Under de senaste åren har politiker över hela världen har tagit initiativ för att öka mängden "jordens organiska material, "eller SOM, som ett sätt att förbättra markhälsan och öka jordbruksproduktionen. Förvånande, dock, det finns begränsade bevis för att denna strategi faktiskt kommer att förbättra produktionen av grödor.

En ny uppsats av Yale -forskare kvantifierar detta förhållande mellan jordens organiska material och grödor på global nivå. Skriver i tidningen JORD , de bekräftar att större koncentrationer av organiskt material verkligen ger högre avkastning - men bara till en viss punkt.

Specifikt, de finner att ökande markorganiskt kol - en vanlig proxy för jordens organiska material - ökar avkastningen tills koncentrationerna når cirka 2 procent, på vilken nivå de tenderar att träffa en mättnadspunkt. Därefter, säger forskarna, ökningen av SOM börjar ge minskad avkastning.

Även fortfarande, de finner att ungefär två tredjedelar av jordbruksjorden som ägnas åt två av världens viktigaste basgrödor-majs och vete-faller under 2-procentsgränsen, vilket tyder på den stora potentialen för jordbrukspolitik som främjar ökad markorganismer.

"Utgångspunkten för så många hållbara markförvaltningsmetoder är att om du ökar markens organiska material kommer du att öka produktionen, sa Emily Oldfield, en doktorsexamen student vid Yale School of Forestry &Environmental Studies (F&ES) och huvudförfattare till uppsatsen. "Men när du gräver i litteraturen, det finns väldigt få empiriska studier som faktiskt direkt kvantifierar det förhållandet. "

"Dessa resultat visar att det finns värde i att sätta bevisbaserade SOM-mål för många markförvaltningsinitiativ, "sa hon." De föreslår också att vi måste gå bort från en kvalitativ "mer är bättre" strategi för markhälsopolitik och mot specifika regionala och lokala mål som kan uppnå mätbara jordbruksresultat. "

Medförfattare till tidningen är Mark Bradford, professor i mark och ekosystemekologi vid F&ES, och Stephen Wood, en forskare vid The Nature Conservancy. JORD är en interaktiv tidskrift för European Geosciences Union.

Det är väl insett att bygga och underhålla markens organiska material är nyckeln till markhälsan. (SOM avser organiskt material som finns i jorden, inklusive växt- och djurmaterial som håller på att brytas ned.) Det stärker jordens förmåga att behålla vatten och näringsämnen, stöder struktur som främjar dränering och luftning, och hjälper till att minimera förlusten av matjord genom erosion.

I åratal, beslutsfattare har betonat jordens organiska materials roll i en serie program, inklusive "4 per 1, 000 "-initiativet för jordarna för livsmedelssäkerhet - som kom fram från COP21 -förhandlingarna - och USA:s" Ramverk för en federal strategisk plan för markvetenskap ".

Och ändå när det gäller dess roll att främja växtodling, det har varit en överraskande brist på kvantitativa bevis, Säger Bradford. För Bradford, denna kunskapslucka har varit ett tjatande bekymmer i nästan ett decennium; en rapport från National Research Council från 2010 om hållbart jordbruk beskrev organiskt material som hörnstenen i de flesta initiativ för hållbarhet och markkvalitet, han minns, men erbjöd ingen information om hur mycket som faktiskt behövdes för att öka skörden och minska gödningsmedel.

"Jag berättade alltid för människor om hur viktigt jordorganiskt material var, och ändå var här en nationell syntes från vårt bästa vetenskapliga organ som sa att vi inte hade data för att säga något meningsfullt, "Bradford sa." Vår tidning är det första egentligen syntetiska försöket att sätta siffror där ute för att vägleda övningen genom att hjälpa till att sätta upp mål. "

Att göra så, de samlade in befintliga data om grödor av majs och vete som var parat med mått på markens organiska material på platser över hela världen. De fann att de största vinsterna i avkastning inträffade mellan koncentrationer på 0,1 procent och 2 procent. Till exempel, avkastningen var 1,2 gånger högre vid 1 procent än 0,5 procent. Men dessa vinster tenderar att plana ut när koncentrationerna når 2 procent.

"Resultatet är att vi nu har siffror, inte bara obekräftade idéer, att om du bygger organiskt material kan du förbättra resultaten - till exempel mindre gödningsmedel och ökat utbyte, "Bradford sa." Det är en plats att börja stärka markförvaltningsinsatser för en hälsosam planet och ökad livsmedelssäkerhet. "

Analysen ger värdefulla insikter för beslutsfattare och forskare när de utvärderar förhållandet mellan jordkol och grödor, sa Wood, en Yale -examen som nu är en tillämpad forskare vid Nature Conservancy.

Och medan forskningen representerar en global analys, han sa, metoden kommer att göra det lättare att identifiera mål på specifika jordbruksplatser över hela världen. "Eftersom alla platser kommer att ha olika trösklar för hur mycket en markegendom kan ändras och vilken nivå av en markegendom som är" bra "för den platsen, "Sa Wood.

Tillade Bradford:"Vi vill nu arbeta med att förfina dessa relationer för specifika regioner och till och med specifika gårdar, och vi hoppas kunna skapa partnerskap med jordbruksföretag för att förverkliga denna möjlighet. "