Agr.Forest.Meteorol丨大豆大规模替代玉米对欧洲缺水的影响

论文内容

研究背景：

欧盟每年从美国和南美进口约30公吨大豆，这些大豆主要用于牲畜饲料。然而，日益增长的环保意识揭示了一个问题：这些进口大豆促进了南美洲稀树草原和森林向农业用地的转变。此外，美国的大豆生产主要依赖于转基因品种。与此同时，消费者对于在环保条件下生产的大豆的需求正不断增长，这一需求可以通过提升欧盟国内的大豆产量来满足。值得注意的是，虽然目前欧盟内部生产的大豆只占其总消费量的3%，但在过去二十年间，欧盟的大豆产量实现了显著增长。例如，在2007-2009年间，欧盟27国的大豆年产量不足1公吨，而到了2015-2021年间，这一数字达到了2.4至2.9公吨。同期，大豆种植面积也从约0.3至0.4万公顷增加到4.0至8.0万公顷。作为欧洲绿色协议的核心部分，欧盟在Farm0Fork战略框架下支持扩大大豆和其他豆科作物的种植，旨在到2022年实现欧盟农业气候中和，并且考虑到欧盟境外对气候系统的影响。

最近的一项研究，展示了在欧洲国内大幅增加大豆产量的可能性，以满足欧洲当前需求的至少一半。扩大大豆种植可能带来环境和农业上的益处。作为一种固氮植物，将大豆纳入作物轮作体系可能减少氮肥的使用，并提高后续作物的产量。然而，大豆种植的潜在缺点在于其较高的水需求，这可能导致农业灌溉用水增加，或降低农田地下水的补给。对大豆种植面积扩大对欧洲水循环的影响还需进一步评估，以便全面理解减少欧洲大豆缺口的潜在利与弊。在欧盟，农业平均占用四分之一的用水量，但在南部国家和夏季，农业成为主要水资源消费者。夏季是农作物灌溉需求最高的时期，但此时地表水的可利用量却最低。欧盟的环境政策旨在保护可再生淡水资源的数量和质量，因此应避免过度灌溉。另一方面，欧洲大豆灌溉的农艺效益也有所体现。例如，在德国，补充灌溉可以使大豆产量增加约40%。因此，减少欧洲大豆缺口的策略可能需要考虑与强化灌溉相结合的方法。本研究旨在分析欧洲大豆种植扩张对作物缺水、灌溉需求和可再生淡水资源的潜在影响。

研究内容：

本研究目的旨在:研究调查了欧盟大豆种植面积增加对蒸散量 (ET)、缺水和灌溉需求的潜在影响。研究关注用大豆替代玉米的后果，因为这两种作物的种植期相似且需水量高，实施了一个简单、完善的作物水分模型，该模型将作物水分亏缺 (ETd) 估计为模拟潜力 (ETc) 和实际 (ETa) ET 之间的差异。从 2001 年到 2020 年在欧盟范围内应用了这个模型，使用了每日参考蒸散和降水、土壤水文特性以及三种不同作物日历的数据。

研究结论：

本研究结论:玉米转大豆将导致整个欧盟第一季平均 ETd 增加 49.0 ± 22.1 毫米。在法国、意大利、匈牙利和罗马尼亚这四个国家，大部分额外的大豆产量将被分配，随着 ETc 的增加或减少，作物水分亏缺将比玉米平均增加 21-34%。ETa 的减少主要是由于假设大豆的根部深度较短，而最近的经验结果表明，这两种作物实际上可能具有相当的根部深度。对玉米和大豆使用相同的根部深度，模拟的 ETd 平均增量仅为 28.2 ± 18.3 mm season−1。我们的结果对作物日历的选择很敏感，较晚的播种日期会减少 ETd。

期刊信息

期刊：Agricultural and Forest Meteorology

影响因子（2022）：6.2

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转自：“农科学术圈”微信公众号

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