農業：低い環境コストで多くの穀物を生産する

農業は、環境コストを低減しながら収量を増加させることで世界の食糧確保を図るという難問に直面している。今回我々はこの難問に取り組むため、中国のイネ、コムギおよびトウモロコシ生産の主要な農業生態学的地域を網羅する計153場所・年の圃場実験を実施した。作物の生態生理学と土壌の生物地球化学に関する現在の情報に基づく一連の総合的土壌–作物システム管理法によって、イネ、コムギおよびトウモロコシの平均収量は、窒素肥料を全く増やさなくても、それぞれ7.2 Mg ha⁻¹、7.2 Mg ha⁻¹および10.5 Mg ha⁻¹から、8.5 Mg ha⁻¹、8.9 Mg ha⁻¹および14.2 Mg ha⁻¹（単位は全てメガグラム/ヘクタール）に増加した。モデルシミュレーションおよびライフサイクルアセスメントから、反応性窒素の損失量および温室効果ガスの放出量は、総合的土壌–作物システム管理によって大幅に減少することが明らかになった。中国の農業界が2030年までに、2012年と同じ作付面積でこの処置の80％に相当する平均穀物収量を達成することができれば、中国のイネ、コムギおよびトウモロコシの総生産量は、ヒトによる直接消費の需要と大幅に増大した家畜飼料の需要を十二分に満たすものとなり、集約農業の環境コストも低減させると考えられる。

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