通過采用改進(jìn)的養(yǎng)分、水和土壤管理方法，一些非洲國家的農(nóng)民能夠?qū)⒛臼淼漠a(chǎn)量提高一倍甚至三倍，木薯是非洲產(chǎn)量最大的經(jīng)濟(jì)作物，也是當(dāng)?shù)孛朗车闹匾M成部分。(照片：M. Zaman/原子能機(jī)構(gòu))

非洲最重要的糧食安全作物之一是木薯，這是一種每天約有 5 億人食用的根類蔬菜。非洲每年生產(chǎn)近2億噸木薯，約占世界總產(chǎn)量的60%。然而，由于氣候變化、水資源短缺和土壤肥力下降，整個(gè)非洲大陸的木薯產(chǎn)量受到不利影響，導(dǎo)致許多人面臨糧食短缺和營養(yǎng)不良。國際原子能機(jī)構(gòu)和聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織(糧農(nóng)組織)的專家正在努力通過分享可持續(xù)和高效的養(yǎng)分、水和土壤管理實(shí)踐，幫助非洲農(nóng)民減輕氣候變化的影響。

“得益于我們?cè)谶@里獲得的有關(guān)氣候智能型農(nóng)業(yè)實(shí)踐的知識(shí)，我們現(xiàn)在對(duì)木薯生產(chǎn)有了更多的了解和更好的裝備，并希望利用這些知識(shí)來提高我們的產(chǎn)量，”來自尼日利亞的農(nóng)民 Misses Unu 說道。收割后，他坐在地里，看著成堆的大木薯根。他和十幾個(gè)非洲國家的許多其他當(dāng)?shù)剞r(nóng)民參加了原子能機(jī)構(gòu)/糧農(nóng)組織聯(lián)合中心在原子能機(jī)構(gòu)核科學(xué)與應(yīng)用部開展的實(shí)地示范試驗(yàn)。目的是培訓(xùn)他們利用核及相關(guān)氣??候智能型農(nóng)業(yè)技術(shù)種植更多、質(zhì)量更好的木薯。這些試驗(yàn)于 2021 年至 2023 年進(jìn)行，并將繼續(xù)在多個(gè)國家進(jìn)行。

木薯是一種淀粉類根類蔬菜，看起來像紅薯。它是熱帶地區(qū)僅次于大米和玉米的第三大熱量來源。16世紀(jì)，葡萄牙商人首次將其從巴西帶到非洲，多年來，它已成為非洲大陸產(chǎn)量最高的經(jīng)濟(jì)作物，深深融入當(dāng)?shù)孛朗场淖置嫔峡矗@種作物的每個(gè)部分都可以使用。葉子富含蛋白質(zhì)，根可以煮、蒸、炒、切成片或制成淀粉、面粉或動(dòng)物飼料。木薯也相對(duì)容易生長(zhǎng)，因?yàn)樗芎芎玫剡m應(yīng)惡劣的環(huán)境條件，包括高溫和干旱。由于其耐寒性，農(nóng)民常常認(rèn)為種植木薯不需要施用養(yǎng)分和水，但幾年后，這會(huì)導(dǎo)致養(yǎng)分流失和作物生產(chǎn)力低下。

為加強(qiáng)糧食安全并增加木薯農(nóng)民收入，原子能機(jī)構(gòu)與非洲當(dāng)?shù)匮芯繖C(jī)構(gòu)和農(nóng)民協(xié)會(huì)合作，于2020年啟動(dòng)了技術(shù)合作項(xiàng)目。通過應(yīng)用由糧農(nóng)組織/原子能機(jī)構(gòu)糧食和農(nóng)業(yè)核技術(shù)聯(lián)合中心專家制定的養(yǎng)分、水和土壤管理做法，一些非洲國家的農(nóng)民能夠?qū)⒛臼懋a(chǎn)量提高一倍甚至三倍。

核科學(xué)為最佳農(nóng)業(yè)實(shí)踐提供線索

作為該項(xiàng)目的一部分，非洲的研究人員和農(nóng)民接受了核技術(shù)應(yīng)用于木薯生產(chǎn)的培訓(xùn)。為了健康的植物形成、生長(zhǎng)、光合作用和新陳代謝，木薯需要 17 種必需營養(yǎng)素，特別是特定比例的氮、鉀和磷。

土壤中缺乏這些養(yǎng)分會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量低下，而過量施用含有這些養(yǎng)分的肥料會(huì)污染地表水和地下水，并增加溫室氣體的排放。同位素技術(shù)可以幫助評(píng)估植物對(duì)添加肥料的吸收，并跟蹤它們?cè)谕寥馈⒅参铩⑺痛髿庵械囊苿?dòng)。

“核科學(xué)幫助我們更好地了解木薯所需的確切營養(yǎng)量，并幫助農(nóng)民在植物生命周期的正確階段以最有效的方式施肥，”糧農(nóng)組織/國際原子能機(jī)構(gòu)聯(lián)合中心的土壤科學(xué)家穆罕默德·扎曼說。

通過原子能機(jī)構(gòu)技術(shù)合作計(jì)劃提供的培訓(xùn)還包括使用氮 15(15 N??)測(cè)量肥料使用效率的同位素技術(shù)和宇宙射線中子傳感器，這有助于精確確定木薯生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分和水分。“通過這些方法收集的數(shù)據(jù)可以指導(dǎo)農(nóng)民如何更有效地施用養(yǎng)分和水，以盡量減少浪費(fèi)，”扎曼補(bǔ)充道。

氣候智能型農(nóng)業(yè)農(nóng)民指南

中非共和國的一位農(nóng)民正在運(yùn)輸收獲后的木薯塊莖。(照片：M. Zaman/原子能機(jī)構(gòu))

通過應(yīng)用氣候智能型農(nóng)業(yè)實(shí)踐，可以顯著提高木薯產(chǎn)量。例如，約 13% 的產(chǎn)量提高來自種植清潔健康的根插條，17% 來自提高土壤肥力，16% 來自控制病蟲害。

為了幫助農(nóng)民取得更好的成果，糧農(nóng)組織/國際原子能機(jī)構(gòu)糧食和農(nóng)業(yè)核技術(shù)聯(lián)合中心的專家制定了分步生產(chǎn)指南，其中包括有關(guān)選擇改良木薯品種、準(zhǔn)備種植材料、管理土壤和水資源、施用肥料和養(yǎng)分、控制昆蟲、病蟲害以及收獲和收獲后加工的信息。

隨后，為布隆迪、中非共和國、加納、尼日利亞和盧旺達(dá)的農(nóng)民舉辦了幾次關(guān)于應(yīng)用這些方法和農(nóng)場(chǎng)試驗(yàn)的培訓(xùn)課程。

在加納，木薯是最重要的主糧作物。其產(chǎn)量約占農(nóng)業(yè)GDP的22%，雇用了70%以上的農(nóng)民，使該國成為非洲最大的五個(gè)木薯生產(chǎn)國之一。這種蔬菜傳統(tǒng)上由小農(nóng)種植，他們用它來準(zhǔn)備各種傳統(tǒng)的木薯菜肴，包括 fufu、木薯面團(tuán)或 banku(木薯和玉米面團(tuán)的混合物)。

加納的平均產(chǎn)量為每公頃 14 至 21 噸。通過技術(shù)合作項(xiàng)目，應(yīng)用原子能機(jī)構(gòu)和糧農(nóng)組織糧食和農(nóng)業(yè)核技術(shù)聯(lián)合中心推薦的氣候智能型農(nóng)業(yè)實(shí)踐，幫助將產(chǎn)量提高了兩倍以上，具體取決于農(nóng)業(yè)地點(diǎn)、有機(jī)和農(nóng)業(yè)作物的品種和數(shù)量。施用化學(xué)肥料。田間示范試驗(yàn)顯示，產(chǎn)量從每公頃約 20 噸增加到 70 噸以上。

其他國家也觀察到類似甚至更高的結(jié)果。在布隆迪，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)每公頃產(chǎn)量約為 12 噸，核方法的產(chǎn)量超過 37 噸。在盧旺達(dá)，采用氣候智能型農(nóng)業(yè)將產(chǎn)量從不到 15 噸增加到近 62 噸。在中非共和國，田間試驗(yàn)的收獲量約為 50 噸，而平均產(chǎn)量為 10 噸。

木薯有助于創(chuàng)收、創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)并保障數(shù)百萬非洲人的糧食安全。國際原子能機(jī)構(gòu)非洲技術(shù)合作司司長(zhǎng)肖卡特·阿卜杜勒拉扎克表示：“國際原子能機(jī)構(gòu)將繼續(xù)幫助各國應(yīng)用核科學(xué)強(qiáng)化農(nóng)業(yè)技術(shù)種植木薯，以加強(qiáng)非洲大陸的經(jīng)濟(jì)、刺激發(fā)展和加強(qiáng)糧食安全。”