Использование поликультур для повышения урожайности силоса и зерновых
Исследователи штата Пенсильвания изучают преимущества для борьбы с вредителями и повышения урожайности выращиваемых поликультур для производства силоса и зерна.
В борьбе с вредителями фермеры полагаются на различные тактики. Производители органической продукции, как правило, полагаются на биологическую тактику. Традиционные производители имеют более широкий спектр решений по борьбе с вредителями, но многие из них, как правило, слишком сильно полагаются на химический контроль, а это может отрицательно повлиять на здоровье человека или окружающую среду, в то же время являясь дорогостоящими.
Одним из способов, с помощью которого исследовательская группа пытаются воспользоваться преимуществами экологических взаимодействий, является выращивание поликультур или нескольких видов сельскохозяйственных культур на одном поле одновременно. Это старая идея. На самом деле, как вы, возможно, помните, коренные американцы полагались на систему производства, которая сочетала в себе кукурузу, бобы и тыкву — «Три сестры». Традиционная точка зрения заключалась в том, что такое сочетание трех видов культур давало лучший урожай, чем каждая культура по отдельности, потому что бобы фиксируют азот, кукуруза обеспечивала полюс для подъема бобов, в то время как широкие листья тыквы помогали подавлять сорняки. Недавно исследования показали, что эта комбинация культур дала нечто большее, чем просто трио преимуществ. Три вида растений имеют разную корневую структуру, что позволяет культурам разделять почвенные ресурсы и улавливать больше воды и питательных веществ на конкретном участке почвы. С точки зрения борьбы с насекомыми-вредителями, разнообразие видов сельскохозяйственных культур, вероятно, способствовало росту популяций полезных насекомых, включая опылителей, которые повышали продуктивность культур, опыляя бобы и тыкву, а также естественных врагов, которые помогали бороться с вредителями.
Некоторые из наших текущих исследований, проводимых в штате Пенсильвания, направлены на получение аналогичных многофункциональных преимуществ путем смешивания совместимых видов культур или сортов культур. В рамках одного из этих усилий мы концентрируемся на производстве силоса. Многие молочные фермеры, производящие силос, выращивают кукурузу и сою, но большинство из них держат их на отдельных полях. В последние годы мы сталкиваемся с растущим числом фермеров, которые экспериментируют с выращиванием кукурузы и сои на одном поле, полагая, что эти культуры принесут пользу друг другу — соя обеспечивает азот и некоторое количество белка, а кукуруза большую часть биомассы. Основываясь на этой идее, мы провели серию экспериментов по смешиванию кукурузы и сои, кукурузы и сорго, а также кукурузы, сорго, сои и подсолнечника.
Мы обнаружили, что смеси могут производить биомассу, подобную той, которую могут предложить монокультуры кукурузы, но некоторые из смесей обеспечивают преимущества. Например, смеси имеют более высокое содержание питательных веществ, или смеси с сорго, как правило, имеют более высокое содержание грубой клетчатки, обе из которых, полезны для питания животных. С точки зрения борьбы с вредителями насекомых, мы обнаружили, что смеси не сильно страдают от вредителей, потому что они, способствуют формированию хороших сообществ естественных врагов, которые могут помочь защитить сельскохозяйственные культуры от повреждений насекомыми. Несмотря на то, что смеси приносят пользу, существуют и проблемы. Семена разного размера могут быть сложными для посадки за один проход, поэтому два прохода могут быть более эффективными. У нас также были некоторые проблемы со сбором урожая, в основном на участках с сорго. Очевидно, что эта система работает, но исследователи продолжают ее совершенствовать, и в будущем смогут предоставить более детальную информацию.
Другой проект в области поликультуры похож, но смеси в нем происходят с культурами внутри одного вида, так что нет никаких проблем при выращивании или сборе урожая. Больше всего ученые работали со смесями пшеницы, смешивая от 3 до 6 сортов одинаковой зрелости. Их работа и аналогичные исследования в других местах показывают, что сортовые смеси мелких зерен имеют тенденцию давать на 5-10% больше урожая, чем монокультуры, так как сорта варьируют по производительности в зависимости от годовых условий, и производительность одного сорта может компенсировать производительность других. С точки зрения борьбы с насекомыми-вредителями, они обнаружили в некоторых экспериментах, что в смесях культурного сорта меньше насекомых-вредителей, но лишь на немногих полях развивались сложные популяции вредителей.
Что касается патогенных микроорганизмов, они обнаружили, что смеси сортов могут защищать от болезней листьев, потому что разные сорта имеют разную восприимчивость к ржавчине и гниению. К сожалению, смеси представляют собой проблему, когда речь заходит о защите от болезней колоса, поскольку отдельные сорта в составе смеси имеют разное время цветения (даже если они относятся к одному классу зрелости) и, в результате, более широкое время цветения, во влажный год их будет трудно защитить с помощью одного применения фунгицида. Решение этой проблемы состоит в том, чтобы найти сорта пшеницы, которые цветут одновременно, но отбор сортов пшеницы занимает много времени, и рынок довольно динамичен.
Исследователи столкнулись с очень ограниченным количеством компаний, предлагающих подобные смеси, но если вы их найдете, то сорта, скорее всего, будут вполне совместимы. Поскольку премиксы — редкость, людям, заинтересованным в культивируемых смесях, возможно, придется купить несколько сортов, смешать их и экспериментировать самостоятельно.
Источник: extension.psu.edu
