去三十年间,该州农田的生长季降雨量减少了约五分之一。
这本应使耕作更加困难。但自2015年以来,利贝克的小麦产量却翻了一番。
32岁的利贝克正参与一场农业管理革命,尽管面临更炎热干燥的气候条件,这场革命使澳大利亚小麦年产量较1980年代增加了约1500万公吨。这一增量相当于全球每年小麦贸易总量的7%,超过了英国全年收成。广告·继续滚动根据美国农业部数据,澳大利亚小麦种植生产力的提升幅度已超过美国、加拿大和欧洲,在其他发达市场增速放缓甚至倒退时仍保持增长。
许多种植者和研究者指出,澳大利亚农民能为不断增长的全球人口生产更多小麦,主要归功于1980年代以来的一系列创新:从改良种子到革新播种方式,再到土壤耕作技术。这些进步得益于澳大利亚的应用研究体系,以及几乎不享受补贴的农民对效率的不懈追求。
柯蒂斯·利贝克在西澳大利亚州梅里登附近的农场抱着小狗,他的父亲肯和妻子泰丝在皮卡车上注视着他。尽管气候更加炎热干燥,利贝克的小麦产量在过去十年中大幅增长。路透社/霍莉·亚当斯这篇关于澳大利亚小麦种植者如何战胜气候挑战的报道基于对20多位农民和研究人员的采访、对十几篇学术论文的回顾以及对数十年农业和天气数据的分析。路透社走访了四个农场、一家种子育种公司和两个政府研究机构。
澳大利亚并非最大的小麦生产国,其农田也并非最肥沃的。但它之所以重要有两个原因。其较少的人口意味着其额外的产量可以养活其他国家。而且它是有人居住的最干燥的大陆,日益加剧的气候波动本可能使一些农业无法持续。然而它却是世界主要小麦出口国之一。
广告 · 继续滚动五位科学家告诉路透社,澳大利亚的成功影响了包括美国和加拿大在内的其他干旱农田国家的研究。当然,一些澳大利亚的做法,如土壤再造,并未被广泛复制,有时是因为土壤条件不太适合。但该国致力于缩小理论最大作物产量与实际成果之间差距的做法,在过去15年中推动了全球提高生产力的努力,而这正值气候变化加剧之际。
西澳大利亚州本卡宾附近农场里,一名播种机正在播种小麦。过去三十年间,该州农作物产区的降雨量减少了约五分之一。路透社/霍莉·亚当斯2023年利贝克的农场遭遇了半个世纪以来最低降雨量,但每公顷仍产出1吨小麦——这让他66岁的父亲肯惊叹不已。
“我问父亲在他那个年代会怎样,他说’绝对是灾难性的’,“利贝克说道。
老利贝克告诉路透社,若是在世纪之交遇到类似条件,他每公顷只能收获400公斤。
海滩沙地
澳大利亚农业始终充满不确定性。天气在干旱、酷热、山火和洪涝间反复切换。土壤普遍贫瘠。
官方气象数据显示,作为最大小麦出口区的西澳大利亚州,过去三十年农作物产区平均降雨量降幅居全国之首。降雨模式发生改变——作物休耕的夏季降水增多,而生长期的冬季降水减少。
广告·继续阅读该州还分布着最贫瘠的土壤。
“想象一下海滩沙子,“珀斯种子育种公司InterGrain首席执行官特雷斯·沃姆斯利形容道。该公司致力于培育更适应澳大利亚条件的小麦品种。“这些土壤养分枯竭,往往含有毒素且拒水。每到季末,作物就会缺水枯竭。”
对水的渴望成为澳大利亚农业诸多变革的催化剂。1984年,科学家雷格·弗伦奇和杰夫·舒尔茨计算出,在理想条件下扣除蒸发量后,澳大利亚农民在4月至10月生长季期间,每毫米降雨应能生产每公顷20公斤小麦——这一数字是他们实际产量的四倍左右。
经过处理的谷物被整齐码放在珀斯InterGrain公司的仓库中,准备播种到小块试验田测试性能。这家育种公司致力于开发更适应澳大利亚环境的小麦品种。路透社/霍莉·亚当斯
InterGrain公司员工正在筛选用于小麦杂交的植株。路透社/霍莉·亚当斯
在InterGrain实验室内,技术人员正在移除小麦花药(植株生殖系统的一部分)进行杂交操作。路透社/霍莉·亚当斯澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)植物科学家约翰·柯克加德表示,这一发现让生产者能够通过图表直观对比实际产量与潜在产量。这使种植者和研究人员开始聚焦于缩小产量差距,并通过制定水分利用效率基准来实现"滴水增粮”。
关键一步是转向免耕农业。持续犁地除草会破坏土壤并加速水分蒸发,减少作物可用储水量。
广告·继续滚动免耕法源自1930年代美国沙尘暴时期,通过除草剂替代犁地。据澳大利亚谷物研究与发展公司数据,该国采用率从1980年代初的5%激增至约80%,西澳大利亚州更超过90%。但长期使用重型机械碾压未耕作土地会导致深层土壤板结,阻碍水分渗透和根系发育。为此农民开始改良土壤结构:先撒石灰降低酸度,再使用特殊重型机械。
利贝克展示了他的深层松土机——一个配有10只金属爪的亮橙色钢架,可深达84厘米撕裂土层。其作业阻力极大,540马力的拖拉机也只能以步行速度牵引。
这种松土机与另一种称为"碎土器"的设备(带突出铲头的旋转滚筒)能破碎板结土层。虽然松土和碎土都属于耕作方式,但免耕农业特指放弃传统年复一年的翻耕除草种植模式。深层松土和碎土干预频率较低但力度更大,通常在更深土层作业,通过重构土壤成分将贫瘠层转化为更具吸水保肥能力的混合结构。
西澳大利亚州本卡宾附近,一名播种者正在播种小麦。播种通常从四月中旬开始,比上一代人早了两到四周。路透社/霍莉·亚当斯
澳大利亚本卡宾附近的一个农场,一台作物喷雾机正在喷洒除草剂。路透社/霍莉·亚当斯
西澳大利亚州格拉斯特谷附近的一个农场,一台设备正在测试经过土壤改造后的蒸发水分流失情况。路透社/霍莉·亚当斯利贝克表示,用松土机翻耕田地可使小麦产量提高36%至50%。这台机器花费了22万澳元(143,396美元)。“对于一把高级铲子来说有点贵,“他说,但它"挖出了利润”。
据农民和研究人员称,松土机和铲土机在其他地方也有使用,但很少像在澳大利亚这样密集。在欧洲等较湿润的地区,松土机更难在通常需要耕种的厚重土壤中作业。
西澳大利亚州政府委托的研究发现,到2023年,该州约4000名种植者中有三分之二进行了深松、铲土或土壤翻转,而2019年这一比例为52%。
柯克加德表示,澳大利亚改善土壤的努力与欧洲和北美排水和填海造地的做法相呼应。“但澳大利亚现在将原本贫瘠的农田变成良田的策略可能是独一无二的,“他说。
羊群在梅里登附近柯蒂斯·利贝克的牧场间穿行。许多种植者经营混合农场,将农作物种植与绵羊和羊毛生产相结合。路透社/霍莉·亚当斯其他创新帮助种植者抑制了病害。他们引入了新的轮作作物,包括油菜籽(一种油料种子,也称芸苔)和羽扇豆(一种用于动物饲料的豆科植物)。农业部门数据显示,澳大利亚的油菜籽种植面积从1989年的5万公顷激增至如今的约350万公顷。
柯克加德表示,农民们开始提前两到四周播种,有时甚至在干旱的土地上,以便作物能在最佳时间开花。现在播种通常在4月中旬开始,使小麦在南半球的冬季和春季有几个月的时间生长,此时水分仍然充足,从而能在年底夏季高温到来之前成熟。
起飞
生产力开始腾飞。政府数据显示,20世纪80年代初,西部的澳大利亚农民每毫米生长季降雨量可生产3.3公斤小麦,比全国平均水平低三分之一。到2024年,他们达到了每毫米9.3公斤,仅比全国平均的11.5公斤低五分之一。
这些改进帮助澳大利亚在过去四十年里将小麦出口量翻了一番,达到每年超过2000万吨。大部分出口到东南亚和中东,这些地区的人口增长迅速。
产量的增长抑制了价格上涨。作为全球基准的芝加哥期货交易所的小麦价格在20世纪80年代平均每蒲式耳约3.50美元。自那时以来,世界人口激增了35亿,但芝加哥的小麦价格约为每蒲式耳5.50美元,涨幅远低于通货膨胀率。
澳大利亚联邦银行农业分析师丹尼斯·沃兹涅先斯基表示,若澳大利亚小麦供应遭受严重威胁将导致价格大幅上涨。他指出,该国占全球出口的份额与俄罗斯入侵前乌克兰的占比相当。战争曾导致小麦生产和出口中断,当时价格飙升约60%。
农户和研究人员称,生产力仍有进步空间。
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柯克加德表示,种子育种和农场管理的进步已将理论最高单产提升至每毫米约25公斤,未来有望达到30公斤甚至更高。
澳大利亚联邦科工组织科学家格雷格·雷贝茨克透露,研究人员正在测试新型小麦品种——其胚芽鞘(保护幼芽的外鞘)能从10-12厘米的土壤深处破土而出,而非传统的2-4厘米,这使得种子能植入底土水分层。田间试验表明,长胚芽鞘可使产量提升达20%,多个品种有望五年内在澳实现上市。
“人们现在正在研究我们开发的一些抗旱技术,并询问这些技术是否能在他们的国家派上用场,”雷贝茨克指出,加拿大、印度、孟加拉国和撒哈拉以南非洲地区对此表现出浓厚兴趣。“我们这里的干旱环境,很可能就是现在一些湿润国家未来的写照。”
该项目负责人高斯·阿扎姆表示,西澳大利亚的政府科学家们正在对土壤进行深度改造实验,通过添加黏土、堆肥和石膏等成分来提升土壤的保水能力和小麦产量。
珀斯东部草谷的种植户泰·富尔伍德向路透社展示了这些努力的成果。他站在试验田里说道:“他们正尝试以10厘米为深度单位逐层打造完美土壤。”这片试验田周围布满了经过改造的土壤测试带,研究人员在表层半米内添加了不同比例的黏土,以确定最佳增产配方。
富尔伍德坦言成本高昂,但如果能实现承诺的产量翻倍,农民和研究者们愿意投资。
西澳政府科学家高斯·阿扎姆正在测试改造土壤的渗水性。研究人员通过添加黏土、堆肥和石膏等成分试图提高土壤保墒能力。路透社/霍莉·亚当斯
我们必须保持谨慎,因为这是在干扰自然土壤。但收益大于风险。
高斯·阿扎姆,一位致力于土壤再造工程的科学家
在澳大利亚诺瑟姆初级产业与区域发展部的实验室里,经过黏土再造处理的土壤样本正被准备进行烘焙。路透社/霍莉·亚当斯必须承认,适应有其极限。小麦在炎热环境下难以茁壮成长,高温会加速水分蒸发和生长周期。降雨量不仅持续减少,其可靠性也日益降低。
植物科学家兹维·霍克曼在2017年的论文中发现,1990至2015年间,炎热干燥的气候使澳大利亚小麦的最高可实现产量下降了27%。
“通过持续努力,我们可以将潜在产量实现率从55%提升至80%,但在多变气候条件下追求更高产量可能不具经济效益。“霍克曼向路透社表示。
新方法也存在弊端。科学研究表明,除草剂的过度使用会破坏环境并催生抗药性杂草。联合国数据显示,尽管澳大利亚农民增加了合成氮肥的使用量(但每公顷用量仍低于多数国家),这种以天然气为原料的肥料会加剧大气碳排放。此外,他们正在对土地进行大规模干预。
“我们必须保持谨慎,因为这是在干扰自然土壤,“研究员阿扎姆表示,“但收益大于风险。”
他国对比
严苛的土壤和气候条件使澳大利亚单产长期低于全球标准。美国农业部数据显示,去年该国每公顷2.6吨的产量落后于美国(3.5吨)、中国(5.9吨)和英国(7.3吨)。
根据美国农业部的数据,自20世纪80年代以来,包括中国和印度在内的一些发展中国家在小麦增产方面取得的进展比澳大利亚更快。但许多发达经济体的生产力增长较为缓慢,全球研究人员认为部分原因在于土壤退化以及化肥和农药使用的限制。
农民和科学家认为,澳大利亚的应用研究体系和低补贴政策帮助其脱颖而出。
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他们提到了谷物研究与开发公司(GRDC),这是一家根据1990年议会法案成立的法定机构,旨在推动行业创新。种植者将谷物收入的1%投入其中,政府资金再予以补充。其委员会由农民、科学家和农业企业高管共同组成。柯克加德表示,这意味着研究议程既不会被寻求快速解决方案的农民主导,也不会被追求前沿项目的科学家主导。
很少有国家复制这种模式。加拿大有征收资金支持的研究团体,但它们的集中度较低。柯克加德说,在欧洲,一些研究人员可能从未与农民交流,导致研究脱离实际。
根据经合组织的数据,澳大利亚的农业补贴属于最低之列。这些补贴主要用于研究和生物安全,而不是像其他地方常见的那样用于支付给农民或实施贸易限制。
在桉树环绕的农舍里,利贝克表示,他并不畏惧日益恶劣的气候。
“在雨水减少的情况下种植更多作物的挑战令人兴奋,”他说。“我很乐观。”
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