弗吉尼亞州的農民檢查他們的免耕耕作方式的結果。 （USDA）， CC BY
根據2015巴黎協議，各國承諾將全球平均氣溫上升至2C以下，高於工業化前水平，並努力將這一增幅縮小至1.5C。 為了實現這些目標，我們不僅要停止增加溫室氣體排放，還必須從大氣中吸取大量二氧化碳（CO2）。
最簡單，最具成本效益和環保效益的方法就在於我們的腳下。 我們可以 農場碳 將其儲存在我們的農業土壤中。
土壤傳統上富含碳。 它們可以含有多達5％（重量）的碳，以土壤有機質的形式 - 在不同分解階段的植物和動物物質。
但隨著現代農業技術的引入，包括犁，土壤有機質含量下降了一半 世界上很多地方，包括 加拿大的一部分。 這種碳一旦儲存在地下，現在在大氣層和海洋中被發現為CO2，並導致全球變暖。
在土壤中發現的有機化合物是將土壤顆粒固定在一起並有助於土壤結構的膠水。 像建築物的牆壁一樣，這種結構創造了開口和通道，允許土壤傳導和儲存水，包含空氣，抵抗土壤侵蝕，並為土壤生物提供棲息地。
耕作打破土壤聚集體，讓微生物吃掉土壤中的有機化合物。 在短期內，增加的微生物活動釋放養分，提高作物生產力。 從長遠來看，結構的喪失會降低土壤保持水分和抵抗侵蝕的能力。 最終，作物生產力下降。
我們怎樣才能製造土壤有機質？
首先，我們需要減少對土壤的干擾。 免耕和減耕方法的出現使我們能夠增加土壤的碳含量。
免耕和直播方法將種子直接放入土壤中，最大限度地減少與苗床準備相關的干擾。 缺乏干擾使得以前作物的根和作物殘留物形成土壤有機質。 它減少了土壤中已經存在的土壤有機質的降解。
在加拿大，我們已經從減少耕作中受益。 在大草原，免耕農業從1990早期不到5％的土地面積增加 在50中幾乎達到2006％.
加拿大東部的情況有點複雜。 該地區的土壤類型和氣候使土壤有機質的建設變得不那麼容易。 在Dalhousie's 大西洋土壤健康實驗室，我們正在探索各種種植方法的潛力，以增加加拿大大西洋土壤中的土壤有機質含量。 雖然儲存碳的潛力可能不如加拿大西部那麼大，但由於有機質含量極低，土壤有機質含量增加的好處要大得多。
其次，我們可以使用更多樣化的輪作。 飼料作物 - 如草，三葉草和苜蓿 - 以廣泛的根系滲入土壤，導致土壤有機質的形成。 由根系較差的作物（玉米，大豆）主導的短輪作用不能有效地建立土壤有機質。
農民還可以通過在土壤中添加動物糞肥，堆肥，林業殘餘物（木屑）或生物固體等有機改良劑來建立土壤有機質。
使用適量的肥料也很重要。 肥料可以改善植物生長，導致更大的根系，並在作物的未收穫部分向土壤中添加更多的植物物質。 然而，過多的氮肥會導致強大的溫室氣體一氧化二氮的產生，並抵消土壤有機質形成增加的好處。
農民需要經濟激勵
項目虧損一個研究全球變暖解決方案的非營利組織，估計全球變暖 農田恢復 （建立土壤有機質）可以去除14 gigatones（十億噸）的CO2。
這會降低大氣壓下的CO2 400百萬分之一 - 數百萬年未被曝光的水平 - 同時開發更肥沃，更有彈性的土壤，為未來幾年的人們提供食物，保持森林完好無損。
這些方法似乎是明顯的解決方案 他們為什麼沒有被更廣泛採用？ 簡短的回答是經濟學。
降低CO2和建立土壤有機質的好處已經持續了數十年。 但與這些做法相關的成本往往在短期內沒有增加回報。
農民經常根據短期經濟壓力和政府政策做出決策。 改善土壤管理是一項公益事業。 我們需要經濟工具和短期激勵措施，鼓勵生產者採用這些做法，造福所有人。
關於作者
教授大衛伯頓 達爾豪西大學
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