Земледелие в поликультуре: методы, преимущества и недостатки

Традиционное монокультурное земледелие в краткосрочной перспективе весьма эффективно, однако в долгосрочной у него обнаруживаются серьезные недостатки: деградация почвы, уязвимость к вредителям и сокращение биоразнообразия. Это вынуждает фермеров рано или поздно обращаться к поликультурному земледелию – имитации естественных экосистем путем совместного выращивания нескольких видов. Концепция поликультур не ограничивается земледелием — она универсальна и все чаще применяется в аквапонике и интегрированных системах земледелия.

Что такое поликультурное земледелие?

Поликультурное земледелие — это метод ведения сельского хозяйства, предполагающий одновременное выращивание на одном участке двух или более культур/видов. Этот подход резко контрастирует с монокультурой, где на большой площади выращивается только один сорт.

Поликультурные системы строятся по образцу природных экосистем, они должны воспроизводить присущие дикой природе разнообразие и взаимозависимость – в таких условиях множество видов сосуществуют вместе и поддерживают рост друг друга.

Этот метод можно применять к широкому спектру культур, и даже включать животных или водные виды биоты – таким образом, он подходит для интегрированных систем земледелия. В поликультуре виды для выращивания тщательно отбирают на основе их взаимодействия друг с другом: одни могут отпугивать вредителей, другие — повышать плодородие почвы, третьи — обеспечивать тень или опору для растений-компаньонов.

Поликультурное земледелие — не новая концепция. Оно веками практиковалось в традиционном сельском хозяйстве. Однако современные инновации в науке и технике позволили точнее планировать, контролировать и оптимизировать эти системы, что делает их всё более актуальными в современном сельском хозяйстве.

Стимулируя биоразнообразие, поликультурное земледелие способствует созданию более сбалансированного и саморегулирующегося агроценоза, снижает потребность в химикатах и повышает общую устойчивость хозяйства.

Как работает поликультурное земледелие?

Поликультурное земледелие основано на принципе синергии между различными видами. Этот метод позволяет сельскохозяйственным культурам извлекать пользу из биологических особенностей друг друга. Вместо того, чтобы полагаться на искусственные факторы, такие как пестициды и синтетические удобрения, поликультурные системы фокусируются на естественных взаимоотношениях между растениями, почвенными организмами и окружающей средой.

Вот как это обычно работает:

1. Выбор культур по принципу взаимодополняемости

Фермеры выбирают культуры с взаимодополняющими особенностями роста. Например, высокие растения могут создавать тень для светочувствительных, а бобовые могут фиксировать азот в почве, что благоприятно сказывается на соседних растениях, которым нужно больше питательных веществ.

2. Пространственно-временное планирование

Размещение культур в поликультурной системе имеет стратегический характер. В некоторых системах культуры выращиваются одновременно, на одном участке, в других сроки посева распределяют так, чтобы каждый вид мог развиваться без конкуренции. Время и интервалы между посадками играют ключевую роль в обеспечении всех растений достаточным количеством света, воды и питательных веществ.

3. Здоровье почвы и круговорот питательных веществ

Выращивание поликультур способствует формированию здорового микробиома почвы. Благодаря взаимодействию различных структур корней и потребностей в питательных веществах почва становится более динамичной и плодородной. Такое разнообразие снижает риск истощения определенных питательных веществ и способствует поддержанию здоровья почвы в долгосрочной перспективе.

4. Борьба с вредителями и болезнями

Биоразнообразие в полевых условиях служит естественным средством защиты от вредителей. Некоторые культуры могут отпугивать определенных вредителей, другие – привлекать полезных насекомых-хищников. Это снижает зависимость от химических пестицидов.

5. Эффективность использования воды и энергии

Использование культур с разной глубиной корневой системы и интенсивностью транспирации позволяет добиться более сбалансированного водопользования. Затенённые участки уменьшают испарение, а некоторые комбинации улучшают удержание воды в почве.

Фактически, поликультурные системы функционируют как саморегулирующаяся мини-экосистема, по сравнению с традиционными методами предлагая целостный подход к ведению сельского хозяйства.

Зачем заниматься поликультурным земледелием?

Поликультурное земледелие решает множество задач, касающихся экологической и экономической устойчивости, эффективного использования ресурсов. Фермеры, исследователи и агробизнес все чаще применяют этот метод не только для повышения производительности, но и для решения проблем, связанных с изменением климата, деградацией почв и потерей биоразнообразия.

1. Повышение биоразнообразия

Одна из основных целей поликультурных систем – восстановление и поддержание биоразнообразия на сельхозземлях. Разнообразие культур и видов снижает риск вспышек заболеваний, усиливает борьбу с вредителями посредством естественных хищников, поддерживает опылителей и другую полезную биоту.

2. Улучшение здоровья почвы

Поликультурное земледелие способствует регенерации почвы благодаря разнообразной структуре корней и восполнению круговорота питательных веществ. Бобовые культуры, как уже было сказано, обогащают почву азотом, а растения с глубокой корневой системой помогают разрыхлить уплотненные слои почвы и улучшить впитывание воды.

3. Снижение зависимости от внешних факторов

Используя естественные экологические процессы, поликультурные фермы стремятся минимизировать использование синтетических удобрений, пестицидов и гербицидов. Это снижает воздействие на окружающую среду и долгосрочные затраты на сельскохозяйственные работы.

4. Повышение стабильности урожайности

Поликультурное земледелие обеспечивает устойчивую рентабельность за счет диверсификации культур. Если одна культура потеряет урожай из-за болезни, вредителей или экстремальных погодных условий, фермер получит доход за счет других – вспомните, что монокультурные хозяйства время от времени подвергаются катастрофическим потерям.

5. Повышение эффективности использования ресурсов

Эти системы позволяют более эффективно использовать доступные земельные участки, воду и солнечный свет за счёт вертикального размещения культур – или же за счёт совмещения культур с несовпадающими экологическими нишами.

6. Поддержка адаптации к изменению климата

Системы поликультуры более адаптируемы к экстремальным погодным условиям благодаря экологическому разнообразию. Они помогают смягчить последствия наводнений, засух и колебаний температуры, что делает их идеальными для ведения сельского хозяйства в уязвимых условиях.

Методы поликультурного земледелия

Поликультурное земледелие включает в себя несколько стратегий возделывания культур, направленных на максимизацию продуктивности земель, экологического баланса и здоровья растений. Эти методы различаются по структуре и срокам, но имеют общую цель: создать синергетическое взаимодействие между различными культурами, приносящее пользу всей системе земледелия.

Приведем самые распространенные методы поликультурного земледелия:

1. Сменное возделывание (модифицированное двойное возделывание)

Сменное возделывание — это метод, при котором вторая культура высаживается до полной уборки первой. Такое перекрытие циклов роста позволяет эффективней использовать землю и экономить время. Например, пшеницу можно высевать между рядами кукурузы перед уборкой. Этот метод способствует сохранению влаги в почве и улучшает удержание питательных веществ между циклами возделывания.

2. Многократное возделывание

При этом методе в течение года две или более культур выращиваются на одном участке. Культуры могут высаживаться одновременно или последовательно. Многокультурное выращивание повышает доходность сельскохозяйственных угодий и улучшает плодородие почвы за счет разнообразия севооборотов, снижая риск полного неурожая.

3. Покровные культуры

Покровные культуры высаживаются в первую очередь для защиты и обогащения почвы, а не для сбора урожая. К распространенным покровным культурам относятся клевер, рожь и бобовые. Эти культуры предотвращают эрозию, подавляют сорняки и обогащают почву органическими веществами, особенно в межсезонье, когда основных культур на поле нет.

4. Совместное выращивание культур

Совместное выращивание культур подразумевает одновременное выращивание двух или более культур на одном поле – но таким образом, чтобы они не конкурировали за ресурсы. Например, кукурузу можно высаживать рядом с фасолью – кукуруза при этом служит естественной шпалерой для фасоли. Этот метод повышает урожайность и улучшает защиту от вредителей и болезней за счет разнообразия культур.

5. Севооборот

Систематический посев различных культур в определенной последовательности в течение нескольких сезонов. Например, на поле в течение трёх лет можно чередовать выращивание бобовых, злаковых и корнеплодов. Этот метод помогает разорвать циклы распространения вредителей, снизить воздействие болезней и улучшить структуру и плодородие почвы.

Каждый из этих методов поликультуры можно адаптировать к любым климатическим условиям, типам почв и целям выращивания культур – так у фермеров образуются самые гибкие возможности для повышения устойчивости и рентабельности хозяйства.

Преимущества поликультурного земледелия

1. Экономия ресурсов

Одно из основных преимуществ поликультурного земледелия – это эффективное использование природных ресурсов. Сочетая культуры с взаимодополняющими потребностями в питательных веществах и особенностями роста, фермер может сократить потребность в синтетических удобрениях и орошении.

2. Естественная борьба с вредителями за счёт конкуренции растений

В диверсифицированных системах земледелия вредители распространяются медленнее: растение-хозяин, на котором они предпочитают селиться, окружено другими видами растений. Некоторые из них даже выделяют соединения, отпугивающие вредных насекомых или привлекающие полезных хищников, что снижает потребность в химических пестицидах.

3. Улучшение плодородия и структуры почвы

Сочетание видов растений с корневым питанием на разной глубине улучшает структуру почвы, аэрацию и содержание органического вещества. Это приводит к лучшему удержанию воды, снижению эрозии и долгосрочному повышению плодородия. Некоторые культуры естественным образом разрыхляют уплотненные слои почвы, снижая потребность хозяйства в механической обработке.

4. Повышение стабильности урожайности

Выращивая несколько культур, фермеры становятся менее уязвимы к колебаниям рынка, климатическим явлениям или вспышкам болезней. Диверсификация распределяет риски и гарантирует, что хотя бы часть фермы останется продуктивной в сложных условиях.

5. Устойчивость к изменению климата

Системы поликультуры более устойчивы к экстремальным погодным явлениям – засухам, наводнениям, резким перепадам температур. Разные культуры по-разному реагируют на климатический стресс, что с течением времени делает общую систему более стабильной и продуктивной.

6. Улучшение биоразнообразия и экосистемных услуг

Поликультура способствует большему биоразнообразию на ферме: здесь селятся полезные насекомые, птицы и почвенные организмы. Это усиливает опыление, улучшает борьбу с вредителями и восполняет круговорот питательных веществ, что крайне важно для поддержания продуктивной саморегуляции экосистемы фермерского хозяйства.

Недостатки поликультурного земледелия

Поликультурное земледелие обладает многочисленными преимуществами, но конечно, оно сопряжено с рядом проблем. Эти ограничения могут повлиять как на эффективность, так и на масштабируемость системы, особенно для коммерческих ферм на этапе перехода от традиционных моделей монокультурного земледелия.

1. Проблемы контроля

Одновременное выращивание нескольких культур может быть сложным и трудоемким. У разных видов растений разные потребности в воде, питательных веществах, свете и пространстве, что затрудняет равномерное орошение или внесение удобрений. Кроме того, из-за разнообразия культур усложняется мониторинг вредителей и болезней, что потенциально требует более тщательного наблюдения и планирования.

2. Ограничения по оборудованию

Большинство современного сельскохозяйственного оборудования разработано для монокультурного земледелия, то есть, для условий равномерного выращивания одной культуры. В поликультурной системе технику нелегко приспособить для посева, уборки урожая или обработки смешанных культур. Это приводит к увеличению объема ручного труда или к необходимости использования специализированных инструментов. Таким образом, стоимость и время выполнения операции растут.

Методы монокультурного и поликультурного земледелия

При сравнении методов монокультурного и поликультурного земледелия важно оценить эффективность каждой системы с точки зрения производительности, устойчивости и управления рисками. Оба подхода имеют своё место в сельском хозяйстве в зависимости от масштаба, целей и доступных ресурсов хозяйства.

1. Простота и сложность

Монокультурное земледелие ориентировано на выращивание одного вида сельскохозяйственной культуры в больших масштабах, что упрощает посадку, сбор урожая, борьбу с вредителями и использование техники. В отличие от этого, поликультурное земледелие предполагает выращивание нескольких культур, что требует более сложного планирования и применения разнообразных агротехнических приёмов.

2. Воздействие на окружающую среду

Системы монокультурного земледелия часто связаны с деградацией почвы, более высоким использованием химикатов и повышенной уязвимостью к вредителям и вспышкам болезней. Поликультурные же системы, напротив, способствуют укреплению здоровья почвы, биоразнообразию и естественной устойчивости к вредителям.

3. Урожайность и риск

Монокультура может обеспечить более высокую краткосрочную урожайность, но она сопряжена и с повышенным риском полного неурожая из-за болезней или экстремальных погодных явлений. Поликультурное земледелие обеспечивает стабильную урожайность за счет диверсификации культур и помогает защититься от непредвиденных потерь.

4. Пригодность для автоматизации

Монокультура более совместима с крупномасштабным механизированным земледелием и автоматизацией, что делает ее привлекательной для промышленного сельского хозяйства. Системы поликультуры часто требуют индивидуального подхода и большего объема ручного труда, что может ограничивать масштабируемость, но повышать гибкость для малых и средних хозяйств.

5. Долгосрочная устойчивость

Со временем методы поликультуры способствуют долгосрочному плодородию почвы, экологическому балансу и снижению зависимости от синтетических удобрений, что делает их предпочтительным выбором для хозяйств, ориентированных на регенеративное и устойчивое сельское хозяйство. Монокультура часто требует внешних ресурсов для поддержания продуктивности, что может быть неустойчивым в долгосрочной перспективе.

________________________

Поликультурное земледелие представляет собой мощную альтернативу традиционным сельскохозяйственным системам, предлагая более устойчивый, стабильный и экологически безопасный подход к производству продуктов питания. Интегрируя несколько культур или видов в одной среде выращивания, поликультурные системы способствуют сохранению биоразнообразия, оптимизируют использование ресурсов и улучшают долгосрочное состояние почвы и воды.

Несмотря на трудоемкость, сложность управления и ограниченность оборудования, преимущества (от повышения урожайности до сохранения окружающей среды) делают поликультурное земледелие привлекательным выбором как для наземного, так и для аквакультурного хозяйства. При разумном применении, особенно с поддержкой современных знаний и инфраструктуры, методы поликультуры могут обеспечить как экологические, так и экономические преимущества.