Kleine boeren vormen het belangrijkste orgaan van de Chinese landbouwproducenten, met ongeveer 203 miljoen, goed voor 98% van alle soorten landbouwproductiebedrijven. Ze investeren vaak overtollige hulpbronnen in het productieproces en de efficiëntie van hun hulpbronnengebruik is laag, wat resulteert in ernstige milieueffecten, zoals luchtvervuiling, bodemdegradatie, eutrofiëring en schaarste aan hulpbronnen.

Ondertussen brengen de milieuproblemen de duurzaamheid van de Chinese voedselproductie op lange termijn in gevaar. Het is dringend nodig om de productiesystemen van kleine boeren te transformeren naar duurzame productie in China, maar deze transitie staat voor veel uitdagingen.

Kleine boeren verbouwen op kleinschalige landbouwgronden en het beheer is gedecentraliseerd. Tegelijkertijd zorgen de vergrijzing van de plattelandsbevolking, de overdracht van arbeid naar secundaire en tertiaire industrieën, stijgende arbeidskosten en andere factoren voor grote uitdagingen voor de bevordering van technologie. Bovendien bestaan ​​er vanwege de regionale hulpbronnen grote verschillen in klimaat en sociaaleconomische omstandigheden tussen verschillende regio's, dus een gelokaliseerde strategie is zeer noodzakelijk, maar deze is niet effectief onderzocht.

Universitair hoofddocent Minghao Zhuang en professor Yingying Zheng van de China Agricultural University, evenals hun onderzoeksteams, namen de maïsproductie in de provincie Hebei als een case study om het transitiepad van milieu-economische duurzaamheid van het productiesysteem van kleine boeren in Noord-China te verkennen.

Met behulp van energieanalyse, koolstofvoetafdruk, stikstofvoetafdruk en kosten-batenanalyse, evalueerde deze studie uitgebreid de status-quo van de duurzaamheid op provinciaal niveau voor de maïsproductie in 126 provincies van Hebei, en onderzocht vervolgens het verbeteringspotentieel door de verschillen in opbrengst en efficiëntie van stikstofgebruik te verkleinen . Het transitiepad voor kleine boeren om tot een duurzame maïsproductie te komen werd verder besproken.

Uit het onderzoek bleek dat de gemiddelde Emergy Sustainability Index (ESI) van maïs met 2,31 relatief laag was; de gemiddelde uitstoot van broeikasgassen (BKG) en verliezen aan reactieve stikstof (Nr) waren 0,15 g·kcal ^–1 CO₂ -eq en 3,75 mg·kcal ^–1 N, respectievelijk; de gemiddelde kosten en netto-inkomsten waren 12.700 en 4340 CNY·ha ^–1 , respectievelijk.

Deze resultaten wijzen op een groot potentieel om de milieu-economische duurzaamheid van het maïsproductiesysteem van kleine boeren te verbeteren. De milieu- en economische indicatoren vertoonden duidelijke ruimtelijke heterogeniteit tussen provincies, wat de noodzaak aangeeft van gelokaliseerde optimalisatiestrategieën voor het verbeteren van de milieu-economische duurzaamheid van de maïsproductie.

Om het verbeterpotentieel van duurzaamheid te bepalen, heeft het onderzoek drie scenario's gesimuleerd. Het eerste scenario (S1) was voor alle landbouwgrond met de hoogste opbrengst van 10% in elke provincie; het tweede scenario (S2) was voor de hoogste 10% in gewas N-gebruiksefficiëntie in elke provincie; het derde scenario (S3) was voor tegelijkertijd de hoogste 10% in zowel gewasopbrengst als N-efficiëntie.

Op basis van de resultaten van de analyse van meerdere scenario's werden optimale strategieën voor elke provincie voorgesteld. Als elke provincie de optimale strategie hanteert, zouden de gemiddelde ESI en het netto-inkomen kunnen stijgen met respectievelijk 32% en 83%, en de gemiddelde BKG-emissies en Nr-verliezen verminderen met respectievelijk 33% en 35%. Deze mogelijkheden voor verbetering waren groter dan het toepassen van dezelfde strategieën.

De studie wees er ook op dat bij de moeilijke zoektocht naar duurzame landbouw voor productiesystemen van kleine boeren, drie aspecten moeten worden aangepakt:algemene lay-out, technische innovaties en velddemonstraties.

Ten eerste moeten beleidskaders worden ontwikkeld om de zorgen over de modernisering van het basissysteem voor plattelandsoperaties, systemen voor gesocialiseerde diensten voor de landbouw, talentontwikkeling en technische innovaties weg te nemen.

Ten tweede kan een groene transitie voor de landbouw technisch gezien drie fasen doorlopen:optimaliseren, vervangen en herontwerpen. De eerste stap is de optimalisatie van de efficiëntie van het gebruik van hulpbronnen, voornamelijk door het toepassen van technologieën zoals 4R-technologie, digitale landbouw, bodemonderzoek en aanbevelingen voor bemesting, enzovoort. De vervangingsfase is gebaseerd op vervangende technologieën. De herontwerpfase omvat een volledige re-integratie van landbouwpraktijken.

Ten derde moeten de relaties tussen wetenschappers, technologie-voorlichters en boeren worden gereconstrueerd, waarbij de rol van elk onderwerp volledig wordt benut, om een ​​repliceerbaar en populair technologielandingsmodel te vormen en de implementatie en bevordering van technologische innovatie te waarborgen.

Deze studie biedt niet alleen belangrijke wetenschappelijke referenties voor het aannemen van verschillende strategieën om milieu-economische duurzaamheid te bereiken voor productiesystemen van kleine boeren met diverse landschappen in Noord-China, maar heeft ook een zekere referentiewaarde voor landen die met vergelijkbare uitdagingen worden geconfronteerd in het proces van duurzame productie voor kleine boeren wereldwijd .

Het onderzoek is gepubliceerd in Frontiers of Agricultural Science and Engineering .