摘要

背景

土壤肥力下降、氣候變異性以及較高的推廣人員與農民比例繼續限制著馬拉維以玉米為基礎的農業系統的生產力和可持續實踐的采用。

目標

共同開發一種具備離線功能的數字咨詢工具，以克服推廣能力的限制，并彌合可持續集約化（SI）研究成果與實際推廣之間的差距。

方法

我們開發了AgroTutor，這是一種專為前線推廣人員設計的參與式數字咨詢工具，用于向小農戶提供針對具體情況的可持續集約化建議。利用可持續集約化評估框架（SIAF），專家們評估了17種經過驗證的SI技術，如保護性農業、雙層豆科作物輪作系統、有機土壤改良、土壤肥力管理以及農林業方案，在馬拉維的六個農業生態區×土壤質地組合中進行測試。這產生了一個技術適用性指數，作為AgroTutor決策支持邏輯的基礎。該工具以離線功能漸進式網絡應用（PWA）的形式實現，內置了培訓材料，使推廣人員能夠在互聯網連接有限的環境中為農戶提供個別或小組形式的咨詢服務。

結果與結論

結果顯示，該工具的建議具有很強的環境敏感性：在所有農業生態區的沙質土壤中，翻耕被認為是最佳耕作方式；而在高海拔粘土土壤中，永久性高床種植效果更好。雙層豆科作物輪作（鴿子豌豆+花生和鴿子豌豆+大豆）非常適合湖岸和中海拔地區。結合高質量肥料和合成肥料（NPK + 尿素）的綜合土壤肥力管理方法始終有效，而綠肥和生物質轉移的效果則取決于具體環境。一項涉及320名農戶的試點項目證實了AgroTutor的適用性、準確性及其生成針對性建議的能力。

意義

AgroTutor展示了數字工具如何將專家知識轉化為適應性強、以農民為中心的建議，為將特定環境的SI建議整合到國家推廣系統中提供了可擴展的途徑。通過支持個別和小組形式的推廣活動，該工具可以顯著降低推廣人員與農民的比例，同時提高農業咨詢服務的效率和最后一公里的交付效果。

引言

土壤健康是馬拉維以玉米為基礎的農業系統生產力和抵御力的基礎，然而它受到土地退化、養分耗竭和不可持續土地利用的嚴重制約（Peter等人，2018年；Troosters等人，2024年）。長期不補充土壤有機質和養分的耕作導致土壤肥力下降，進而降低了土壤維持作物生產力的能力（Li等人，2017年；Messina等人，2017年；Amadu等人，2021年；Burke等人，2022年）。這些挑戰還因降雨不規律、干旱頻發和氣溫升高而加劇，進一步降低了作為大多數家庭主食的玉米產量。目前的產量遠低于潛力水平，導致農村社區長期面臨糧食不安全、貧困和脆弱性（John等人，2021年；Amadu等人，2021年）。過度依賴玉米單一種植、不適當的農藝措施以及改進投入品的有限獲取加劇了土壤退化（Messina等人，2017年；Li等人，2017年；Burke等人，2022年），而缺乏有效的社會保障網和農業保險使農戶面臨生產和市場風險。 在過去二十年里，農業研發項目為馬拉維的可持續集約化（SI）開發了一系列經過驗證的土壤健康改善技術（Amadu等人，2021年；Odhong和Manners，2024年）。SI定義為在同一塊土地上增加產量，同時減少對環境的負面影響，并增加對自然資本和環境服務的貢獻（Pretty，1997年；Melland等人，2014年；Lucas，2017年）。這些技術包括將固氮豆科作物納入輪作系統（Thierfelder等人，2013年；Thierfelder等人，2015年）、“雙層”豆科作物間作系統（在輪作玉米前同時種植兩種兼容的豆科作物，Snapp等人，2010年；John等人，2021年；Chikowo等人，2022年）、減少耕作的保護性農業（CA）實踐（Thierfelder等人，2013年；Thierfelder等人，2015年；Thierfelder等人，2016a；Thierfelder和Mhlanga，2022年）、使用肥料樹的農林業（Chikowo等人，2022年；Snapp等人，2023年）以及有機肥料的綜合使用和無機肥料的合理施用（Bekunda等人，2022年；Chikowo等人，2022年；Sileshi等人，2025a；Sileshi等人，2025b）。在適當的條件下應用這些技術可以帶來顯著的好處，包括提高玉米產量和改善家庭營養（Nyagumbo等人，2022年；Muoni等人，2024年），以及提高土壤有機碳（SOC）和氮的可用性（Steward等人，2018年；Snapp等人，2018年；Nyagumbo等人，2022年）。例如，在馬拉維中部的一項長期研究表明，雙層豆科作物輪作（鴿子豌豆+花生）提高了多個SOC指標，并且比連續種植玉米的產量更高（Witcombe等人，2023年）。同樣，農場試驗表明，將玉米與豆科作物輪作或間作可以改善氮循環和產量穩定性，特別是對于那些無法負擔高肥料成本的資源受限的農戶（Chikowo等人，2022年）。然而，像大多數農業技術一樣，其效果在不同的農業環境中會有所不同（Suri和Udry，2022年），尤其是在馬拉維，那里的土壤和降雨模式（Snapp，2022年）、家庭資源狀況和社會經濟條件（Ngoma等人，2025年）差異很大。 在馬拉維，持續的制約因素，尤其是較高的推廣人員與農民比例、過時或過于泛化的推廣信息（Ragasa和Niu，2017年；Wellard等人，2013年）、人員配備不足和薄弱的數字基礎設施（Coggins等人，2022年；Choruma等人，2024年），阻礙了及時和針對具體環境的建議的提供（Coggins等人，2022年；Dittmer等人，2025年）。這些制約因素不適當地影響了可持續集約化實踐的推廣，而這些實踐本質上需要大量知識，并且對當地土壤和氣候條件非常敏感（Aliyu等人，2026年）。因此，傳統的個性化推廣方法不適合這種多樣化的中小農戶農業系統的規模，而現有的數字咨詢工具由于依賴持續的互聯網連接和高水平的數字技能要求而難以使用（Sida等人，2023年）。傳統推廣方式與農戶多樣化需求之間的不匹配導致改進農業技術的采用率較低（Suri和Udry，2022年；Becerra-Encinales等人，2024年；Pangapanga-Phiri等人，2024年）。最近的文獻強調了農民能動性的重要性，賦予農民作為知情決策者的能力，以決定推廣的成功結果（Rickards等人，2025年）。參與式方法、對話式培訓和學習（Miller等人，2025年）以及對當地知識的認可提高了參與度，相比之下，自上而下的咨詢模式效果較差（Snapp等人，2023年）。然而，規定性的推廣實踐在許多地區仍然占主導地位。 數字咨詢平臺為解決這些持續存在的挑戰提供了有希望的途徑。與傳統推廣系統不同，它們能夠提供針對具體環境的建議，快速更新內容，并提供互動反饋循環，使農民成為技術的共同創造者而不僅僅是被動接受者（Sida等人，2023年；Adewopo等人，2025年）。然而，在撒哈拉以南非洲地區維持這些工具的采用仍然困難（Sida等人，2023年），原因是基礎設施差距、數字素養低、社會文化不匹配以及與推廣系統的整合不足（Daramola和Etim，2022年；Choruma等人，2024年）。盡管如此，仍有一些成功的案例。在COVID-19大流行期間，盡管有移動限制，Nutrient Expert工具仍能為尼日利亞的玉米農戶提供特定地點的養分建議（Aliyu等人，2024年）。以氣候為重點的建議改善了馬里和尼日爾的決策制定并降低了勞動風險（Bizo等人，2024年），而東非幾個國家的適應性混合推廣模型展示了數字工具的潛力（Pierotti等人，2022年；Fisher等人，2025年）。這些例子表明，當數字平臺本地化并嵌入現有的推廣生態系統中時，它們可以發揮變革性作用（Hamisu等人，2024年；Mollel等人，2025年）。 目前，馬拉維的移動電話生態系統正在擴展——約有1320萬活躍用戶（約占人口的60%），其中超過90%使用3G/4G網絡（Kemp，2025年）。這為提供互動的、低成本的定制可持續集約化咨詢創造了新的渠道。現代咨詢平臺可以結合天氣、土壤和農民數據，生成特定位置的建議，并實現實時、針對具體環境的洞察（Dittmer等人，2025年）。將這些工具嵌入國家推廣系統，結合以農民為中心的設計和有針對性的數字素養培訓，可以幫助解決結構性障礙，并建立響應迅速、結果導向的參與式推廣/農民咨詢服務。 AgroTutor數字決策支持工具正是為了應對這些結構性限制而設計的。通過結合離線功能和基于小組的咨詢模式，該工具使前線推廣人員能夠同時向多名農戶提供針對具體環境的建議。它整合了當前經過本地驗證的技術和農民報告的信息，以生成個性化的建議。AgroTutor支持農民的能動性，而不是強制執行規定性建議。該工具是與當地和國際利益相關者共同設計的，并包含了基于用戶反饋的迭代改進機制。與其取代現有的推廣結構，AgroTutor更側重于促進集體學習和決策制定，使數字咨詢的提供與馬拉維現有的推廣實踐保持一致，同時大幅減輕了每個推廣人員的實際工作負擔。本文介紹了AgroTutor工具從構思到在馬拉維實地實施的開發過程，并討論了其在加強SI努力、縮小研究到推廣的差距以及提高以玉米為基礎的農業系統韌性方面的潛力。

部分摘錄

參與式構思和共同設計

該項目始于一個構思階段。在這個階段，AgroTutor開發團隊與利益相關者密切合作，生成和完善想法，確保解決方案符合真實用戶需求和當地環境。2023年，國際玉米小麥改良中心（CIMMYT）舉辦了一個為期五天的研討會，題為“可持續集約化路線圖”，匯集了大約20位國際參與者。

專家評估的結果

基于專家的評估確定了多種在馬拉維不同農業生態區和土壤質地中表現各異的SI技術。多領域的SIAF評估顯示了明顯的情境特異性，而不是普遍的優越性。因此，結果以專家得出的適用性指數值的描述性總結形式呈現，對比結果根據相對適用性和專家共識程度進行解釋。

彌合研究成果與推廣之間的差距

在過去二十年里，許多可持續集約化倡議，尤其是Africa RISING項目，產生了大量關于農藝表現、系統生產力和農民社會認知的證據（Odhong和Manners，2024年）。然而，這些知識大多局限于項目報告和科學出版物中，很少到達其預期目標用戶——小農戶和前線推廣人員（Mungai等人，2024年）。這種持續的情況……

結論

這項工作展示了共同開發一種參與式數字咨詢工具的可行性和價值，該工具有可能彌合馬拉維以玉米為基礎的農業系統中研究成果與推廣實踐之間的長期差距。通過整合專家知識、農民優先事項和環境差異，AgroTutor提供了符合實際情況的建議。技術適用性結果突顯了明顯的空間差異……

CRediT作者貢獻聲明

Kamaluddin Tijjani Aliyu：撰寫——審稿與編輯、初稿撰寫、可視化、驗證、監督、軟件開發、方法論、調查、數據分析、概念化。 Satish Nagaraji：撰寫——審稿與編輯、驗證、軟件開發、調查、數據分析、概念化。 Jonathan Odhong：撰寫——審稿與編輯、方法論、調查、概念化。 Chima Rickards：撰寫——審稿與編輯、驗證、方法論。

利益沖突聲明

作者聲明他們沒有已知的可能影響本文工作的財務利益或個人關系。

致謝

作者感謝所有參與項目的合作伙伴，包括參與試點的馬拉維推廣人員和農戶。這項工作由CIMMYT與IFDC合作領導，并得到了USAID的資助。此外，CGIAR科學項目的“Scaling for Impact and Sustainable Farming”計劃也為CIMMYT作者的工作時間提供了財務支持。我們感謝馬拉維農業部門的專家們的貢獻……