农业占全球温室气体排放总量的26%。
拖拉机燃料、化肥以及牛排放的甲烷是主要促成因素。
用犁翻松土壤也会使埋藏在土壤中的碳暴露于空气中的氧气，使微生物将其转化为二氧化碳。
新研究探讨了免耕农业的可能性，发现其排放量可降低多达30%。
或许是因为没有冒着烟的烟囱，世界农场对气候变化的影响似乎有些遥远。然而，农业占温室气体排放总量的比例高得惊人，达到 26%。以柴油为燃料的拖拉机会从排气管排放二氧化碳（CO₂）。田间施用的化肥会产生一氧化二氮。而牛的肠道微生物则会产生甲烷。
即使是翻耕土壤——用犁和其他机械将其翻松——也会使埋藏在土壤中的碳暴露于空气中的氧气，使微生物将其转化为二氧化碳。农民通常在播种前进行这一步骤，但如果他们能够避免这一步骤，又会怎样呢？
在最新发表的研究中，我们对英国各地的农场进行了调查，发现一种名为免耕的替代方法——不扰动土壤，而是将种子放置在地里钻出的孔中——可以将作物生产的温室气体排放量大幅削减近三分之一，并增加土壤的碳储存量。
翻耕后形成的整齐垄沟看似是农业不可避免的一部分，但免耕农业在世界其他地区，尤其是美国，已经相当普及。
播种小孔只需一台机器，并且只需在田间驶过一次。与传统方法相比（农民需要使用多种设备进行翻耕、耙地、播种和压实种子），免耕农业所扰动的土壤量非常少。
在传统农业中，翻耕土壤会形成大量空气孔隙，这些孔隙充满氧气，促使微生物将土壤中的碳转化为二氧化碳。我们通过X射线扫描的方式，比较了翻耕农田与采用免耕方法整地的田地的土壤——这项技术与医院用于检查骨折的技术相同。
未经翻耕的田地空气孔隙较少且较小，因此产生的二氧化碳也较少。这些孔隙大多由蚯蚓和根系形成，它们在没有犁和其他工具扰动土壤的情况下得以繁衍。土壤中仍有足够的孔隙，使其排水良好，并让根系能够向更深处生长以寻找水分——这是一项重要的附加益处，因为在气候变化之下，干旱正变得越来越频繁。
免耕农业通过阻止过量氧气进入土壤，并使其远离栖息在土壤中的微生物，确保植物死亡和分解时积累的碳保留在地下。我们研究的采用免耕方法的农场，随着时间推移，土壤中积累的碳更多；土壤未受扰动的时间越长，储存的碳也越多。
显然，未受扰动的土壤向大气释放的二氧化碳较少。但农田土壤中的微生物也会产生甲烷和一氧化二氮，而这些气体对气候的危害可能更大。甲烷在大气中捕获热量的效果是二氧化碳的20多倍，一氧化二氮的效果则约为其300倍。
在我们的研究中，我们综合测量了传统翻耕土壤和采用免耕方法管理的田地中这三种温室气体的数据。我们发现，后者的总排放量降低了30%，其中在长期采用免耕方法（约15年）的农场中减排效果最为显著。
不翻耕土壤还有其他好处，尤其对农民而言，因为需要做的准备工作更少。这可以大幅减少农场所需燃烧的柴油量，因为农民所需的大型机械也更少。总体而言，这意味着成本更低。
尽管有这些优势，英国及整个欧洲的农民采用免耕农业的速度一直较为缓慢。最近的一项调查显示，英格兰目前采用这种方式管理的耕地比例仅为7%左右。我们询问农民时，许多人表示，购买直播机的初始成本让他们却步。也有一些人担心，改用这种方式会导致产量低于他们久经考验的传统方法。
如果种子难以在较为坚硬、氧气较少且未经耕作的土壤中发芽，采用免耕方法的农场起初的粮食产量可能会更低。这在免耕农业的初期可能是一个问题。但证据表明，蚯蚓和根系有助于恢复自然的土壤结构，从而随着时间推移减轻这些问题。一项研究发现，农场转向免耕农业后的头十年内，产量并无一致的差异。
对于欧洲的农业部门而言，这样的转变是可以实现的，尽管免耕方法在欧洲仍然处于边缘地位，而该技术在其他地区已经过充分验证。如果政府能够激励农民转向免耕农业，我们的土壤将有机会恢复其自然功能，并将碳锁存数十年。
