Nutrient cycling, environmental outcomes and mitigation pathways in sugarcane agroecosystems: A comparative synthesis of Brazil and Australia

甘蔗是一种重要的热带作物，通过高效的养分循环、提高氮利用效率、生物燃料生产以及增强土壤碳动态，具有支持气候智慧型农业的巨大潜力。然而，不同生产体系的环境效益差异显著。本文综述比较了巴西和澳大利亚两个领先的高效甘蔗生产体系，考察了养分循环、温室气体排放、养分损失和土壤有机碳储量。在巴西，大规模雨养作业（通常超过10,000公顷）通过保留残茬以及回收利用酒糟（vinasse）和滤泥（filter cake）促进高有机投入，提升了土壤碳储量和内部养分循环；然而，当这些做法与作物需求同步不佳时，可能导致氮损失和温室气体排放增加。在澳大利亚，较小的家庭经营体系（约95公顷）在环境法规和“六步简易法”（Six Easy Steps）框架下运行，以土壤测试为基础的管理、肥料深施和增效肥料（enhanced-efficiency fertilisers）针对大堡礁集水区的养分迁移进行调控。澳大利亚甘蔗的肥料氮使用量已逐步下降至全球该作物最低水平之列；然而，与巴西相比，氮利用效率仍然相对较低，且异地养分损失尚未在大规模上得到完全解决。土壤压实是两国共同面临的关键限制因素，通过互补策略加以应对：澳大利亚采用卫星导航控制交通耕作（controlled traffic farming），巴西采用GPS导航交通下的战略性心土耕作（subsoil tillage）。在两个体系中，残茬保留、豆科轮作和减少耕作均改善了养分循环和土壤碳积累。将巴西的养分回收规模与澳大利亚的精准管理相结合，为提升氮利用效率、减少环境足迹和提高甘蔗农业生态系统可持续性提供了一条趋同路径。