減少耕作使作物產量和土壤有機碳含量大幅上升

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農學報導

減少耕作使作物產量和土壤有機碳含量大幅上升

刊登日：114/12/01

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文章來源 : 農業科技決策資訊平台 2025-12-01

　　美國南達科他州立大學（SDSU）農學系研究團隊分析2000至2021年數據發現，美國中西部四州（南達科他、愛荷華、明尼蘇達、內布拉斯加）的玉米年產量每年增長超過2英斗/英畝，大豆則增長0.5英斗/英畝。因此，研究團隊希望釐清耕作強度、土壤健康與作物產量間的動態關係，並驗證「減耕—碳封存—產量提升」的正向循環假說。

　　研究團隊採用長期追蹤與大數據分析，整合南達科他州21年間65萬筆土壤樣本數據，以及跨四州1,240萬筆樣本的碳儲量計算。研究比較1987至2017年間土壤侵蝕率變化，並結合氣象與產量紀錄，建立土壤有機碳、耕作強度與產量的關聯模型。另外，亦透過田間試驗驗證氮肥減量25%對產量的影響，並比對1974與2012年乾旱事件的經濟衝擊差異。

　　研究發現減耕使美國中西部土壤侵蝕率下降14.3%至31.5%，地表6英吋土壤在21年間封存12.4億公噸碳。土壤有機質提升促使氮肥使用量減少25%而不影響產量，且抗旱能力顯著增強，例如2012年嚴重乾旱對南達科他州農業的經濟衝擊比起1974年約有11億美元的緩解。研究更證實「碳封存—蓄水能力—產量增長」的正向回饋循環持續作用，尚未觀察到碳飽和現象。

　　此項研究發表在2025年《Scientific Reports》期刊，研究貢獻在於為減耕農業提供強力實證，確立土壤健康與經濟效益的雙贏路徑。成果證實減少耕作不僅是環保措施，更是提升產量與抗逆性的關鍵策略。研究數據有助修正農業政策，鼓勵農民採用覆蓋作物與免耕系統，同時為碳權交易市場提供科學計量基礎。長期而言，這套模式有助於降低農業碳排放，緩解極端氣候對糧食安全的威脅。