Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Поликультуры предоставление полезной внутригрупповой области разнообразия : компаньон посадки из моркови и лука . Запах лука отпугивает корневую муху моркови , а запах моркови отпугивает луковую муху . [1]

Поликультура - это форма сельского хозяйства, при которой одновременно и в одном месте выращивают более одного вида, имитируя разнообразие природных экосистем. [2] Поликультура - это противоположность монокультуры , в которой вместе выращиваются только представители одного вида растений или животных. Поликультура традиционно была наиболее распространенной формой сельского хозяйства в большинстве частей мира и сегодня становится все более популярной из-за ее преимуществ для окружающей среды и здоровья. Существует много типов поликультуры, включая однолетние поликультуры, такие как промежуточное и покровное выращивание , пермакультура., и интегрированная аквакультура. Поликультура выгодна из-за ее способности бороться с вредителями, сорняками и болезнями без значительного химического воздействия. Таким образом, поликультура считается устойчивой формой сельского хозяйства. Однако проблемы с урожайностью и биологической конкуренцией заставили многих современных крупных промышленных производителей пищевых продуктов продолжать полагаться на монокультуру.

Историческое и современное использование [ править ]

Поликультура традиционно была самой распространенной формой сельского хозяйства. [3] Хорошо известным примером исторической поликультуры является совместное выращивание кукурузы , фасоли и кабачков в группе, которую часто называют «тремя сестрами». В этой комбинации кукуруза обеспечивает структуру для роста фасоли, фасоль обеспечивает азотом все растения, а тыква подавляет сорняки на земле. Эту смесь культур можно проследить несколько тысяч лет назад до цивилизаций в Латинской Америке и Африке, и она отражает то, как виды в поликультурах поддерживают друг друга и сводят к минимуму необходимость вмешательства человека. [4] Интегрированная аквакультура, или выращивание морепродуктов и растений вместе, также было обычным явлением в некоторых частях Восточной Азии в течение нескольких тысяч лет. В Китае и Японии, например, рыбу и креветок исторически выращивали в прудах с рисом и водорослями . [5] Другие страны, где поликультура традиционно была важной частью сельского хозяйства и продолжает оставаться таковой сегодня, включают страны Гималаев, Восточной Азии, Южной Америки и Африки. [6]

Из-за разработки пестицидов , гербицидов и удобрений монокультура стала преобладающей формой сельского хозяйства в 1950-х годах. [7] В то время популярность поликультуры значительно снизилась в более экономически развитых странах, где считалось, что она дает меньше урожая, но требует больше труда. Поликультура земледелия не исчезла полностью, поскольку традиционные системы поликультуры по-прежнему остаются важной частью системы производства продуктов питания. [6] По оценкам, от 15% до 20% мирового сельского хозяйства опирается на традиционные системы поликультуры. [3]Большинство латиноамериканских фермеров продолжают выращивать кукурузу, бобы и кабачки. В связи с изменением климата популярность поликультуры возвращается в более развитых странах, а производители продуктов питания стремятся уменьшить свое воздействие на окружающую среду и здоровье. [7]

Общие практики [ править ]

Типы выращиваемых растений, их пространственное распределение и время, которое они проводят вместе, определяют конкретный тип внедряемой поликультуры. Не существует ограничений для видов растений или животных, которые можно выращивать вместе, чтобы сформировать поликультуру. Временные перекрытия между растениями также могут быть асимметричными: одно растение зависит от другого дольше, чем взаимно, часто из-за разницы в продолжительности жизни. [8]

Годовые поликультуры [ править ]

Intercropping [ править ]

Когда более двух культур выращивают в полном пространственном и временном перекрытии друг с другом, это называется междурядные . Взаимодействие особенно полезно на участках с ограниченной доступностью земли. [6] Бобовые - одна из наиболее часто используемых между культурами культур, особенно смеси зернобобовых культур. [4] Бобовые закрепляют атмосферный азот в почве, так что он становится доступным для потребления другими растениями в процессе, известном как фиксация азота . Следовательно, присутствие бобовых культур исключает необходимость искусственных азотных удобрений для промежуточных культур. [6]

Обрезка обложки [ править ]

Когда культура выращивается рядом с другим растением, которое не является культурой, такая комбинация называется покровной культурой . Если некультурное растение является сорняком, комбинация называется сорной культурой. [8] Травы и бобовые - самые распространенные покровные культуры. Покровные культуры очень полезны, поскольку они могут помочь предотвратить эрозию почвы , физически подавить рост сорняков, улучшить удержание поверхностных вод , а также, в случае бобовых, содержат соединения азота.

Обрезка полосы [ править ]

Полосная обрезка - это форма поликультуры, которая включает выращивание разных растений в чередующихся рядах. Хотя полосовая обработка не предполагает полного смешивания видов растений, она по-прежнему обеспечивает многие из тех же преимуществ, таких как предотвращение эрозии почвы и содействие круговороту питательных веществ. [8]

Пермакультура [ править ]

Дополнительная информация: Пермакультура
Кофейная ферма в Колумбии, где кофейные растения выращивают под несколькими видами деревьев, имитируя естественные экосистемы. Деревья предоставляют кофейным растениям ценные ресурсы, такие как тень, питательные вещества и структура почвы.

Пермакультуры включают поликультуры многолетних растений, таких как смеси зернобобовых и полевых цветов, популярные в Европе и в более умеренном климате. Они увеличивают плодородие почвы за счет фиксации азота, уменьшают эрозию почвы, регулируют потребление воды и уменьшают потребность в обработке почвы, тем самым сохраняя питательные вещества почвы. Пермакультуры требуют даже меньшего вмешательства человека, чем другие формы поликультуры, из-за более низких показателей урожая и обработки почвы. [9] [10]

Во многих странах Латинской Америки агролесоводство также является популярной формой пермакультуры, когда деревья и сельскохозяйственные культуры выращиваются вместе. [3] Деревья обеспечивают тень для сельскохозяйственных культур вместе с органическими веществами и питательными веществами, когда они сбрасывают листья или плоды. Сложная корневая система деревьев также помогает предотвратить эрозию почвы и увеличить присутствие микробов в почве. Деревья не только приносят пользу урожаю, но и сами служат товаром для использования в бумаге, медицине, дровах и т. Д. Выращивание кофейных растений вместе с другими видами деревьев в Мексике является обычной практикой агролесоводства. [6]

Кофе - тенелюбивое растение, и его традиционно выращивают в тени . В Индии его часто выращивают под пологом естественного леса, заменяя ярус кустарника. [11] [12] Другая система поликультуры используется для кофе в Мексике, где кусты Coffea выращиваются под бобовыми деревьями рода Inga . [11]

Один из подходов к обеспечению устойчивости заключается в развитии систем поликультуры путем выведения сортов многолетних культур традиционных однолетних сельскохозяйственных культур. Многолетние культуры требуют меньшей обработки почвы и часто имеют более длинные корни, чем однолетние сорта, что помогает уменьшить эрозию почвы и противостоять засухе. Такие сорта разрабатываются для риса, пшеницы, сорго, голубиного гороха, ячменя и подсолнечника. Если их можно комбинировать в поликультуре с бобовыми покровными культурами, такими как люцерна, в систему будет добавлено связывание азота, что снизит потребность в удобрениях и пестицидах. [10]

Утки, имеющие свободный доступ к рисовым полям, обеспечивают дополнительный источник дохода, поедают сорняки, которые ограничивают рост риса, и удобряют поля, уменьшая потребность в удобрениях.

В некоторых традиционных системах поликультура сочетается с устойчивостью. В Юго-Восточной Азии системы рис-рыба на рисовых полях выращивают пресноводную рыбу, а также рис, что дает ценный дополнительный урожай и снижает эвтрофикацию соседних рек. [13] Вариант в Индонезии объединяет рис, рыбу, уток и водяной папоротник для создания устойчивой и продуктивной системы пермакультуры; утки поедают сорняки, которые в противном случае ограничивали бы рост риса, экономя рабочую силу и гербициды, в то время как утиный и рыбный навоз заменяют удобрения. [14]

Интегрированная аквакультура [ править ]

Интегрированная аквакультура - это форма аквакультуры, в которой культуры рыб или креветок выращиваются вместе с водорослями, моллюсками или микроводорослями. Одновидовая аквакультура, форма аквакультуры, в которой только представители одного вида выращиваются вместе, создает ряд проблем для фермеров и окружающей среды. Например, сбор урожая морских водорослей в монокультурах приводит к выбросу нитратов в воду и может привести к серьезной эвтрофикации, как это произошло в Венецианской лагуне . Что касается выращивания морепродуктов, самой большой проблемой монокультур является высокая стоимость кормов, на которые приходится около половины производственных затрат. [5] Однако показано, что более половины кормов для морепродуктов выбрасывается в отходы и может привести к дальнейшим проблемам с избыточным выделением азота и эвтрофикацией или цветением водорослей в пресной воде. [5] [3] Доказано, что многие технологические подходы к снижению вредного воздействия на окружающую среду, такие как бактериальные биофильтры, потребляют много энергии и являются экономически дорогостоящими. [5]

Таким образом, многие фермеры перешли к интегрированной аквакультуре. В интегрированных аквакультурных хозяйствах растения служат двойному назначению, выступая в качестве пищи для морских животных и в качестве устройства фильтрации воды для окружающей среды, поглощая нитраты и избыток кислорода. Питательные вещества можно повторно использовать между растениями и животными, что снижает потребность в химических добавках питательных веществ. Растения, выращиваемые вместе с морепродуктами, такими как морские водоросли, часто сами по себе имеют значительную коммерческую ценность, поэтому их включение в уже существующие монокультуры морепродуктов увеличивает экономическую ценность. [5]

Функции [ править ]

Борьба с вредителями [ править ]

Вредители менее распространены в поликультурах, чем в монокультурах, из-за разнообразия сельскохозяйственных культур. Отсутствие концентрации одной культуры делает поликультуры менее привлекательными для вредителей, которые сильно отдают предпочтение определенной культуре. [3] [8] Этим специализированным вредителям часто бывает труднее найти подходящее растение-хозяин внутри поликультуры, чем в монокультуре. Если вредитель имеет более общие предпочтения, он быстрее уйдет на другие растения в поликультуре и, как таковой, окажет меньшее влияние на какое-либо одно растение. Когда вредители присутствуют в близлежащем районе, поликультуры, следовательно, испытывают меньшие потери урожая, чем монокультуры, согласно теории, известной как гипотеза ассоциативной устойчивости. [3]Поскольку поликультуры имитируют природно разнообразные экосистемы, вредители с меньшей вероятностью будут различать поликультуры и окружающую среду. [8] Таким образом, вредители более свободно перемещаются между двумя средами и имеют относительно меньшее присутствие в поликультурах с самого начала.

Из-за разнообразия растений в поликультуре естественные враги или хищники вредителей часто привлекаются в поликультуру наряду с самими вредителями. Эти естественные враги помогают подавить популяции вредителей, не причиняя вреда самим растениям. [3]

Контроль заболеваний [ править ]

Болезни растений менее распространены в поликультурах, чем в монокультурах. Гипотеза разнообразия болезней утверждает, что большее разнообразие растений ведет к уменьшению тяжести болезни. [15] Поскольку разные растения восприимчивы к разным болезням, если болезнь отрицательно влияет на одну культуру, она не обязательно распространится на другую, и поэтому общее воздействие сдерживается. [15] [8] Однако тип заболевания и восприимчивость определенных растений в поликультуре к конкретному заболеванию могут сильно различаться. [15]

Борьба с сорняками [ править ]

Как густота посевов, так и разнообразие влияют на рост сорняков в поликультурах. Большая густота растений снижает доступную воду, солнечный свет и концентрацию питательных веществ в окружающей среде. Такое сокращение усугубляется увеличением разнообразия сельскохозяйственных культур по мере полного использования большего количества потенциальных ресурсов. Такой уровень конкуренции делает поликультуры особенно негостеприимными для сорняков. [6]

Когда они растут, сорняки могут помочь поликультурам, помогая бороться с вредителями, привлекая естественных врагов вредителей. [3] Они также могут выступать в качестве хозяев для членистоногих, которые полезны для других растений в поликультуре. [6]

Преимущества [ править ]

Устойчивость [ править ]

Дополнительная информация: Устойчивое сельское хозяйство
Применение пестицидов для сельскохозяйственных культур в монокультуре : некоторые из этих пестицидов, вероятно, попадут в водные источники и в атмосферу, где они могут нанести серьезный вред здоровью и окружающей среде. Поликультуры привлекают меньше вредителей, чем монокультуры, и меньше теряют урожай даже при наличии вредителей, что часто устраняет необходимость в пестицидах.

Поскольку поликультуры используют методы борьбы с вредителями, болезнями и сорняками, которые не зависят от вмешательства человека, они не выделяют пестициды в окружающую среду. Также сокращается использование удобрений, поскольку различные растения более полно распределяют и используют все доступные питательные вещества почвы и атмосферы. [15] Таким образом, воздействие на окружающую среду, такое как эвтрофикация пресной воды или присутствие избыточного атмосферного азота, значительно сокращается. [16]

Аналогичным образом снижаются и другие негативные воздействия современного сельского хозяйства. Чрезмерная обработка почвы применяется в большинстве современных сельскохозяйственных практик, но при этом удаляются основные микробы и питательные вещества из почвы, которые сохраняются в поликультурах, особенно в пермакультурах. [3] Поскольку поликультура опирается на естественные системы содержания сельскохозяйственных культур, фермеры экономят деньги на технике. [17] За счет совместного выращивания нескольких растений или животных на одном пространстве сельскохозяйственные земли, важнейший ресурс во всем мире, занимающие 40% земельной площади мира, используются более продуктивно. [7]

Поликультура увеличивает местное биоразнообразие . Увеличение разнообразия сельскохозяйственных культур может увеличить опыление в близлежащих средах, поскольку разнообразные растения привлекают более широкий круг опылителей. [7] Это один из примеров экологии примирения или учета биоразнообразия в человеческих ландшафтах. Это также может быть частью программы биологической борьбы с вредителями . [2]

Здоровье человека [ править ]

Химические вещества, используемые в производстве продуктов питания для монокультур, могут быть непосредственно вредными для здоровья человека при попадании в окружающую среду. Азот - это химическое вещество, особенно высокое содержание которого содержится в удобрениях. Нитраты из этих удобрений часто попадают в водные источники из-за сельскохозяйственных стоков. Было показано, что потребление высоких доз нитратов приводит к метгемоглобинемии у младенцев. [16]

Многие из культур, потребляемых сегодня, также богаты калориями, что может привести к таким заболеваниям, как ожирение, гипертония и диабет II типа . [17] Поскольку она способствует разнообразию растений, поликультура может способствовать увеличению разнообразия рациона за счет включения нетрадиционных продуктов питания в сельское хозяйство и рацион людей. [3]

Эффективность [ править ]

Эффекты межвидовой конкуренции и внутривидовой конкуренции могут нанести большой ущерб растениям в определенных поликультурах. Для того, чтобы поликультура была эффективной, различные виды, входящие в ее состав, должны иметь различные биологические потребности, такие как поглощение различных питательных веществ или различное количество солнечного света, как указано в принципе конкурентного исключения. [4] Из-за большого количества видов растений, которые культивируются людьми, чрезвычайно сложно найти и испытать комбинации растений, где межвидовая и внутривидовая конкуренция не оказывает значительного отрицательного воздействия на отдельные растения. Таким образом, для сельскохозяйственных культур, для которых не существует исторических поликультур, такое разнообразие делает создание новых поликультур серьезной проблемой. [8]

Урожайность также является проблемой в поликультурах. В то время как поликультура производит больше биомассы, чем монокультура, [7] отдельные культуры внутри поликультуры не так распространены. [17] Когда существует основная культура, выращивание которой особенно важно для общества, более низкая урожайность определенной культуры может создать проблемы с доступностью продовольствия.

Точно так же, хотя болезни и вредители меньше влияют на поликультуру как группу, они не обязательно оказывают меньшее влияние на целевую культуру. В случае поражения специализированным вредителем или болезнью основная культура в поликультуре, вероятно, испытает такие же потери урожая, как и ее монокультура. [8]

Поликультура также часто требует больше труда. [2]

См. Также [ править ]

  • Агроэкология
  • Аквапоника
  • Полезные сорняки
  • Посадка-компаньон
  • Лесное озеленение
  • Фамильное растение
  • Комплексное управление
  • Интегрированная мульти-трофическая аквакультура
  • Монокультура
  • Медсестра

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Руководство по посадке компаньонов" . Томпсон и Морган . Проверено 14 июня +2016 .
  2. ^ a b c Chrispeels, MJ; Садава, Д.Е. 1994. «Системы земледелия: развитие, производительность и устойчивость». С. 25–57 в журнале « Растения, гены и сельское хозяйство» . Джонс и Бартлетт, Бостон, Массачусетс.
  3. ^ a b c d e f g h i j Altieri, Miguel A. (1999), "Экологическая роль биоразнообразия в агроэкосистемах", Биоразнообразие беспозвоночных как биоиндикаторы устойчивых ландшафтов , Elsevier, стр. 19–31, CiteSeerX 10.1.1.588 0,7418 , DOI : 10.1016 / b978-0-444-50019-9.50005-4 , ISBN  9780444500199
  4. ^ a b c Postma, Johannes A .; Линч, Джонатан П. (19 апреля 2012 г.). «Комплементарность корневой архитектуры для поглощения питательных веществ в древних поликультурах кукурузы / бобов и кукурузы / бобов / кабачков» . Летопись ботаники . 110 (2): 521–534. DOI : 10.1093 / Aob / mcs082 . PMC 3394648 . PMID 22523423 .  
  5. ^ a b c d e Неори, Амир; Шопен, Тьерри; Трэлл, Макс; Бушманн, Алехандро Х .; Kraemer, George P .; Холлинг, Кристина; Шпигель, Муки; Яриш, Чарльз (март 2004 г.). «Интегрированная аквакультура: обоснование, эволюция и состояние дел с упором на биофильтрацию морских водорослей в современной марикультуре». Аквакультура . 231 (1–4): 361–391. DOI : 10.1016 / j.aquaculture.2003.11.015 .
  6. ^ a b c d e f g Либман, Мэтт; Ставер, Чарльз П .; Либман, Мэтт; Mohler, Charles L .; Staver, Чарльз П. (2001), "диверсификации сельскохозяйственных культур для сорняков управления", Экологический менеджмент сельскохозяйственных Weeds , Cambridge University Press, стр 322-374,. DOI : 10,1017 / cbo9780511541810.008 , ISBN 978-0511541810
  7. ^ a b c d e Айверсон, Аарон Л .; Марин, Линда Э .; Эннис, Кэтрин К .; Гонтье, Дэвид Дж .; Коннор-Барри, Бенджамин Т .; Ремферт, Джейн Л .; Кардинале, Брэдли Дж .; Perfecto, Иветт (2014-10-03). «ОБЗОР: способствуют ли поликультуры взаимовыгодным или компромиссным результатам в сельскохозяйственных экосистемных услугах? Метаанализ». Журнал прикладной экологии . 51 (6): 1593–1602. DOI : 10.1111 / 1365-2664.12334 .
  8. ^ a b c d e f g h Андоу, Д. (1991-01-01). «Растительное разнообразие и реакция популяции членистоногих». Ежегодный обзор энтомологии . 36 (1): 561–586. DOI : 10.1146 / annurev.en.36.010191.003021 .
  9. ^ Weißhuhn, Питер; Реклинг, Мориц; Стахоу, Ульрих; Виггеринг, Хуберт (2017-12-07). «Поддержка сельскохозяйственных экосистемных услуг путем интеграции многолетних поликультур в севообороты» . Устойчивость . 9 (12): 2267. DOI : 10,3390 / su9122267 .
  10. ^ Б Бэйкер, Бет (2017). «Может ли современное сельское хозяйство быть устойчивым?» . Бионаука . 67 (4): 325–331. DOI : 10.1093 / Biosci / bix018 . ISSN 0006-3568 . 
  11. ^ a b Могуэль, Патриция; Толедо, Виктор М. (1999). «Сохранение биоразнообразия в традиционных кофейных системах Мексики» . Биология сохранения . 13 (1): 11–21. DOI : 10.1046 / j.1523-1739.1999.97153.x . JSTOR 2641560 . 
  12. ^ Allison, Mellissa (2013-01-27). «По мере того, как Индия набирает силу, растет и ее кофе» . Сиэтл Таймс .
  13. ^ Берчетт, Стивен; Берчетт, Сара (2011). Введение в сохранение дикой природы в сельском хозяйстве . Джон Вили и сыновья. п. 268. ISBN 978-1-119-95759-1.
  14. ^ Bezemer, Marjolein (12 декабря 2018). «Смешанное земледелие увеличивает урожайность риса» . Фонд reNature .
  15. ^ a b c d Митчелл, Чарльз Э .; Тилман, Дэвид; Грот, Джеймс В. (июнь 2002 г.). «Влияние разнообразия, обилия и состава видов пастбищных растений на лиственные грибковые заболевания». Экология . 83 (6): 1713. DOI : 10,1890 / 0012-9658 (2002) 083 [1713: eogpsd] 2.0.co; 2 . JSTOR 3071990 . 
  16. ^ a b Карпентер, SR; Caraco, NF; Коррелл, DL; Ховарт, RW; Шарпли, АН; Смит, В.Х. (август 1998 г.). «Неточечное загрязнение поверхностных вод фосфором и азотом» (PDF) . Экологические приложения . 8 (3): 559. DOI : 10,2307 / 2641247 . hdl : 1813/60811 . JSTOR 2641247 .  
  17. ^ a b c Pretty, J. (12 февраля 2008 г.). «Устойчивость сельского хозяйства: концепции, принципы и доказательства» . Философские труды Королевского общества B: биологические науки . 363 (1491): 447–465. DOI : 10.1098 / rstb.2007.2163 . PMC 2610163 . PMID 17652074 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Севооборот и поликультура
  • Поликультуры в засушливых районах Бразилии
  • Поликультура и профилактика заболеваний