康奈爾大學 | 古老的農業(yè)戰(zhàn)略有望增強氣候適應能力
指南者留學
2023-01-12 22:53:13
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<p>摩根 Ruelle, M.S. '10,博士 '15,2011 年住在埃塞俄比亞的偏遠山區(qū),研究他關于食物多樣性的論文,當時他一直聽說一種令他困惑的作物。</p>
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<p>農民們反復提到一種用阿姆哈拉語稱為“duragna”的谷物,這種谷物在英語中沒有對應詞。 “他們一直說,‘嗯,這不是真正的小麥,也不是真正的大麥。’”Ruelle 說。 “幾周來我都被它難住了。”</p>
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<p>最后一位農民解釋說,杜拉格納實際上是小麥和大麥的混合物,有時還有其他谷物,種植在一起,而不是一種整齊排列的谷物。</p>
<p><br />他偶然發(fā)現了世界上為數不多的幾個農民仍在播種 maslins 或谷物混合物的地方之一,其中可能包含大米、小米、小麥、黑麥、大麥、黑小麥、二粒小麥等。</p>
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<p>農民與 Ruelle 分享的知識導致康奈爾大學現任和前任研究人員發(fā)表了一篇論文,該論文表明,作為人類數千年的食物但現在基本上被遺忘的 maslins 具有實時適應日益不可預測和極端天氣的獨特能力氣候變化。</p>
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<p>這項研究由康奈爾阿特金森可持續(xù)發(fā)展中心資助,將以前在農學、民族志、考古學、歷史和生態(tài)學方面的工作結合在一起。 它表明 maslins——來自拉丁語“混合”的意思——已經使用了 3000 多年,至少在 27 個國家/地區(qū)使用,從北非到歐洲和亞洲,再到后來的北美。 野生雌獅甚至可能催生了農業(yè)。</p>
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<p>“幾千年來,世界各地的自給自足的農民一直在管理和降低他們農場的風險,并制定了這些適應當地情況的策略來做到這一點。”前康奈爾大學博士后研究員亞歷克斯麥卡爾維說,他是該論文的第一作者,現在是康奈爾大學的研究員 紐約植物園。</p>
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<p>“我們可以從他們身上學到很多東西,尤其是現在,在氣候變化的時代。”</p>
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<p><strong><span class="h1">比進化更快</span></strong></p>
<p>起初,Ruelle——現在是克拉克大學環(huán)境科學與政策助理教授——認為農民們一起種植 maslins,然后在收獲期間將成分分開——與蠶豆等其他混合種植很容易,蠶豆長得又高又低 -種植豌豆。 但是小麥和大麥呢? “我無法想象他們穿過田地說,這是小麥,這是大麥。 這看起來非常困難。”</p>
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<p>然后他開始意識到為什么農民將混合物視為單一作物。 女人們開始告訴他,她們用它來制作面包、啤酒、injera(一種酵母煎餅)和 kollo(一種由烤谷物、豆類和油籽制成的流行小吃)。 小麥和大麥一起種植,一起收獲,一起準備和食用。</p>
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<p>“我們馬上就在想,小麥和大麥]的比例必須逐年變化。”Ruelle 說。 “這是一個不斷發(fā)展的響應實體。 就其本身而言,它在農民的控制之外運作,以應對發(fā)生的任何情況。”</p>
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<p>例如,如果一場不尋常的大雨摧毀了一半的植物,那么仍然站立的植物很好地適應了這場降雨事件,博士生兼該論文的合著者 Anna DiPaola 說。 “大自然正在給農民反饋,并說,‘這適應得很好。 再次種植這個。'”</p>
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<p>Ruelle 說,如果干旱使小麥今年表現不佳,那么抗旱性更強的大麥將彌補這一損失并提高產量。 “所以無論如何,你都可以用這個做面包。”</p>
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<p>McAlvay 發(fā)現農民在格魯吉亞國家的研究中稱贊這種好處。 2022 年夏天,他們第一次在那里進行實地考察時,他與一位正在種植小麥和大麥混合物的牧師交談,他將小麥和大麥用于圣禮和教堂宴會。 “他說,‘如果一個失敗了,至少我們還有另一個。’翻譯者使用了與埃塞俄比亞翻譯者使用的完全相同的詞。 我想,‘哇,這是一種現象。’”McAlvay 說。</p>
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<p>混合物中的比例每年都在變化,自動適應當前的生長條件。 McAlvay 說,如果一個地區(qū)變得越來越干燥,小麥就不會長得很好,而農民為下一次播種保留的種子將自動包含更少的小麥和更多的大麥。</p>
<p><br />“它比進化更快。 如果你只有一個弱品種,你需要很長時間才能適應。”他說。 “但如果你有多個物種和多個品種,這些轉變就會非常迅速地發(fā)生。”</p>
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<p>這種能力使混養(yǎng)成為應對氣候變化的完美策略——尤其是因為它們比其他混養(yǎng)更容易擴展。 需要新的機器來收割一起種植的豆類和玉米。 “但我們長期以來一直擁有收獲這些谷物的技術。”麥卡爾維說。</p>
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<p><strong><span class="h1">此外,研究人員一直在鼓勵農民</span></strong></p>
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<p>以適應未來的平均條件,無論是溫暖還是干燥,Ruelle 說。 “但我更擔心的是天氣變得越來越多變,農民不得不應對一個非常炎熱的年份然后一個非常涼爽的年份,或者一個晚季接著一個早季。”他說。 “我聽埃塞俄比亞的農民說,我不知道該怎么辦——現在的天氣變幻莫測。”</p>
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<p>他說,馬斯林可以幫助農民在更廣泛的條件下茁壯成長。 “我們正在提高人們對幫助農民應對變化的本土系統(tǒng)的認識。”</p>
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<p><strong><span class="h1">古代攻略</span></strong></p>
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<p>疾病生態(tài)學家和農業(yè)生態(tài)學家艾莉森鮑爾是該論文的合著者,也是生態(tài)學和進化生物學以及科學技術研究的教授,她說盡管曾經如此普遍,但人們對播種 maslins 的策略知之甚少。 文理學院。 Ruelle 和 McAlvay 是她實驗室的博士后。</p>
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<p>Power 在作為委員會顧問閱讀 Ruelle 的論文之前并沒有遇到這個概念,盡管她自 1980 年代初以來一直在該領域工作。 “我說,'他們做什么?'”鮑爾回憶道。 “最讓我驚訝的是它可以追溯到很久以前,而且這種做法如此普遍,以至于它在世界上的幾個地方一直延續(xù)到今天,”她說。 “我們大多數人都在農業(yè)生態(tài)學界——這不是我們所知道的。”</p>
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<p>她認為亞的斯亞貝巴大學民族植物學教授 Zemede Asfaw 幫助康奈爾團隊和其他人理解了這種做法。 研究人員說,雖然現在可能還不知道,但它們很可能在野外一起生長,并構成了新月沃土的農業(yè)基礎。 McAlvay 說,有證據表明,在這些作物被馴化之前,人們已經種植了多種野生品種。 野生單粒小麥和野生二粒小麥生長在一起,野生大麥、野生黑麥和野生燕麥也是如此。 “我和一些以色列科學家談過,他們說他們永遠找不到沒有野生大麥的野生小麥,”麥卡維說。 “這些谷物共同進化了數千年。”</p>
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<p>除了人類食物外,maslins 還被廣泛用作牲畜飼料; 至少從 1889 年開始,北美就開始種植大麥-燕麥、燕麥-黑麥和燕麥-小麥混合物。</p>
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<p>Maslins 從 18 世紀開始失寵——不是因為它們不起作用,而是因為收割設備的機械化和科學農業(yè)鼓勵農民種植統(tǒng)一類型的谷物,為工業(yè)化食品工業(yè)生產統(tǒng)一的產品。</p>
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<p>但這種做法今天在厄立特里亞、印度、格魯吉亞、希臘和埃塞俄比亞仍在繼續(xù)。 在蘇丹,農民在預計會發(fā)生洪水的地區(qū)混合種植水稻和高粱; 水稻種植在洪水泛濫的地區(qū),而高粱則種植在干旱地區(qū)。</p>
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<p>除了適應氣候的好處外,與單一作物相比,maslins 的產量更高、更穩(wěn)定、更耐旱、更能抵抗害蟲和雜草。</p>
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<p>這是因為許多類型的植物對壓力條件的反應不同。 植物的不同特征,如高度和根深,以及不同的生態(tài)作用意味著植物互補而不是競爭地生長,并且比單一作物更有效地利用光和地下資源。</p>
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<p>在田間試驗中,厄立特里亞小麥和大麥的混合物比單獨種植的小麥和大麥分別高出 20% 和 11%,并且每單位面粉產量高于單獨種植大麥。</p>
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<p>鮑爾說,關于 maslins 的許多問題仍然存在。 maslins 是否比單一栽培提供更好的營養(yǎng)? Maslin 組件能否用于跟蹤環(huán)境趨勢? 生態(tài)機制如何支持雄獅的表現?</p>
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<p>“我們想要做的是通過實驗來測試這些概念,這些概念可能對我們在論文中提出的所有方式都有用,”鮑爾說。</p>
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<p>由于 COVID-19 大流行和那里的政治沖突,埃塞俄比亞的實地工作已被擱置。</p>
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<p>因此,該團隊開始在離家更近的地方——紐約弗里維爾的一個小型康奈爾研究農場——測試他們的理論。</p>
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<p><span class="h1">為蚜蟲祈禱</span></p>
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<p>Anna DiPaola 打開她的筆記本電腦,打開了一個 PowerPoint 演示文稿,這將成為她博士論文的第一章。 她制作了一張幻燈片,展示了在弗里維爾的試驗農場種植的 66 塊 2×2 米的不同品種和組合的大麥和小麥。 “我想在北美的土地上播下北美的種子,看看這個概念在這里是否站得住腳。”她說。</p>
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<p>作為 Power 實驗室的成員,她正在測試小麥和大麥的不同組合是否會更能抵抗大麥黃矮病毒,這種病毒會影響重要的經濟作物大麥、燕麥、小麥、玉米、黑小麥和水稻。 該病毒可使植物的葉子變黃、根部發(fā)育不良、種子發(fā)育延遲、產量降低并增加植物對真菌的易感性。蚜蟲攜帶病毒并在吸食植物的汁液時將其傳播給植物。 “大多數農民不希望蚜蟲攻擊他們的作物。”DiPaola 說。 “我在為蚜蟲祈禱。”</p>
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<p>她工作的見解將有助于該團隊即將在格魯吉亞和埃塞俄比亞進行的研究。</p>
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<p>目標是詢問農民如何以及為什么種植 maslins,收集種子和檢驗假設。 他們將進行營養(yǎng)分析,以了解微量營養(yǎng)素是否會因種植單一作物而流失。</p>
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<p>“對許多人來說,這是飲食的很大一部分。”麥卡爾維說。 “所以,如果你不種黑大麥、紅小麥,只種白小麥,你是不是突然缺少了鐵或其他一些化合物? 埃塞俄比亞已經存在一個大問題,即微量營養(yǎng)素缺乏的隱性饑餓問題。”</p>
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<p>他們正在研究 maslins 是否可以提供更多與氣候變化相關的好處。</p>
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<p>與單一栽培相比,maslins 可能會產生更多的生物量 - 并且比單一栽培吸收更多的碳 - 因為它們利用了土壤中不同的養(yǎng)分和水平。</p>
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<p>“令我興奮的是,小麥是世界上種植面積第三大的作物,種植面積達數百萬公頃,”麥卡爾維說。 “如果你將大片小麥轉化為小麥和大麥,你實際上可以有所作為。”</p>
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<p>注:本文由院校官方新聞直譯,僅供參考,不代表指南者留學態(tài)度觀點。</p>
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