关于玉米和小麦节水的许多说法缺乏充分依据
许多关于玉米和小麦节水的研究,未能为其所声称的节水效果提供充分证据。
许多关于玉米和小麦节水的研究,未能为其所声称的节水效果提供充分证据。这一点来自一项由瓦赫宁根大学与研究中心开展的新荟萃研究在所审查的 208 项田间试验中,只有 10% 包含足够的数据,能够正确评估作物的水分生产率。因此,研究人员呼吁采用更严格、更统一的研究方法。
玉米和小麦是全球种植最广泛的谷物作物之一。它们的生产需要大量水资源。因此,几十年来,如何以更少的水种植这些作物一直是研究课题。
世纪之交前后,“水分生产率”这一概念开始受到越来越多的关注:即作物每蒸发单位水量所产生的产量。根据测得的水分生产率差异,有人声称农业节水幅度可达 20 至 40%。
瓦赫宁根的研究人员开展的一项新分析,对支撑这些有关玉米和小麦的说法的证据提出了质疑。
只有 21 项研究符合标准
研究人员分析了玉米和小麦的 208 项田间试验,其中最早可追溯到 1983。他们考察了研究是否报告了生物量数据、生物量与作物蒸腾之间的关系是否可以验证,以及水量平衡是否已得到足够准确的确定。
这项分析显示,在 208 项研究中,有 160 项(77%)未报告生物量数据。在其余研究中,有 27 项采用了简化的水量平衡方法,其中未能恰当考虑净降水或灌溉。最终,仅有 21 项研究(即 10%)保留了足够的数据,可用于可靠评估水分生产力:其中玉米研究有十一项,小麦研究有十项。
此外,在这些研究中,水分生产率的差异远小于此前的假设。研究人员认为,此前报告的差异很大一部分可能源于实验不准确,而非作物水分生产率的实际差异。
一个早已为人所知的关系
作物生长与水分利用密切相关,这并不是什么新发现。早在1958,瓦赫宁根研究人员 C.T. de Wit 就证明,作物生长与其蒸发的水量之间呈线性关系。因此,原则上,产量越高,所需水量也越多。
然而,这种关系会受到多种因素的影响。例如,充足的养分供应可以提高光合作用效率,而更好的地面覆盖可以减少土壤水分蒸发。水分胁迫的管理方式也会发挥作用。
“可靠数据表明,在不同年份和同一作物的不同品种之间,水资源利用与作物生长的关系具有显著的一致性。用更少的水生产更多粮食的空间有限,而且农民往往很难将此类改进付诸实践。因此,生产更多粮食也需要更多水。这并不是一个特别令人振奋的消息,但在评估其对水资源的影响时,这是一个重要的认识,”主要作者 Gerardo van Halsema 说。
为新研究制定更高标准
因此,研究人员认为,需要开展符合更严格、更统一要求的新田间试验。具体而言,雨养农业和灌溉农业中的生物量和作物蒸腾测量都必须变得更加准确且具有可比性。
在这篇发表的文章中,研究人员为田间试验和科学出版物提出了新标准。这将使未来的研究更易于验证,并能相互比较。最终,这将有助于更准确地评估玉米和小麦种植实际节水潜力的范围。
学生敦促讲师发表
瓦赫宁根大学的硕士生也在这项研究的开展过程中发挥了关键作用。作为 Water Delivery 课程的一部分,他们花费多年时间分析科学出版物,并检查水量平衡和水生产力计算等内容。
在此过程中,学生们一次又一次地发现,许多已发表的结果无法得到妥善验证。他们的发现,以及他们反复敦促讲师进一步调查此事,都是最终导致荟萃研究.
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dr.ir. GE (Gerardo) van Halsema
副教授
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dr.ir. CJL(Chris)Seijger
大学讲师
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