农业和生态学可能完美结合

【美国《大众科学》月刊８月号文章】题：替代农业（作者唐·斯托弗）
按照现代农业的传统观点，农民们坐在装有空调的驾驶室中听激光唱片，卫星则控制着他们闪闪发亮的机械在田里往来穿梭。在遗传学家韦斯·杰克逊看来，拖拉机和犁应当闲置在库房里，而不是在田里扬土。杰克逊是在农场长大的，他创立了自然系统农业这一革命性概念。这种农业又叫长期多种耕作，它提出用无需年复一年重新种植的多年生作物取代目前的玉米、小麦和大豆这类一年生作物。杰克逊说，自然系统农业不仅能够防止表土受到侵蚀这类问题，还能够恢复曾经覆盖美国中西部地区如今已经消失的草地的某些生态功能。
当多数农学家承认农业存在问题的时候，杰克逊说，农业本身就是问题。现代农业通常都需要化肥和除草剂这类化学品，这些物质能够渗入提供饮用水的地下蓄水层。如今，农民们都要依赖消耗矿物燃料的机器，因此，矿物燃料日渐枯竭。耕种需要从河流和水井中抽取灌溉用水，取用这些水源的速度超过了补充的速度。最严重的问题可能是，美国耕地的表层土流失速度超过了其产生的速度：１９９２年，每公顷土地的表层土纯流失量平均在５吨以上。
杰克逊说，所有这些集中表明，我们现在这种生产食物的方法是不能持久的。解决这个问题的办法是把农业和生态学结合起来。他希望科学家们能够通过研究中西部天然大草原的生态循环，学会如何创造一个与之相仿的人造产粮草原。
为了推广可持续农业的观念，杰克逊在１９７６年创建了堪萨斯州萨利纳土地研究所。这家非营利性机构自１９７８年以来一直在从事多年生谷物的研究。在最近的研究项目中，该机构的生态学家正在对４种多年生高产植物进行实验，这４种植物代表了在野生草场上的４类结种子的植物。
为什么要模仿草场呢？因为这是一个自给自足的系统，它不仅能够维持自身的健康，经过一段时间后甚至还能够使土层增厚。那里的高杆草有发达的根系，这些根系把土壤固定下来并存住水分。随着根的逐渐腐烂，微生物把它们转化成富含营养物质的有机物。
农业研究所下属的艾奥瓦州埃姆斯全国土地耕作实验室的科学家辛西娅·坎巴德拉认为，高草草原土壤中发现的微生物分泌一种类似黏液的“生物胶”，这种“生物胶”把小块的土壤粘合在一起。耕作会把这些土块弄散并使其中储存的营养物质释放出来，这些营养物质在农民播种之前就会被沥滤出去。天然系统农业能够帮助把营养、水分和土壤保存在需要的地方。
杰克逊还为研究中心选好了地点，那就是堪萨斯州弗林特丘陵８０００公顷从未被耕作过的高草草原。杰克逊说，有必要建立这样一个中心，因为我们面临一系列挑战：培育或者利用遗传工程创造出产量与一年生作物相同的多年生作物；研究对付杂草和害虫的办法，这些杂草和害虫可能会侵害多年生作物；确保这些作物能够把足够的氮固定在土壤中而不再需要施肥。杰克逊估计，这项工作可能需要２５年的时间，费用则超过１亿美元。
美国农业部负责研究、教育和经济的代理副部长凯瑟琳·沃特基把多年生作物称作“一个令人着迷的概念”，但是这个概念“需要相当的研究和开发”。