通过再生农业振兴田地和资产负债表

农业实践通过再生农业振兴田地和 资产负债表 数以百万计的美国玉米和大豆作物，以及整个地球，都可能从再生农业实践中受益。但农民们需要一个更好的前进方向。 欧文 · 斯托克代尔 ， 普拉迪普 · 普拉巴拉和汤姆 · 布伦南与陈锐 该国不仅能够帮助限制行业对环境的影响，还能为全国大多数农民带来有希望的回报，前十年内每亩平均可获得20至60美元的收益。4然而，在没有支持的情况下，农民需要一次性投资每英亩高达200美元用于再生农业实践，并承担间歇性天气模式和市场条件带来的风险，强调了建立更为 robust 的支持网络和短期财务激励机制以增加采纳率的必要性。 农业是社会的基石。全球每四名劳动力中就有一人是依赖土地为生的农民。而不断增长的世界人口则依赖农业行业来满足日益增长的食品需求：据预测，到2050年，农作物的需求量可能会上升61%。1 尽管农业在各行各业中扮演着重要角色——或许正因如此——它也是对地球自然系统（包括大气、海洋、生态系统和生物多样性）造成影响的最大因素之一。2实际上，农业的温室气体排放、营养素污染以及土地和水资源使用已经超过了维持人类发展所需的限制。3如果没有干预 ， 该行业可以促进不可逆转的环境影响。 这篇文章讨论了在美国推广再生农业实践——特别是覆盖作物和免耕农作——的潜在价值，以及全面推广所面临的障碍，并介绍了产业链各利益相关方可以采取的措施以进一步推动其普及（详见侧栏“评估经济与自然影响的方法”）。 再生农业（包括覆盖作物种植、免耕、战略性放牧和营养管理等实践）是帮助减轻并逆转行业对自然的负面影响的一种方式。麦肯锡的研究显示，在美国玉米和大豆农场（其中这两种作物的种植面积最大）实施再生农业实践可以带来积极的影响。 背景下的再生农业 再生农业有助于改善土壤健康并减少化学投入物（如化学肥料和农药）的使用。 评估对农民的经济和自然影响的方法 多种视角可以用来评估再生农业的表现，这些做法的影响可以通过不同的方式来定义和范围化。本文旨在通过数据支持和以农民为导向的方法在美国进行评估，提供相关信息，其广泛的影响可能适用于超出分析范围的领域。 模型——以估计再生农业实践在各种地区、土壤类型和气候条件下的潜在结果。我们利用Kynetec RegenTrak对大型农场农民进行的调查中获得的详细数据，在美国玉米带内选定的县份建立了基准的传统农业实践。1当结合使用时，该作物模型可以模拟采用再生农业实践的影响，包括产量、氮素availability、土壤水分含量和土壤碳含量。 我们在确定了个体估计点后，进行了聚类分析以识别对结果差异影响的主要因素。最后，我们构建了一个盈亏模型来评估转向再生实践的财务影响。 为了开发一套全面的农场数据 ， 我们使用了 DSSAT - 一种作物生长模拟 农业涉及多种不同的实践方法，这些方法有助于恢复土壤肥力和食品系统，同时节约水资源，最小化对自然生态系统的干扰，并模仿地球自然生长模式。由于这些实践能够补充重要营养素并防止对环境造成损害，它们可以帮助农民获得更高且更稳定的长期产量，为消费者提供富含更多营养的食物，并建立更加可持续且生物多样性更好的生态系统。 播种可以预期平均比传统作物产量高出10%到30%，这意味着同样的食物产量可以使用10%到25%少的土地。 尽管再生农业实践迄今取得了令人鼓舞的结果，但其可扩展性仍然是一个争议话题。田间试验显示产量和可持续性有所提高，但批评者质疑这些做法是否可以在所有农田中广泛推广应用，或者是否能够满足不断增长的世界人口的需求。前期成本、劳动密集程度以及不同地区产量影响的差异等挑战将在本文后续部分进行讨论。持续进行的研究和试点项目旨在适应更广泛的使用需求，强调需要根据每块农场的具体作物、土壤和条件采取定制化的方法，而不是推行一种适用于所有情况的模式。 当然，再生农业并不是一个新概念——土著人民已经采用这种方式耕作了几个世纪。虽然本文主要关注通过再生农业解决碳排放和改善普及化的耕作实践，但这些只是创造美国可持续公平的大拼图中的两个组成部分。 以下部分主要侧重于无耕作（免耕）和覆盖作物种植 Practices，因为这些做法通常能为玉米带的土地上种植玉米和大豆的农民提供更多作物产量。5免耕农业通过不翻土、不破坏或不翻转土壤来种植作物，有助于减少土壤侵蚀。覆盖作物被种植以保护和恢复土壤，而不是收获或食用。这提高了微生物活性，增强了氮的可用性，并减少了污染风险。 美国农作物尚未开发的潜力 再生农业实践因其自然优势而广受认可，但在经济效益方面存在分歧。根据麦肯锡的一项最新调查，只有三分之一的美国农民对覆盖作物的ROI持积极看法，而对减少耕作或免耕农业实践持同样积极看法的比例不到60%。8农业价值链各利益相关方正利用补贴和碳支付来鼓励再生农业实践的采用，但在美国，这一采用尚未达到规模，仍有40%的耕地未进行免耕，80%的耕地尚未种植覆盖作物（见图1）。 玉米和大豆是美国最大的两种作物 ， 覆盖全国近 1.8 亿英亩。6通过实现免耕和覆盖作物等再生农业实践的80%采用率，美国玉米和大豆农民有望获得高达2500亿美元的额外经济价值。7超过十年的时间，由于潜在的净利润增加、因生产力提高而导致的土地价值升值以及生态系统支付（如碳信用和生物多样性信用支付）。根据麦肯锡的分析，同时实施免耕和覆盖作物的农民能够实现这些益处。 虽然有可能实现显著回报，但具体数额完全取决于农场所在的地区、农民选择采用的技术以及市场的状态。 Web <2024> 附件 1< MCK248175 _ Regen Ag > < 7 > 的附件 < 1 > 尽管人们认为这是有利的 ， 但在美国采用再生农业实践尚未达到规模。 可持续实践的采用水平与美国作物种植者的投资回报率感知 ，1% 麦肯锡公司 （粗放型与精细型）。美国玉米带地区的县通常归类为五种类型：湿润凉爽型精细、湿润温暖型精细、湿润凉爽型粗放、干燥凉爽型精细、干燥凉爽型粗放（详见附录“美国玉米带地区土地构成”）。 不同地区如何从再生农业实践中受益 决定再生农业实践有效性的主要参数是自然因素，包括降水量（湿 versus 干）、温度（凉爽 versus 温暖）和土壤质地。 美国玉米带的土地组成 玉米和大豆产量的做法。这些再生农业带的有效性 ， 使再生农业更玉米质地各县的因素各不相同 ， 是影响玉米质地的三大因素。在某些领域比其他领域更成功 (展览)。 根据本文的聚类分析 ， 降水、温度和土壤 玉米带县可以根据对再生农业实践的产量响应分为五种典型类型。 为了获得正的净现值（NPV），这表明转向再生实践可能能够独立地产生足够的回报，从而将生态系统服务货币化（例如碳信用）定位为一种有利的选择而非财务可持续性的必要条件（如图表2所示）。 根据位置 ， 应用某些再生农业实践可以增加农民的收入随着时间的推移。在这个分析中 ，净现值 (NPV) 用于表示十年期间的预期收入 ， 提供财务利益的明确衡量标准。例如 ，实施免耕和覆盖种植技术在较干燥的地区往往会产生较高的净现值 ，冷却器 ， 并拥有更细的土壤 ， 如内布拉斯加州和北达科他州。这些地区通常有更高的水压力水平 - 可能影响的条件未来会有更多的领域 ， 但可以缓解通过实施免耕和覆盖种植。Nonetheless, 在玉米带内的大部分农田实施再生农业实践，即使是在水资源压力较小的区 再生技术生产更高产量的潜力 在极端天气条件下最小化产量损失对于农田的长期生产力至关重要，尤其是在面对气候变化的情况下。再生农业技术在干旱和温暖地区取得的成功凸显了土壤水分含量及其与更高产量稳定性的关系的重要性。 域，也预计会实现这一目标。 Web <2024>附件 2 麦肯锡公司 再生农业实践在增强土壤保水能力方面发挥着重要作用，并且可以通过维持较高的土壤水分含量来确保作物的稳定性，尤其是在干旱时期，突显了其在提高农业韧性和效率方面的价值。 地区之间的收支平衡时间可能如何波动 尽管长期经济前景有利，农民可能需要2到5年的时间才能在累计自由现金流上实现收支平衡；高作物产量带来的收益会逐渐累积，并可能需要几年时间才能显现。农民还可能在第一年投资新的设备，如免耕播种机，这可能会延长实现收支平衡的时间，但也会带来更高的长期净现值（见图表3）。租赁设备或雇佣种植服务所需的一次性投资较少，但这可能在长期内更为昂贵。 例如，免耕农作等技术可以提高土壤保持水分的能力，通过改善土壤结构和孔隙度、减少土壤压实以及维持作物残余物保护层来调节土壤温度。这种益处对灌溉农业占比仅为约15%的玉米带地区的雨养农场尤为重要，根据美国农业部（USDA）2018年的灌溉与水资源管理调查，玉米和大豆种植面积中有大约85%属于雨养农场。9根据麦肯锡的分析，在干旱年份，传统农场的产量可能只有正常水平的三分之一，而实行免耕法并种植覆盖作物的农场则可以保持超过95%的正常产量。土壤保持水分能力增强所带来的产量稳定性提升，很可能会扩展到玉米带以外的其他作物，尽管具体影响范围可能有所不同。 此外，农民达到盈亏平衡、增加增量收入以及从土地价值评估中受益所需的时间差异显著，这些差异受到全国范围内不同自然条件、管理方法（如特定的再生农业和灌溉实践）以及市场价格的影响（见图4）。例如，在比较不同做法的净现值（NPV）时，麦肯锡分析发现，结合覆盖作物与免耕技术的效果最佳，详见图3。单独使用免耕通常是第二好的选择：虽然其预期NPV略低，但不确定性范围较小。而单独使用少耕和覆盖作物的效果则显著较差。 因为土壤水分含量在确保高产量方面发挥着重要作用，灌溉农场在这种情况下显得尤为重要——根据美国农业部的调查，这些农场约占美国玉米和大豆种植面积的15%。10由于可以利用灌溉水来弥补干旱期间的水资源需求，因此对再生转型的增长预期较小。 将覆盖种植与免耕技术相结合可产生最佳预期净现值中位数。 Web <2024> 附件 3< MCK248175 _ Regen Ag > < 7 > 的附件 < 4 > 麦肯锡公司 Web <2024> 附件 4< MCK248175 _ Regen Ag > < 7 > 的附件 < 5 > 大多数种植面积有望实现正净现值，但不同模式之间的影响范围和达到经济效益平价的时间可能会有所不同。 过渡期内每英亩累计自由现金收支平衡的预期时间中位数 采用免耕和覆盖种植的 10 年过渡期间的预期净现值 (NPV) 中位数 麦肯锡公司 阻碍采用再生做法的障碍 在转型过程中，复杂性和不确定性可能阻碍采纳。农民在转型期间可能会遇到经济、运营和社会障碍。例如，农民可能因设备成本过高或缺乏实施实践所需的技術知识而受到阻碍，这需要提供财务支持以及必要的行为改变以成功过渡到再生农业（见图5）。 鉴于自然因素和价格环境超出农民的控制范围且每年会有所不同，采用再生农业实践涉及固有的不确定性与风险，这可能阻碍其推广。推广障碍包括初始投资成本、缺乏金融和社会支持机制以及缺乏有效的操作标准。 Web <2024> Exhibit 5< MCK248175 _Regen Ag > < 7 > 的附件 < 6 > 农民面临着许多经济、运营和社会障碍过渡到再生实践。 麦肯锡公司 此外，虽然再生农业实践的自然潜力得到了广泛认可，但在极端天气条件（如干旱或高温）持续期间以及伴随大宗商品价格低迷的情况下，净现值（NPV）可能不再稳健。对于农民来说，将再生农业的好处货币化仍然是一个复杂的挑战。尽管碳信用在发展方面更为先进， 在美国实施该计划，仍然存在许多不确定性，尤其是在成本方面对农民的讨论、排放量测量和量化方法，以及验证实践方面。11例如，准确测量和验证农业土壤中的碳汇具有复杂性和成本高。面临的挑战包括建立基线、长期监测变化以及确保碳抵消是真实的、额外的且永久的。12 持续存在的关于土壤取样最佳深度的科学争议增加了另一层复杂性。当前许多标准仅要求取样表层0至30厘米（cm），但一些研究论文则 a