土壌生産性システムにより、ブラジルのほとんどの農地が最大潜在力を下回っていることが明らかになりました

Scientific Reports volume 13、記事番号: 14103 (2023) この記事を引用

メトリクスの詳細

食糧生産は土壌に大きく依存します。 ブラジルは世界の食料生産チェーンにおいて重要な役割を果たしています。 ブラジルの全農地のうち農作物や家畜に利用されているのはわずか 30% だけですが、新しい地域に農業を拡大することは環境上および法的に不可能であるため、土壌生産の可能性をすべて評価する必要があります。 「SoilPP」と呼ばれる土壌の生産可能性を評価するための新しいアプローチが紹介されており、土壌分析 (0 ～ 100 cm) (土壌の土壌学的情報を表す) と機械学習に基づいています。 サトウキビと大豆の過去の収量が分析され、作物の収量を向上させることがまだ可能な箇所を特定できるようになりました。 ブラジルの郡の 46% では大豆収量が推定 SoilPP を下回っていましたが、適切な管理手法により改善できる可能性があります。 サトウキビの場合、38% の面積が改善可能です。 この技術により、広範囲にわたる食料収量の状況を理解し、地図を作成することができ、農家、コンサルタント、産業、政策立案者、世界の食料安全保障計画をサポートすることができます。

食料と燃料の継続的な需要により、世界中の農業地域への圧力が増大しています1。 これらの需要に対処するための戦略は、農業にまだ利用可能な天然資源を最適化することによって食料生産の改善につながりました2,3。 ブラジルは世界で最も重要な農産物の生産国および輸出国の一つであり4、国土の30％（2億6,300万ヘクタール）が農業活動に使用されています5。 アグリビジネスは 2020 年のブラジル GDP に約 27% 貢献し、主な生産品目は大豆とサトウキビでした4。 FAOSTAT4によると、ブラジルは2021年に大豆（1億3,490万トン）とサトウキビ（7億1,570万トン）の世界最大の生産国となった。したがって、世界における農業生産におけるブラジルの重要性と競争力は顕著である。 農業拡大の余地はまだあるものの、一部の著者は、これは将来の食料需要を満たすための実行可能な選択肢とは考えられていないと示唆しています6。 すでに作物が栽培されている場所で収量を向上させるための新しい持続可能な戦略を開発する必要があります。これにより、天然資源 7,8、特に人為的圧力が常にかかっている土壌 9 の利用を最適化できます。

土壌には、栄養素と水の利用可能性という点で作物の需要を満たす固有の能力があり、植物の光合成プロセスに影響を与え、その結果、生産可能性 (SoilPP) と定義できるバイオマスの生産に影響を与えます。 農地の生産可能性を測定する例がいくつかあります。 Vogel et al.10 は、水の利用可能性と土壌の質を指標として使用して、小麦を生産するドイツの土壌の可能性を農場レベルで評価しました。 Huang et al.11 は、1958 年から 2019 年までアメリカ合衆国で栽培された 7 つの主要作物の収量反応に対する、組織と土壌の有機炭素 (SOC) 濃度 (指標) の影響を評価しました。彼らは、作物の収量は、以下の土壌でより高いことを発見しました。利用可能な水、土壌構造、および栄養素の保持量が増加するため、きめが細かくなり、SOC 濃度が高くなります11。 ブラジルでは、土壌の性状10,11、土壌の肥沃度17、保水力11,18、土壌の深さ18、土壌分類19に基づいた生産環境システム「PES」12,13,14,15,16と呼ばれる手法が存在する。 これらすべての要素を組み合わせると、A (潜在力が高い) から G (潜在力が低い) までの経験的な分類システムが得られます。この分類システムは、サトウキビを生産する土壌の潜在力を理解するために過去 30 年間使用されてきました 12,16。 結論として、土壌泥質マップは地層 A (地表) と B (地表) によって引き起こされる土壌溶液のダイナミクスを表現し、したがって土壌の生産性に影響を与えます。

バイオマスを生産する土壌の潜在力に関する情報は、農作物の収量をさらに改善できる領域を理解するのに役立ちます。 この情報は政策立案にも役立ちます。 一例は、土壌情報、地形特性、および土壌分類に基づいてトウモロコシ収量を袋/エーカー単位で推定する「農場のアイオワ州トウモロコシ適応性評価」20 です。 この戦略は、農業資源管理、投入資材の使用と環境への影響を軽減する変動率の適用、作物計画、および土壌の安全保障21,22,23を支援し、各国間の食料収量のバランスをとるのに役立ちます。 Mellor24 は、政策のニーズと可能性を理解するには、現在の世界的な食料不均衡の根本的な性質を理解する必要があると指摘しました。 したがって、土壌の可能性を知ることは、農業システムの理解と最適化などのいくつかの機会を明らかにする可能性があります。 しかし、Bishopp と Lynch が指摘しているように、地下土壌の分析を伴う、細かいスケールでの大陸の広がりの系統的な測定に焦点を当てた技術が必要とされています18。 SoilPP は化学的、物理的、生物学的特性の評価を通じて推定できますが 25、土壌がバイオマスを生産する可能性や、それが作物の収量を増加できるかどうかを特定する指標として使用できるかどうかについての知識は不足しています。