12.11.2015

Смешанные сообщества превосходят по урожайности монокультуры
Европейская команда исследователей во главе с экологами из Цюрихского университета обнаружили, что разнообразные растительные сообщества более успешны и способствуют увеличению урожая, по сравнению с чистыми монокультурами. Ученые убеждены, что комбинированное выращивание культур в сельском и лесном хозяйствах будет играть ключевую роль для продовольственной безопасности в будущем.

Хотя монокультуры можно культивировать вполне эффективно, они экологически не рациональны: экологический ущерб для почвы и воды вследствие выращивания монокультур становится все более очевидным. Однако, несмотря на недостатки, монокультуры остаются основной формой посевов и рассматриваются в качестве единственной возможности достижения более высоких урожаев в растениеводстве – и совершенно неправомерно, считает Бернхард Шмид, профессор экологии из Цюрихского университета, выступающий за новую форму ведения сельского и лесного хозяйств. Новое исследование, проведённое аспирантом Деброй Заппингер Дингли показывает, что урожайность пастбищных растений в разнообразных растительных сообществах является выше, чем в монокультурных.

Шмид видит «возможность будущего питания человечества в неиспользуемом потенциале биоразнообразия» – многообещающие перспективы при том, что ОЭСР и Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН подают тревожные сигналы: Обе организации прогнозируют, что сельскохозяйственная производительность в будущем не будет расти в том же темпе, что и до сих пор. А учитывая постоянное увеличение населения, это означало бы снижение продовольственной безопасности.

В ходе 10-летнего исследования, группа учёных из Швейцарии, Германии и Нидерландов во главе с профессором Шмидом отслеживала урожайность луговых растений, которые они культивировали в монокультурных или в смешанных растительных сообществах. Как не удивительно, последние оказались более продуктивным, чем монокультуры.

– Благодаря их разнообразию, различные виды растений в таких сообществах занимают все доступные ниши экосистемы. Это позволяет им использовать питательные вещества почвы, свет и воду гораздо более эффективно, чем монокультурам, что в конечном итоге приводит к более высоким урожаям, – объясняет Дэн Флинн, постдок из группы профессора Шмида.

Еще одно преимущество заключается в том, что в разнообразных сообществах отмечается меньшее давление на растения со стороны паразитов, чем в монокультурных сообществах. Другими словами, паразиты распространяются менее эффективно, поскольку в биологически разнообразном растительном мире им сложнее найти своё особое растение-хозяина. Таким образом, различные виды растений выступают в качестве защитных экранов друг для друга. Эта взаимная защита в группе позволяет отдельным растениям тратить больше ресурсов на рост и производство потомства, а не на борьбу с вредителями.

– Разнообразие обеспечивает защиту от вредителей и является необходимым условием для повышения урожайности в растительных сообществах, – убеждён профессор Шмид.

Кроме того, исследователи обнаружили, что различные виды приспосабливаются к растительным сообществам на протяжении нескольких поколений. Подобная так называемая краткосрочная эволюция приводит к дальнейшему увеличению урожайности в комбинированных посадках – возможности, которая, по словам профессора Шмида, стала неожиданностью для основного исследования и культивации растений. В ходе подобного процесса адаптации, различные виды начинают специализироваться на своих сильных сторонах, и тем самым улучшают дополнительное использование ресурсов во всём растительного сообществе в ходе процесса, известного как смещение признака. Травы, например, развивают более толстые листья, которые становятся способны использовать прямой солнечный свет в верхнем слое луга, в то время как клеверные виды выпускают большие, но тонкие листья, чтобы более эффективно поглощать более слабый свет у поверхности земли.

На сегодняшний день биоразнообразие связано, прежде всего, с сохранением видов и генетического разнообразия.

– Результаты нашего исследования показывают, что разнообразие позволяет стабилизировать функциональность экосистем на высоком уровне на протяжении длительного времени и в различных условиях, – заключает профессор Шмид. Он убежден, что результаты этого исследования, опубликованные в научном журнале «Nature», в сочетании с данными его более ранних исследовательских проектов, помогут вызвать сдвиг парадигмы в сельском хозяйстве в долгосрочной перспективе. В конце концов, положительные эффекты смешанных культур проявляются не только в таких растительных сообществах, как луга и леса, но и при смешанном выращивании различных сортов или генотипов одной культуры, например пшеницы.

Поэтому методы разведения и выращивание растений должны ориентироваться на смешанные посадки, а не на улучшение урожайности монокультур. Нельзя забывать и о большей экологичности смешанного земледелия, поскольку смеси требуют меньших затрат на борьбу с вредителями и более эффективно используют всевозможные удобрения.

Источник

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here

5 + 8 =