银娱优越会线路系统农业研究小组
我们不仅仅只是提高当前银娱优越会线路实践的效率。我们的目标是重新设计银娱优越会线路系统,“使它们在生态的基础上发挥作用”。该小组的研究重点包括:长期银娱优越会线路生态实地研究;参与式有机作物生产和作物育种;将多年生植物和景观多样性融入生产;作物-牲畜一体化;精准银娱优越会线路生态学;和热带保护性银娱优越会线路。
当前研究项目
加拿大参与式植物育种计划
加拿大参与式植物育种计划是农民、植物育种者和研究人员之间的合作,沿着专门针对有机作物生产的育种渠道进行。 PPB 计划重点关注的主要作物是小麦、燕麦和土豆。主要活动于 2011 年至 2020 年期间进行,资金来自加拿大有机科学集群 II 和 III 以及 Bauta Family Initiative for Canadian Seed Security。合作植物育种家包括 Stephen Fox 博士(小麦)、Jennifer Mitchell-Fetch 博士(燕麦)、Anne Kirk(小麦)、Benoit Bizimungu 博士(马铃薯)和 Duane Falk 博士(马铃薯)。目前,我们愿意为感兴趣的农民增加小麦和燕麦种子,并将表现最好的小麦基因型纳入 Glenlea 长期轮作试验。
我们还向食品科学领域的 Malalgoda 博士提交了表现最好的基因型,以测试群体的烘焙质量。
最后,我们通过 UM 生成的原始 PPB 程序中的早期小麦杂交创建了一个“进化群体”。加拿大各地的十名农民收到了少量资金,可以在自己的农场上开始自己的进化种群!
首席研究员:博士。米歇尔·卡克纳和马丁·恩茨博士
资助者:Jarislowsky 银娱优越会线路系统农业主席。
利用交通带提供的生物氮控制交通银娱优越会线路
向草原有机作物提供生物氮的传统方法是每第三年或第四年轮作种植绿肥覆盖作物。在这里,我们还利用 25% 的耕地来生产生物氮,但使用了不同的田地几何布局,这可能会产生额外的协同效益。这个“概念验证”项目以前硕士生 Matthew Wiens 的工作为基础,他研究了覆盖物转移在有机小麦生产中的作用(Wiens, M.J.、Entz, M.H.、Martin, R.C. 和 Hammermeister, A.M., 2006。苜蓿覆盖物应用于有机管理春小麦的农艺效益。Can J Plant Sci 86:121-131)。在这里,我们通过在豆科植物带之间种植农作物来操作该系统,然后使用豆科植物带向耕作系统提供氮(见下图)。通过这种方式,四分之一的田地用于生产耕作作物的氮,类似于传统的有机系统。豆科植物带也是机械交通区。该项目的这一部分仍在进行中,因为并非我们所有的设备都针对间距进行了设置。将来,我们可能会使用专为耕作系统中的受控交通银娱优越会线路而建造的更新的田间设备(例如,Nexat © 系统 https://www.nexat.de/en/the-system/)。我们假设因为豆类交通区包括
对于多年生植物,机械压实会减少。此外,多年生带可以作为积雪屏障,提供侵蚀控制,以及有益昆虫的栖息地。
首席研究员: 马丁·恩茨博士
合作者:待定
资助者:银娱优越会线路系统农业贾里斯洛斯基主席。
低磷土壤中作物对有机改良剂的反应
磷 (P) 缺乏是加拿大大草原有机农场面临的主要挑战之一。本研究的第一部分研究了不同的有机土壤改良剂(牛堆肥、厌氧消化物、黑水虻粪和兔粪)作为温室条件下贫磷土壤中种植的大豆的磷的替代来源。第二部分评估了 Glenlea 研究中长期磷缓解策略对亚麻磷充足度和 AMF 感染的影响。我有兴趣测试添加粪肥是否可以改善植物在磷组织浓度、磷吸收、AMF 和生物量方面的性能,以及 AMF 的变化是否与植物磷吸收有关。
资助者:NSERC,创建气候智能型土壤
顾问:博士。马丁·恩茨
首席研究员:利蒂西娅·穆昆古
发现水分:干播条件下小麦胚芽鞘长度的未知潜力
较长的胚芽鞘对于干燥条件下的冬小麦和春小麦品种来说是一个有价值的性状。马尼托巴省的农民最近经历了春季和秋季播种条件的干旱,导致林分建立不良,从而限制了小麦产量。本研究的目的是对春小麦和冬小麦胚芽鞘长度的基因型进行表型分析,并检验深播时该性状对重质和轻质土壤质地下出苗速度的影响。
首席研究员:博士。米歇尔·卡克纳
合作者:博士。 Santosh Kumar(AAFC 布兰登)和 Curt McCartney 博士(UM 植物科学)
资助者:加拿大可持续银娱优越会线路合作伙伴关系(马尼托巴银娱优越会线路)和马尼托巴作物联盟
Glenlea 长期有机与传统比较研究
格伦利研究位于第 1 号条约领土内,位于红河梅蒂斯国家的中心地带,于 1992 年开始。每年的谷物和饲料-谷物轮作是在有机和常规管理下进行的。养分回收小区包含在选定的有机处理中,其养分来自牲畜、昆虫和城市来源。三个重复中的每一个都包含一个大草原(本地物种)地块。这一独特的功能使耕作系统可以与银娱优越会线路农业(草原)进行比较,并有助于为未来的“基于银娱优越会线路”的耕作系统奠定基础。从格伦利研究中收集的土壤和植物/谷物样本每年都会存档,可供我们的研究团队或合作者将来进行分析。我们欢迎合作,请随时联系我们!
关于长期研究发挥的特殊作用的一句话:加拿大银娱优越会线路和银娱优越会线路食品部前长期实地研究馆长 Henry Janzen 博士将长期实地研究称为“聆听场所”。也许爱默生说得最好; “岁月所教的很多东西,日子永远不会知道”拉尔夫·沃尔多·爱默生,1844 年。
首席研究员: 马丁·恩茨博士
当前合作者:博士。 Mario Tenuta(密歇根大学土壤科学); 小鹏果阿博士(UM土壤科学); Mervin St. Luce 博士(加拿大银娱优越会线路和银娱优越会线路食品部,Swift Current); Tim Crews 博士(堪萨斯州土地研究所)。
资助者:西方谷物研究基金会;有机科学集群;加拿大农业和农业食品部;草原燕麦种植者协会;谷物磨坊;以及银娱优越会线路系统农业 Jarislowsky 主席。
豆类强度+畜牧业有机轮作试验
有机作物轮作需要豆类或“绿肥”来固定足够的氮,以供应轮作中的非豆类作物(例如小麦、燕麦、亚麻)。然而,这通常需要昂贵的旋转阶段,例如。一年一度的绿肥(Thiessen Martens 和 Entz,2011)或当干草被割掉时会导致过量的磷出口,例如。多年生苜蓿(Carkner et al., 2020)。然而,套作晚季豆类有可能为下一季作物固定足够的氮(Cicek 等人,2014 年),但尚未与间作实践相结合进行研究。
本研究的目的是比较有机谷物生产系统内的氮供应(以及豆类集约化的其他协同效益)。主要问题是豆类集约化与更大的作物多样性相结合是否可以保持有机粮食生产的更高生产力和生态服务。
该试验于 2024 年启动,比较了两种不同的有机轮作处理:在 3 个重复、全阶段设计中的基本系统和高多样性系统:
| 基本系统 | 高多样性系统 |
| 绿肥翻耕(燕麦、豌豆、毛豌豆、地下三叶草) | 燕麦/豌豆粒间作、下毛野豌豆和地下三叶草 |
| 春小麦 | 春小麦,套种红三叶草 |
| 亚麻 | 亚麻/扁豆粒间作 |
2025 年,我们将把羊纳入绿肥(春季和秋季放牧)和小麦(红三叶草)、豌豆-燕麦间作(秋季放牧)中,以研究放牧对养分循环的影响。
首席研究员:博士。米歇尔·卡克纳和马丁·恩茨博士
参与研究人员:索菲亚帕蒂卡
资助者:Jarislowsky 银娱优越会线路系统农业主席。
基于银娱优越会线路的农业促进东非的气候适应能力
加拿大粮食银行指导的一个大型项目正在埃塞俄比亚、肯尼亚、津巴布韦和莫桑比克开展,目标是通过保护性农业、银娱优越会线路再生、保水和重新造林等银娱优越会线路积极做法来恢复受损的景观。我们小组的任务是执行与该项目相关的多项举措:
- 启动实地研究试验,特别关注对银娱优越会线路有益的干预措施,并跟踪对农场规模以及周围景观生物多样性和土壤健康的影响。
- 监控项目,特别关注每个景观提供的生态系统服务。该项目 GIS 部分的首要目标是对过去 30-40 年间每个景观的土地利用和土地变化进行历史检查。在此之后,我们打算使用当前的卫星数据与地面生物多样性和土壤健康测量相结合,以确定哪些做法最有效。
- 提供研究支持并与当地合作伙伴进行有意义的互动
主要研究者:博士。 Martin Entz、Sasha Loewen 博士和 Michelle Carkner 博士
参与研究人员:安德鲁·恩斯、利蒂西亚·穆昆古
资助者:加拿大粮食银行
曼尼托巴省的有机精密蓟跟踪和管理
该项目旨在利用有机银娱优越会线路中无人机和其他遥感技术不断增长的力量和普及程度来进行杂草跟踪和管理。加拿大蓟长期以来一直是有机谷物系统长期管理中面临的最大挑战之一。通过使用详细的航空图像和多光谱数据,我们的目标是为农民提供快速、简单和准确的杂草地图,以实施他们选择的综合杂草管理策略。特别感兴趣的研究是在重蓟地区使用经济作物和覆盖作物的精确播种量来减少蓟斑块的蔓延,从而减少过度使用土壤扰动活动。
首席研究员: 萨沙·洛文博士
合作者:Dilshan Benaragama,马尼托巴省有机协会,众多有机农民
资助者:马尼托巴省有机发展基金
LEAP 项目
LEAP:利用生态系统改变草原银娱优越会线路
有关 LEAP 项目的更多信息,请访问LEAP 网站
首席研究员:博士。马丁·恩茨
研究与合作总监:博士。米歇尔·卡克纳
资助者:银娱优越会线路科学与工程研究委员会 (NSERC)
合作者:萨斯喀彻温大学、加拿大银娱优越会线路福利中心、加拿大银娱优越会线路和银娱优越会线路食品协会、马尼托巴银娱优越会线路部、Keystone Agriculture Producers、全国农民联盟、Ducks Unlimited Canada、Nature United、马尼托巴牛肉生产商、马尼托巴饲料和草原协会。
人
我们工作的地方
选择出版物
参与式植物育种
M.K. 卡克纳和 M.H. 恩茨(2024)。加拿大有机小麦育种与农场选择:使用地方品种和现代亲本的案例研究。加拿大植物科学杂志。
M.K. 卡克纳和 M.H. 恩茨 (2024)。使用稳定性分析确定农民培育的春小麦 (Triticum aestivum L.) 基因型对加拿大有机生产的适应性。植物育种 143, 500–517.Fetch, J. W. M.、Entz, M.、Fox, S. L.、Spaner, D.、Stanley, K.、Carkner, M.、Fetch, T. G.、McCartney, C. A.、Menzies, J. G.、Wang, X.、Ames, N.、Nilsen, K. T.、Burt, A.、Kumar, S.、Hamilton, K. D、绿色、 D.A.、Dyck, W.、Stewart, K. 和 Cormack, B. (2022)。 AAC 孔索尔燕麦。 加拿大植物科学杂志, 102(6), 1225–1231.
Wiebe, L.、Fox, S. L. 和 Entz, M. H. (2017)。有机选择可以提高春小麦的产量效率:初步分析。 加拿大植物科学杂志、97(2), 298–307.
Kirk, A. P.、Fox, S. L. 和 Entz, M. H. (2012)。春小麦有机和常规选择环境的比较。 植物育种, 131(6), 687–694.
农牧业一体化
Nicksy, J.、Amiro, B. 和 Entz, M. (2022)。回收的养分为有机管理的小麦和饲料作物提供磷。 银娱优越会线路生态系统中的养分循环, 123(3), 137–151.
Van Die, M. 和 Entz, M. H. (2022)。仲夏期间有机、草饲生产的年度饲料表现。 加拿大植物科学杂志, 102(3), 566–574.
Nicksy, J.、Amiro, B. 和 Entz, M. (2021)。回收的养分提供磷并提高贫磷土壤上黑麦草的产量。 加拿大土壤科学杂志, 101(3), 565–569.
Nicksy, J. 和 Entz, M. H. (2021)。回收养分作为加拿大有机银娱优越会线路的磷源:前景。 加拿大土壤科学杂志, 101(4), 571–580.
Thiessen Martens, J. 和 Entz, M. (2011)。整合绿肥和放牧系统:回顾。 加拿大植物科学杂志, 91(5), 811–824.
Russelle, M. P.、Entz, M. H. 和 Franzluebbers, A. J. (2007)。重新考虑北美作物-畜牧业综合系统。 农学杂志, 99(2), 325–334.
Gentile, R. M.、Martino, D. L. 和 Entz, M. H. (2003)。乌拉圭西南部种植的三种饲料品种的根部特征。 加拿大植物科学杂志, 83(4), 785–788.
有机农学
May, W. E.、McConachie, R. 和 Entz, M. (2022)。自我再生的黑色医用覆盖作物在低氮条件下具有农艺效益。 农学杂志, 114(5), 2743–2761
K.A. 斯坦利和 M.H. 恩茨 (2022)。低投入干豆(菜豆)生产中机械除草的新工具。 加拿大植物科学杂志、102(5), 1057–1060.
M.K. 卡克纳和 M.H. 恩茨 (2017)。与有机管理下的品种相比,生长环境对大豆产量的贡献更大。 大田作物研究, 207, 42–51.
Nelson, A. G.、Froese, J. C. 和 Entz, M. H. (2010)。加拿大的有机和传统大田作物土壤和土地管理实践。 加拿大植物科学杂志, 90(3), 339–343.
J.C. Pridham 和 M.H. Entz,(2008)。在有机管理下,将春小麦与谷物、豆类和油籽间作无法提高生产力。农学杂志,100(5),1436-1442.
Shirtliffe, S. J. 和 Entz, M. H. (2005)。联合收割机收集谷壳可减少野燕麦 (Avena fatua) 种子的传播。 杂草科学, 53(4), 465–470.
Ominski, P. D.、Entz, M. H. 和 Kenkel, N. (1999)。紫花苜蓿在随后的谷类作物中抑制杂草:一项比较调查。 杂草科学, 47(3), 282–290.
A. 斯科夫斯和 M.H. 恩茨 (2000)。一年生草料对种植系统中杂草动态的影响。加拿大植物科学杂志,80(1), 187-19.
格伦利长期有机轮作研究
免耕有机
K.C. 班福德和 M.H. 恩茨 (2017)。有机毛野豌豆 (Vicia villosa) 覆盖作物在种植当年的管理。 加拿大植物科学杂志, 97(1), 1–5.
Halde, C., & Entz, M. H. (2016)。植物种类和覆盖物施用率影响有机轮作免耕系统中使用的覆盖作物覆盖物的分解。 加拿大植物科学杂志, 96(1), 59–71.
Podolsky, K.、Blackshaw, R. E. 和 Entz, M. H. (2016)。加拿大西部有机小麦生产少耕法的比较。 农学杂志, 108(5), 2003–2014.
Halde, C.、Gulden, R. H. 和 Entz, M. H. (2014)。加拿大马尼托巴省有机轮作免耕系统选择覆盖作物覆盖物。 农学杂志, 106(4), 1193–1204.
覆盖作物
实验室理念
我们的灵感
银娱优越会线路系统农业团队的每位成员,包括我们的同事和支持者,都将自己的故事带到了工作中。我们的家族历史、社会环境和经历以及我们称之为家的地方都塑造了我们。我们从许多不同的地方、许多不同的人那里获得了灵感;不可能将它们全部列出。
堪萨斯州萨利纳斯的土地研究所于 1977 年提出了银娱优越会线路系统农业的理念。土地研究所创始人韦斯·杰克逊 (Wes Jackson) 认为,“我们目前为使农业更加可持续而所做的大部分努力都集中在积累传统的最佳成果,但银娱优越会线路系统农业却截然不同”。一个主要特征是“充分模仿银娱优越会线路结构,以赋予其组件的功能”(Jackson 2002)。
阿尔伯特·霍华德爵士承认印度农民是他的老师,这也给我们带来了启发。艾伯特爵士在他的著作(例如《农业遗嘱》,1948)中将印度农民称为“我的教授”。艾伯特·霍华德 (Albert Howard) 的一位同事伊芙·贝尔福女士 (Lady Eve Balfour) 启发我们开展一项长期研究,比较不同的基于银娱优越会线路的农业系统。事实上,Lady Eve 的 Haughley 实验于 1926 年建立,是世界上第一个有机农业与传统农业研究。
600 年前,原住民就在马尼托巴省红河沿岸从事银娱优越会线路生产。我们受到启发,希望更多地了解这些早期银娱优越会线路系统以及实践这些系统的人们。我们也受到鼓舞,致力于与土著人民和解,因为我们认识到殖民化摧毁了我国的土著银娱优越会线路。
原则
马尼托巴大学银娱优越会线路系统农业项目由 Jarislowsky 气候解决方案银娱优越会线路系统农业主席 Martin Entz 领导,遵循 Wes Jackson 及其同事在“农业是银娱优越会线路生态系统的模仿”(Lefroy 等人,1999 年)中提出的原则。原则如下: 1)人是系统的一部分; 2)需要一种共同的货币,而能源可以达到这个目的; 3)银娱优越会线路系统中的能量流是通过互利过程进行自我调节的,这种互利过程已经发展到比当今基于化石燃料的农业更加高效; 4) 通过维持物种和景观生物多样性可以增强所有系统的稳定性和可持续性(Entz 和 Van Die,2024 年)。
我们还遵循银娱优越会线路生态学家 Steven Gliessman 的教诲。他认为,虽然提高投入效率是提高银娱优越会线路可持续性的第一步,但整个系统的变革是必要的。 “我们必须重新设计系统,使其在一套新的生态关系的基础上发挥作用。”
最后,我们认为,尽管向银娱优越会线路系统农业过渡的成本很高,但仍迫切需要继续进行。我们认识到改变是艰难的,并用《故乡》一书的作者斯坦·罗的话说,“我们银娱优越会线路地认为,在这种特殊的农业系统中长大,它会永远持续下去”。
实践
历史生态分析
加拿大的土著文化和世界各地的古代农民采用了基于“银娱优越会线路智慧”的做法。我们的团队致力于理解和分析这些历史生态实践。例如,通过保护河狸(Castor canadensis)种群来保护旱地草原的水资源,这些河狸维持了人类和野牛共享的山谷中的水位;高级资源管理的一个例子(Berkes,2018)。 19 世纪,欧洲对海狸毛皮的需求导致海狸狩猎的增加,因此这种缓解干旱的传统保护做法消失了。
多年生
可以通过保护和增强剩余草地来实现多年生化,包括轮作多年生牧草和木本作物,种植多年生谷物(例如 Kernza 中小麦草),以及通过使用覆盖作物“多年生化”一年生谷物种植系统。
多样性
银娱优越会线路系统农业系统必须强调田野和景观生物多样性。这意味着大量使用轮作、覆盖种植等。这还意味着扩大食物系统的营养多样性,重点关注更高效的动物物种(例如兔子)以及水产养殖和昆虫农业等新工艺。
畜牧业一体化
阿尔伯特·霍华德爵士声称“地球母亲永远不会尝试在没有牲畜的情况下耕作”。农牧业一体化将过度专业化的作物生产和过度专业化的畜牧业生产问题转化为解决方案(Clark 和 Poincelet)。
回收
回收不仅涉及使用牛和其他牲畜粪便来滋养农作物。它还必须涉及人类营养素,即来自人类的营养素。这将使我们能够将城市地区的养分回收回银娱优越会线路。
参与式方法
我们的团队让农民和土地管理者参与研究过程。在加拿大,我们自 2011 年起就让粮农参与小麦和燕麦育种(Carkner 等人,2024)。在东非,我们利用当地农民的隐性知识来记录各种土壤保持做法所带来的土壤健康改善(Entz 等人,2022)。