近日，浙江大學生物系統工程與食品科學學院林濤研究員和應義斌教授團隊（IBE）聯合美國、巴西和中國的合作者在Nature Food上發表封面文章（圖1），揭示了支撐巴西大豆和玉米產量增加的兩種重要機制：雙季種植與耕地擴張。其中雙季種植的重要性日益凸顯，未來可能成為巴西及其它泛熱帶地區農業可持續化發展和糧食安全的關鍵保障。
巴西是“世界糧倉”，是全球最大的大豆出口國和第二大玉米出口國。中國是巴西最大的出口目的國和進口來源國。2019年，巴西對中國出口總額達到了576億美元，出口產品主要為大豆、玉米和豆粕等。巴西主糧作物的穩定生產和供應對于國內的養殖業健康發展尤為重要。
從1980年到2016年，巴西的大豆和玉米產量增長了四倍多（圖2）。研究人員通過收集整理開放獲取的相關統計數據（1980?2016年玉米和大豆的縣級單產、收獲面積和總產量），量化分析了巴西在國家、區域和縣三種空間尺度下雙季種植和農田擴張兩種策略對于大豆和玉米生產發揮的作用。在國家層面，農田擴張仍是主要的增長路徑，盡管其貢獻率逐年下降，在2016年仍貢獻了65%的總面積增長；而雙季種植的貢獻率則逐年增加至35%。雙季種植和農田擴張都顯示出時空格局的差異和變化：在巴西南部的傳統農業地區，雙季種植占主導地位；在中西部和馬托皮巴（東北部新興農業區），農田擴張仍然是主導策略。在2003-2016年期間，巴西通過雙季種植節省了約11.6億畝的農田面積。巴西雙季種植的時空變化量化分析研究為如何在已有耕地上提高糧食產量提供了一個新的角度和思路，對保障全球糧食安全和減輕土地負擔起到重要參考作用。
本研究量化分析了巴西大豆玉米復種指數的空間分布及其時間動態變化情況。通過從單季大豆到大豆-玉米雙季種植的轉型，巴西的大豆-玉米的平均復種指數到2016年已增至1.25。在三大主產區，中西部的復種指數最高（1.43），南部緊隨其后（1.32），馬托皮巴最低（圖3）。研究通過歸因分析發現全球對大豆和玉米的需求增加促進了巴西農業生產端的集約化進程（圖4）。通過大豆品種改良和機械化采收播種等手段，巴西實現了不同區域的雙季種植。該體系不僅更充分地利用了自然資源，也提高了對加工、儲存和運輸等基礎設施的利用效率。
該論文第一作者為浙江大學生物系統工程與食品科學學院助理研究員徐佳路博士，通訊作者為浙江大學生物系統工程與食品科學學院林濤研究員。本研究受到國家自然科學基金、中國國家留學基金委以及浙江大學的資助支持。
林濤研究員是浙江大學“百人計劃”研究員，國家高層次人才計劃青年項目入選者，浙江大學生物系統工程與食品科學學院應義斌教授領銜的智能生物產業裝備創新團隊（IBE）農業人工智能與大數據方向核心成員。長期從事農業數據智能分析與系統優化研究，在農業人工智能、農業遙感、時空統計分析和系統優化建模分析等方面取得了一系列研究成果。擔任國際期刊《Computers and Electronics in Agriculture》副主編，中國農業機械學會青年工作委員會副主任委員，和中國農業機械學會人工智能委員會常務委員。
論文相關信息：Xu, J., Gao,J., Holanda, H. V. D., Rodríguez, L. F., Caixeta-Filho, J. V., Zhong, R., Jiang, H., Li, H., Du, Z., Wang, X., Wang, S., Ting, K. C., Ying, Y., and Lin, T.* （2021） Double cropping and cropland expansion boost grain production in Brazil. Nature Food, 2, 264–273.
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s43016-021-00255-3
日期：2021-04-29
巴西是“世界糧倉”，是全球最大的大豆出口國和第二大玉米出口國。中國是巴西最大的出口目的國和進口來源國。2019年，巴西對中國出口總額達到了576億美元，出口產品主要為大豆、玉米和豆粕等。巴西主糧作物的穩定生產和供應對于國內的養殖業健康發展尤為重要。
從1980年到2016年，巴西的大豆和玉米產量增長了四倍多（圖2）。研究人員通過收集整理開放獲取的相關統計數據（1980?2016年玉米和大豆的縣級單產、收獲面積和總產量），量化分析了巴西在國家、區域和縣三種空間尺度下雙季種植和農田擴張兩種策略對于大豆和玉米生產發揮的作用。在國家層面，農田擴張仍是主要的增長路徑，盡管其貢獻率逐年下降，在2016年仍貢獻了65%的總面積增長；而雙季種植的貢獻率則逐年增加至35%。雙季種植和農田擴張都顯示出時空格局的差異和變化：在巴西南部的傳統農業地區，雙季種植占主導地位；在中西部和馬托皮巴（東北部新興農業區），農田擴張仍然是主導策略。在2003-2016年期間，巴西通過雙季種植節省了約11.6億畝的農田面積。巴西雙季種植的時空變化量化分析研究為如何在已有耕地上提高糧食產量提供了一個新的角度和思路，對保障全球糧食安全和減輕土地負擔起到重要參考作用。
本研究量化分析了巴西大豆玉米復種指數的空間分布及其時間動態變化情況。通過從單季大豆到大豆-玉米雙季種植的轉型，巴西的大豆-玉米的平均復種指數到2016年已增至1.25。在三大主產區，中西部的復種指數最高（1.43），南部緊隨其后（1.32），馬托皮巴最低（圖3）。研究通過歸因分析發現全球對大豆和玉米的需求增加促進了巴西農業生產端的集約化進程（圖4）。通過大豆品種改良和機械化采收播種等手段，巴西實現了不同區域的雙季種植。該體系不僅更充分地利用了自然資源，也提高了對加工、儲存和運輸等基礎設施的利用效率。
該論文第一作者為浙江大學生物系統工程與食品科學學院助理研究員徐佳路博士，通訊作者為浙江大學生物系統工程與食品科學學院林濤研究員。本研究受到國家自然科學基金、中國國家留學基金委以及浙江大學的資助支持。
林濤研究員是浙江大學“百人計劃”研究員，國家高層次人才計劃青年項目入選者，浙江大學生物系統工程與食品科學學院應義斌教授領銜的智能生物產業裝備創新團隊（IBE）農業人工智能與大數據方向核心成員。長期從事農業數據智能分析與系統優化研究，在農業人工智能、農業遙感、時空統計分析和系統優化建模分析等方面取得了一系列研究成果。擔任國際期刊《Computers and Electronics in Agriculture》副主編，中國農業機械學會青年工作委員會副主任委員，和中國農業機械學會人工智能委員會常務委員。
論文相關信息：Xu, J., Gao,J., Holanda, H. V. D., Rodríguez, L. F., Caixeta-Filho, J. V., Zhong, R., Jiang, H., Li, H., Du, Z., Wang, X., Wang, S., Ting, K. C., Ying, Y., and Lin, T.* （2021） Double cropping and cropland expansion boost grain production in Brazil. Nature Food, 2, 264–273.
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s43016-021-00255-3
日期：2021-04-29
