加纳北部农民土壤肥力认知与田间管理实践的关联性研究及其对可持续农业的启示

【字体: 时间:2025年06月11日 来源:Geoderma Regional 3.1

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  为探究撒哈拉以南非洲可持续土壤管理策略,研究人员针对加纳北部300个农田开展案例研究,通过土壤理化分析(pH(H2 O)、CEC等)结合农户访谈,揭示农民对土壤肥力的认知指标(如pH、总氮)如何影响经济作物(花生、木薯)种植决策,发现有机改良措施在低肥力田块的优先应用规律,为区域精准农业提供科学依据。

  

在撒哈拉以南非洲地区,土壤退化正严重威胁着粮食安全。尽管该地区80%的农业依赖小农户经营,但农民对土壤肥力的传统认知与现代科学管理之间仍存在巨大鸿沟。加纳北部作为典型旱作农业区,长期面临土壤酸化、养分耗竭等问题,而农民基于经验作出的种植决策可能进一步加剧土地退化。理解本土知识体系与科学土壤评价的关联性,成为实现可持续农业的关键突破口。

《Geoderma Regional》刊载的这项研究,通过系统分析加纳北部60个社区300个农田的土壤样本与农户调查数据,首次量化验证了农民对土壤肥力分级(肥沃/普通/低肥/贫瘠)与9项理化指标的相关性。研究发现,被农民判定为肥沃的土壤具有显著更高的pH(H2
O)、pH(KCl)、电导率(EC)、总氮(TN)、总碳(TC)、钙(Ca)、钾(K)、镁(Mg)及阳离子交换量(CEC)。尤为重要的是,2019-2020年作物追踪显示,花生、大豆、木薯等经济作物完全回避了农民认定的贫瘠土壤,而有机改良措施(尽管整体应用率仅12.7%)主要集中于低肥力地块。

研究采用多学科交叉方法:1) 网格法采集300个农田表层(0-20cm)土壤进行实验室理化分析;2) 半结构化访谈记录农民对土壤的视觉/触觉判断指标(如颜色、结壳性);3) 作物种植档案追踪;4) 统计学方法(ANOVA、主成分分析)建立认知与理化参数的关联模型。

主要发现包括:

  1. 认知分级与科学参数的对应性:农民通过"黑土松软"等经验标准划分的肥力等级,与实验室测定的pH值(H2
    O均值6.2 vs 贫瘠土4.9)、CEC(12.4 cmolc
    /kg vs 7.8 cmolc
    /kg)等9项指标呈显著正相关(p<0.01)。
  2. 经济作物的选择性分布:贫瘠土壤中经济作物完全缺席,而玉米等耐瘠作物占比达83%,揭示农民通过风险规避策略实现有限资源优化配置。
  3. 有机改良的靶向应用:虽然整体施用率低,但72%的有机肥集中于农民认定的低肥力地块,显示本土知识体系对资源分配的指导价值。

该研究证实了传统生态知识(TEK)在土壤评价中的科学有效性,为开发"农民-科学家"协同的土壤管理工具奠定基础。作者建议将pH、土壤颜色等易感知指标纳入推广教育,同时优化基于本土认知的有机改良策略。这些发现对实现联合国可持续发展目标(SDGs)中的"零饥饿"和"陆地生命"目标具有直接贡献,尤其为资源有限地区提供了低成本精准农业的实践范式。论文特别强调,忽视农民认知的土壤管理政策可能导致技术推广失败,未来研究需加强本土知识与现代科学的融合创新。

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