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在肯亞易發生乾旱區的貧瘠土壤上耕種:同位素用於製定新策略

出處 IAEA 作者 周鴻哲摘譯 年份 2020/10/07
報告類型 新聞報導 分類 原子科技及民生應用 資料時間 2020年10月
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        儘管土壤肥沃力很差還缺水,但由於採用氣候智慧農業技術,肯亞數千名農民的作物單位產因此提高17-20%,並節省了20%的肥料成本。該項技術在國際原子能總署(IAEA)與聯合國糧食及農業組織(FAO)的合作協助下引進,不但有助提高土壤沃力,並可使農民能更佳地管理作物的用水。

        同位素技術(Isotopic techniques)在評估土壤和水資源的養分質量方面有著非常重要的功能。肯亞農業和牲畜研究組織(Kenya Agricultural and Livestock Research Organization,KALRO)的一群科學家利用核子與同位素技術來測量土壤中水和養分的變化情形。這些資訊為保持土壤健康、改善水和養分的策略利用、強化作物產量和增強土壤適應力的耕作方法提供了協助。

        應用穩定同位素氮-15和土壤濕度感測器評估農作物的氮利用率與計算養分和水分需求的這些技術如今已在肯亞的卡賈多中央區(Kajiado-Central)和薩拉卡(Tharaka)區中使用。相比一般氮原子,氮-15同位素帶有額外的中子,是有效的示蹤劑可用於了解土壤和植物間的養分輸送。它們也有助於提供相關植物利用養分的效率數據,因此專家可根據這些量化數值來改善水和肥料的施用策略。

        氮15示蹤技術還可用在測定豆科作物經由生物固氮作用(nitrogen fixation)從大氣中捕捉氮的定量上。固氮作用是自然的過程,豆科作物從空氣中捕捉氮元素並將其積累在植物的根中。在農作物收成後,氮元素經由植物的根腐爛釋放到土壤裡,因此增強了土壤的沃力。該項技術可以減少了對昂貴的化學肥料的依賴。經由豆類間作和農作物輪作像是御穀pearl millet 和玉米,一些當地的主要作物豇豆cowpea,大豆,綠豆,木豆pigeon peas和其他豆類。這樣不僅節省氮肥費用,而穀物的平均單位產量還提高20%而豆類則增加了17%。「降低成本並提高產量對於農民來說,這是雙贏。」FAO/IAEA核子技術與糧農聯合司土壤肥力綜合管理專家約瑟夫·阿杜-賈姆菲(Joseph Adu-Gyamfi)說道。

        除養分外,農民還需要確保在雨季結束後經由補充灌溉依舊可讓作物獲得適當的土壤水分。科學家已經在幾個縣所選定農田安裝感測器,以測量土壤的即時水分、溫度和鹽分。處理完土壤水分與相關資料後,便能估算出農作物的需水量,並可以就灌溉量和頻率向農民提供策略建議。即時的土壤水分測量數據會傳送到農民的手機,使他們能確定何時需要多少灌溉水。

        KALRO糧食作物研究所(Food Crop Research Institute, KALRO-Kabete)的灌溉專家Isaya Sijali說道:「 KALRO的科學家目前正在協助農民自己購買以取得種子,」這強調該計畫的持續性:由於更高的產量提供更高收入,農民因此才能為改良種子付費。

        IAEA經由技術合作計畫,並藉由支援運轉、安裝和培訓人員對現行同位素比質譜儀(Isotope Ratio Mass Spectrometer,IRMS)來協助KALRO的農業用水和養分管理分析實驗室升級,以滿足對氮-15進行穩定同位素的分析能力,並提供用於穩定水同位素分析的雷射分析儀。