Polykultura - Polyculture

Polyculture poskytovat užitečné v rámci poli rozmanitost : společník výsadbu z mrkve a cibule . Vůně cibule odkládá kořen mrkve , zatímco vůně mrkve odkládá cibuli .

Polykultura je forma zemědělství, ve kterém se pěstuje více než jeden druh současně a napodobuje rozmanitost přírodních ekosystémů. Polykultura je opakem monokultury , ve které se společně pěstují pouze členové jednoho rostlinného nebo živočišného druhu. Polykultura je tradičně nejrozšířenější formou zemědělství ve většině částí světa a dnes si získává na popularitě díky svým přínosům pro životní prostředí a zdraví. Existuje mnoho typů polykultury, včetně každoročních polykultur, jako je mezikulturní pěstování a pěstování krycích plodin , permakultura a integrovaná akvakultura. Polykultura je výhodná díky své schopnosti potlačovat škůdce, plevele a nemoci bez větších chemických vstupů. Polykultura jako taková je považována za udržitelnou formu zemědělství. Problémy s výnosem plodin a biologická konkurence však způsobily, že mnoho moderních hlavních průmyslových výrobců potravin se místo toho nadále spoléhalo na monokulturu.

Historické a moderní využití

Polykultura je tradičně nejrozšířenější formou zemědělství. Známým příkladem historické polykultury je vzájemné pěstování rostlin kukuřice , fazolí a squashu ve skupině, která se často označuje jako „tři sestry“. V této kombinaci poskytuje kukuřice strukturu, aby fazole mohla růst, fazole poskytuje dusík pro všechny rostliny, zatímco tykev potlačuje plevel na zemi. Tuto směs plodin lze vysledovat před několika tisíci lety k civilizacím v Latinské Americe a Africe a je reprezentativní pro to, jak se druhy v polykulturách navzájem podporují a minimalizují potřebu lidského zásahu. Integrovaná akvakultura nebo společné pěstování mořských plodů a rostlin je v některých částech východní Asie běžné již několik tisíc let. Například v Číně a Japonsku se ryby a krevety historicky pěstují v rybnících s rýží a mořskými řasami . Mezi další země, kde je polykultura tradičně podstatnou součástí zemědělství, a tak tomu je i dnes, patří země v himálajské oblasti, východní Asii, Jižní Americe a Africe.

Vzhledem k vývoji pesticidů , herbicidů a hnojiv se v padesátých letech stala převládající formou zemědělství monokultura. Prevalence polykultury v té době výrazně poklesla v popularitě v ekonomicky vyspělejších zemích, kde se předpokládalo, že produkuje menší výnos a vyžaduje více práce. Polykulturní zemědělství úplně nezmizelo, protože tradiční polykulturní systémy jsou dnes dnes podstatnou součástí systému výroby potravin. Odhaduje se, že přibližně 15% až 20% světového zemědělství spoléhá na tradiční polykulturní systémy. Většina latinskoamerických zemědělců nadále pěstuje svou kukuřici, fazole a dýně. V důsledku změny klimatu se polykultura v popularitě v rozvinutějších zemích vrací a výrobci potravin se snaží snížit své dopady na životní prostředí a zdraví.

Běžné postupy

Druhy pěstovaných rostlin, jejich prostorové rozložení a čas, který tráví společným pěstováním, určuje konkrétní typ polykultury, která se realizuje. Pro druhy rostlin nebo živočichů, které lze společně pěstovat za vzniku polykultury, neexistuje žádné omezení. Časové překryvy mezi rostlinami mohou být také asymetrické, přičemž jedna rostlina závisí na druhé po delší dobu, než je opětována, často kvůli rozdílům v délce života.

Každoroční polykultury

Intercropping

Pokud se pěstují více než dvě plodiny v úplném vzájemném prostorovém a časovém překrytí, označuje se to jako meziplodina . Intercropping je zvláště užitečný na pozemcích s omezenou dostupností půdy. Luštěniny jsou jednou z nejčastěji pěstovaných plodin, konkrétně luštěninově-obilninovými směsmi. Luštěniny fixují atmosférický dusík do půdy tak, aby byl k dispozici pro spotřebu jinými rostlinami v procesu známém jako fixace dusíku . Přítomnost luštěnin následně vylučuje potřebu umělých dusíkatých hnojiv v meziplodinách.

Oříznutí krytu

Když se plodina pěstuje vedle jiné rostliny, která není plodinou, tato kombinace se označuje jako krycí plodina . Pokud je neplodinou rostlina plevel, nazývá se tato kombinace plevelnou kulturou. Trávy a luštěniny jsou nejčastějšími krycími plodinami. Krycí plodiny jsou velmi prospěšné, protože mohou pomoci zabránit erozi půdy , fyzicky potlačit plevel, zlepšit retenci povrchové vody a v případě luštěnin poskytnout také sloučeniny dusíku.

Pásové oříznutí

Pásové oříznutí je forma polykultury, která zahrnuje pěstování různých rostlin ve střídajících se řadách. Zatímco pásové plodiny nezahrnují úplné promíchání rostlinných druhů, stále poskytují mnoho stejných výhod, jako je prevence eroze půdy a pomoc při koloběhu živin.

Permakultura

Další informace: Permakultura
Kávová farma v Kolumbii, kde se kávovníky pěstují pod několika druhy stromů v napodobování přírodních ekosystémů. Stromy poskytují kávovým rostlinám cenné zdroje, jako je stín, živiny a struktura půdy.

Mezi permakultury patří polykultury vytrvalých rostlin, jako jsou směsi luštěnin a trav a směsi divokých květin, populární v Evropě a mírnějším podnebí. Ty zvyšují úrodnost půdy pomocí fixace dusíkem, snižují erozi půdy, regulují spotřebu vody a snižují potřebu zpracování půdy, čímž šetří půdní živiny. Permakultury vyžadují ještě menší lidský zásah než jiné formy polykultury kvůli nižší míře sklizně a zpracování půdy.

V mnoha latinskoamerických zemích je agrolesnictví populární formou permakultury, kde se stromy a plodiny pěstují společně. Stromy dodávají rostlinám stín spolu s organickými látkami a živinami, když vylučují své listy nebo plody. Propracovaný kořenový systém stromů také pomáhá předcházet erozi půdy a zvyšuje přítomnost mikrobů v půdě. Kromě toho, že stromy prospívají plodinám, fungují samy jako komodity pro použití v papíru, medicíně, palivovém dříví atd. Pěstování kávovníků vedle jiných druhů stromů v Mexiku je běžnou praxí v agrolesnictví.

Káva je stínem milující plodina a tradičně se pěstuje ve stínu . V Indii se často pěstuje pod přírodním lesním baldachýnem, který nahrazuje vrstvu keřů. Odlišný systém polykultury se používá pro kávu v Mexiku, kde jsou keře Coffea pěstovány pod luštěninami v rodu Inga .

Jedním z přístupů k udržitelnosti je vývoj polykulturních systémů šlechtěním odrůd vytrvalých plodin tradičních jednoletých plodin na orné půdě. Vytrvalé plodiny vyžadují méně zpracování půdy a často mají delší kořeny než roční odrůdy, což pomáhá snižovat erozi půdy a snášet sucho. Takové odrůdy se vyvíjejí pro rýži, pšenici, čirok, holubí hrášek, ječmen a slunečnice. Pokud je lze kombinovat v polykultuře s luštěninami, jako je vojtěška, přidá se do systému fixace dusíku, což sníží potřebu hnojiv a pesticidů.

Kachny s volným přístupem k rýžovým polím poskytují další zdroj příjmu, jedí plevele, které by omezovaly růst rýže, a hnojí pole, čímž snižují potřebu hnojiv.

Některé tradiční systémy kombinovaly polykulturu s udržitelností. V jihovýchodní Asii rostly systémy rýže a ryby na rýžových polích jak pro sladkovodní ryby , tak pro rýži, což přineslo cennou další úrodu a snížilo eutrofizaci sousedních řek. Varianta v Indonésii kombinuje rýži, ryby, kachny a vodní kapradinu pro odolný a produktivní permakulturní systém; kachny sežerou plevel, který by jinak omezil růst rýže, což ušetří práci a herbicidy, zatímco kachní a rybí hnojivo nahradí hnojivo.

Integrovaná akvakultura

Integrovaná akvakultura je forma akvakultury, ve které se pěstují kultury ryb nebo krevet spolu s mořskými řasami, měkkýši nebo mikrořasami. Monodruhová akvakultura, forma akvakultury, kde se společně pěstují pouze zástupci druhů, představuje pro farmáře a životní prostředí několik problémů. Například sklizeň plodin mořských řas v monokulturách uvolňuje dusičnany do vody a může vést k silné eutrofizaci, k jaké došlo v Benátské laguně . Pokud jde o růst mořských plodů, největším problémem monokultur jsou vysoké náklady na krmivo, které tvoří přibližně polovinu výrobních nákladů. Ukázalo se však, že více než polovina krmiva pro mořské plody končí v plýtvání a může vést k dalším problémům s nadměrným uvolňováním dusíku a eutrofizací nebo květem řas ve sladké vodě. Mnoho technologických přístupů ke snižování těchto škodlivých vlivů na životní prostředí, jako jsou bakteriální biofiltry, prokázalo vysokou spotřebu energie a je ekonomicky nákladné.

Mnoho zemědělců proto přešlo na integrovanou akvakulturu. V integrovaných akvakulturních farmách mají rostliny dvojí účel, působí jako potrava pro mořská zvířata a jako zařízení pro filtraci vody pro okolní prostředí tím, že absorbují dusičnany a přebytečný kyslík. Živiny lze recyklovat mezi rostlinami a zvířaty, což snižuje potřebu chemických doplňků výživy. Rostliny, které se pěstují spolu s mořskými plody, jako jsou mořské řasy, mají často samy o sobě významnou komerční hodnotu, takže jejich začlenění do již existujících monokultur mořských plodů zvyšuje ekonomickou hodnotu.

Funkce

Ochrana proti škůdcům

Škůdci jsou v polykulturách méně převládající než monokultury kvůli rozmanitosti plodin. Nedostatek koncentrace jedné plodiny činí polykultury méně přitažlivými pro škůdce, kteří silně upřednostňují určitou plodinu. Tito specializovaní škůdci budou mít často větší potíže s umístěním příznivé hostitelské rostliny uvnitř polykultury než v monokultuře. Pokud má škůdce všeobecnější preference, rychleji odejde jiným rostlinám v polykultuře a jako takový bude mít menší účinek na kteroukoli rostlinu. Jsou-li v blízkém okolí přítomni škůdci, polykultury následně vykazují nižší ztrátu výnosu než monokultury v teorii známé jako hypotéza asociační rezistence. Vzhledem k tomu, že polykultury napodobují přirozeně rozmanité ekosystémy, obecní škůdci pravděpodobně méně rozlišují mezi polykulturami a okolním prostředím. Škůdci jako takoví cestují volněji mezi těmito dvěma prostředími a mají relativně menší přítomnost v polykulturách.

Kvůli rozmanitosti rostlin v polykultuře jsou k polykultuře často přitahováni také přirození nepřátelé nebo predátoři škůdců, a to vedle samotných škůdců. Tito přirození nepřátelé pomáhají potlačovat populace škůdců, aniž by škodili samotným rostlinám.

Kontrola nemoci

Choroby rostlin jsou v polykulturách méně převládající než v monokulturách. Hypotéza diverzity onemocnění uvádí, že větší rozmanitost rostlin vede ke snížení závažnosti onemocnění. Vzhledem k tomu, že různé rostliny jsou náchylné k různým chorobám, pokud onemocnění negativně ovlivní jednu plodinu, nemusí se nutně šířit do jiné, a tak je celkový dopad omezen. Typ nemoci a citlivost konkrétních rostlin uvnitř polykultury na konkrétní chorobu se však mohou velmi lišit.

Hospodaření s plevely

Hustota plodin i rozmanitost ovlivňují růst plevele v polykulturách. Větší hustota rostlin snižuje dostupnou vodu, sluneční světlo a koncentrace živin v prostředí. Taková redukce se zvyšuje s větší rozmanitostí plodin, protože se plně využívá více potenciálních zdrojů. Tato úroveň konkurence činí polykultury obzvláště nehostinnými pro plevel.

Když rostou, mohou plevele pomáhat polykulturám a pomáhat při ochraně škůdců přitahováním přirozených nepřátel škůdců. Mohou také působit jako hostitelé členovců, kteří jsou prospěšní pro jiné rostliny v polykultuře.

Výhody

Udržitelnost

Další informace: Udržitelné zemědělství
Aplikace pesticidů na plodiny v monokultuře : některé z těchto pesticidů pravděpodobně skončí ve vodních zdrojích a atmosféře, kde mohou vážně poškodit zdraví a životní prostředí. Polykultury přitahují méně škůdců než monokultury a dochází k menší ztrátě výnosu, i když jsou přítomni škůdci, což často eliminuje potřebu pesticidů.

Protože polykultury používají metody kontroly škůdců, chorob a plevele, které se nespoléhají na lidský zásah, neuvolňují pesticidy do životního prostředí. Snižuje se také používání hnojiv, protože různé rostliny plněji sdílejí a využívají všechny dostupné půdní a atmosférické živiny. Dopady na životní prostředí, jako je eutrofizace sladké vody nebo přítomnost přebytečného atmosférického dusíku, jsou tedy výrazně sníženy.

Podobně jsou sníženy další negativní dopady moderního zemědělství. Ve většině moderních zemědělských postupů dochází k nadměrnému zpracování půdy , ale z půdy se odstraňují základní mikroby a živiny, které jsou konzervovány v polykulturách, zejména permakulturách. Protože polykultura spoléhá na přirozené systémy údržby plodin, zemědělci šetří peníze na strojích. Společným pěstováním více rostlin nebo zvířat ve stejném prostoru je zemědělská půda, celosvětově kritický zdroj, který zabírá 40% rozlohy světa, využívána produktivněji.

Polykultura zvyšuje místní biologickou rozmanitost . Zvyšování rozmanitosti plodin může zvýšit opylování v okolních prostředích, protože rozmanité rostliny přitahují širší škálu opylovačů. Toto je jeden příklad ekologie usmíření nebo přizpůsobení biologické rozmanitosti v lidské krajině. To může také tvořit součást programu biologické ochrany před škůdci .

Lidské zdraví

Chemické látky používané při výrobě potravin v monokultuře mohou být při uvolnění do životního prostředí přímo škodlivé pro lidské zdraví. Dusík je chemická látka, která se v hnojivech nachází zejména ve vysokých koncentracích. Dusičnany z těchto hnojiv se často integrují do vodních zdrojů v důsledku odtoku zemědělských produktů. Ukázalo se, že konzumace dusičnanů ve vysokých dávkách vede u kojenců k methemoglobinemii .

Mnoho z dnes konzumovaných plodin jsou plodiny bohaté na kalorie, které mohou vést k onemocněním, jako je obezita, hypertenze a cukrovka typu II . Protože podporuje rozmanitost rostlin, může polykultura přispět ke zvýšení rozmanitosti stravy začleněním netradičních potravin do zemědělství a stravy lidí.

Účinnost

Účinky mezidruhové konkurence a vnitrodruhové kompetice mohou způsobit velké poškození rostlin v určitých polykulturách. Aby byla polykultura účinná, musí mít různé druhy, které jsou její součástí, odlišné biologické potřeby, jako je vstřebávání různých živin nebo vyžadování různých množství slunečního světla, jak stanoví zásada konkurenčního vyloučení. Vzhledem k velkému počtu rostlinných druhů, které jsou pěstovány lidmi, je nalezení a testování kombinací rostlin, kde mezidruhová a vnitrodruhová konkurence významně nepříznivě neovlivňuje jednotlivé rostliny, velmi obtížné. U plodin, kde historické polykultury neexistují, je díky takovéto rozmanitosti vytváření nových polykultur významným problémem.

Výnos plodiny je také problémem polykultur. Zatímco polykultura produkuje celkově více biomasy než monokultura, jednotlivé plodiny uvnitř polykultury nejsou tak rozšířené. Pokud existuje ohnisková plodina, jejíž pěstování je pro společnost obzvláště důležité, může nižší výnos určité plodiny představovat problémy s dostupností potravin.

Podobně, zatímco nemoci a škůdci ovlivňují polykulturu méně jako skupina, nemusí nutně mít snížený účinek na ohniskovou plodinu. Pokud je terčem specializovaného škůdce nebo choroby, ohnisková plodina v polykultuře pravděpodobně utrpí stejnou ztrátu výnosu jako její protějšek v monokultuře.

Polykultura také často vyžaduje více práce.

Viz také

Reference

  1. ^ „Průvodce společnou výsadbou“ . Thompson a Morgan . Vyvolány 14 June 2016 .
  2. ^ a b c Chrispeels, MJ; Sadava, DE 1994. „Farming Systems: Development, Productivity, and Sustainability“. s. 25–57 v Rostliny, geny a zemědělství . Jones a Bartlett, Boston, MA.
  3. ^ a b c d e f g h i j Altieri, Miguel A. (1999), „Ekologická role biodiverzity v agroekosystémech“, Biodiverzita bezobratlých jako bioindikátory udržitelné krajiny , Elsevier, str. 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 .; Lynch, Jonathan P. (2012-04-19). "Komplementarita v kořenové architektuře pro příjem živin ve starověké polykultuře kukuřice / fazole a kukuřice / fazole / squash" . Annals of Botany . 110 (2): 521–534. doi : 10,1093 / aob / mcs082 . PMC   3394648 . PMID   22523423 .
  5. ^ a b c d e Neori, Amir; Chopin, Thierry; Troell, Max; Buschmann, Alejandro H .; Kraemer, George P .; Halling, Christina; Shpigel, Muki; Yarish, Charles (březen 2004). „Integrovaná akvakultura: zdůvodnění, evoluce a současný stav techniky s důrazem na biofiltraci mořských řas v moderním zahradnictví“. Akvakultura . 231 (1–4): 361–391. doi : 10.1016 / j.akvakultura.2003.11.015 .
  6. ^ a b c d e f g Liebman, Matt; Staver, Charles P .; Liebman, Matt; Mohler, Charles L .; Staver, Charles P. (2001), „Diverzifikace plodin pro hubení plevelů“, Ekologický management zemědělských plevelů , Cambridge University Press, s. 322–374, doi : 10,1017 / cbo9780511541810.008 , ISBN   978-0511541810
  7. ^ a b c d e Iverson, Aaron L .; Marín, Linda E .; Ennis, Katherine K .; Gonthier, David J .; Connor-Barrie, Benjamin T .; Remfert, Jane L .; Cardinale, Bradley J .; Perfecto, Ivette (03.10.2014). „RECENZE: Podporují polykultury výhry nebo kompromisy v službách zemědělských ekosystémů? Metaanalýza“. Journal of Applied Ecology . 51 (6): 1593–1602. doi : 10.1111 / 1365-2664.12334 .
  8. ^ a b c d e f g h Andow, D. (1991-01-01). „Vegetační rozmanitost a reakce členovců“. Každoroční přezkum entomologie . 36 (1): 561–586. doi : 10,1146 / annurev.en.36.010191.003021 .
  9. ^ Weißhuhn, Peter; Reckling, Moritz; Stachow, Ulrich; Wiggering, Hubert (07.12.2017). „Podpora zemědělských ekosystémových služeb prostřednictvím integrace vytrvalých polykultur do střídání plodin“ . Udržitelnost . 9 (12): 2267. doi : 10,3390 / su9122267 .
  10. ^ a b Baker, Beth (2017). „Může být moderní zemědělství udržitelné?“ . BioScience . 67 (4): 325–331. doi : 10,1093 / biosci / bix018 . ISSN   0006-3568 .
  11. ^ a b Moguel, Patricia; Toledo, Victor M. (1999). "Ochrana biodiverzity v tradičních systémech kávy v Mexiku" . Biologie ochrany . 13 (1): 11–21. doi : 10,1046 / j.1523-1739.1999.97153.x . JSTOR   2641560 .
  12. ^ Allison, Mellissa (2013-01-27). „Jak Indie získává na síle, roste i její káva“ . Seattle Times .
  13. ^ Burchett, Stephen; Burchett, Sarah (2011). Úvod do ochrany divoké zvěře v zemědělství . John Wiley & Sons. p. 268. ISBN   978-1-119-95759-1 .
  14. ^ Bezemer, Marjolein (12. prosince 2018). "Smíšené zemědělství zvyšuje výnos rýže" . Nadace reNature .
  15. ^ a b c d Mitchell, Charles E .; Tilman, David; Groth, James V. (červen 2002). „Vliv rozmanitosti, hojnosti a složení druhů rostlin na loukách na listovou houbovou chorobu“. Ekologie . 83 (6): 1713. doi : 10,1890 / 0012-9658 (2002) 083 [1713: eogpsd] 2.0.co; 2 . JSTOR   3071990 .
  16. ^ a b Carpenter, SR; Caraco, NF; Correll, DL; Howarth, RW; Sharpley, AN; Smith, VH (srpen 1998). „Nonpoint Pollution of Surface Waters with Phosphorus and Nitrogen“ (PDF) . Ekologické aplikace . 8 (3): 559. doi : 10,2307 / 2641247 . hdl : 1813/60811 . JSTOR   2641247 .
  17. ^ a b c Pretty, J. (12.02.2008). „Udržitelnost zemědělství: koncepty, zásady a důkazy“ . Filozofické transakce Královské společnosti B: Biologické vědy . 363 (1491): 447–465. doi : 10.1098 / rstb.2007.2163 . PMC   2610163 . PMID   17652074 .

externí odkazy