Интенсивное растениеводство
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( март 2009 г. ) |
| Сельское хозяйство |
|---|
 |
 Сельскохозяйственный портал |
Интенсивное растениеводство — современная индустриальная форма растениеводства . Методы интенсивного земледелия включают инновации в сельскохозяйственной технике , методы ведения сельского хозяйства, технологии генной инженерии , методы достижения эффекта масштаба производства, создание новых рынков потребления, патентную защиту генетической информации и глобальную торговлю . Эти методы широко распространены в развитых странах .
Практика промышленного сельского хозяйства является относительно недавним явлением в истории сельского хозяйства и результатом научных открытий и технологических достижений. Инновации в сельском хозяйстве, начавшиеся в конце 19-го века, обычно шли параллельно развитию массового производства в других отраслях, которые характеризовали последнюю часть промышленной революции . Идентификация азота и фосфора как важнейших факторов роста растений привела к производству синтетических удобрений , что сделало возможным более интенсивное использование сельскохозяйственных угодий для выращивания сельскохозяйственных культур. [1]
Функции
[ редактировать ]Некоторые культуры оказались более пригодными для интенсивного земледелия, чем другие. [2]
- большие масштабы – сотни или тысячи акров одной культуры (гораздо больше, чем может быть поглощено местным или региональным рынком);
- монокультура – большие площади одной культуры, часто выращиваемые из года в год на одной и той же земле или с небольшим севооборотом ;
- агрохимикаты – использование импортных синтетических удобрений и пестицидов для обеспечения питательными веществами и борьбы с вредителями и болезнями, которые применяются на регулярной основе.
- гибридные семена – использование специализированных гибридов, предназначенных для крупномасштабного распространения (например, способность созревать на лозе, выдерживать транспортировку и погрузочно-разгрузочные работы);
- генетически модифицированные культуры – использование генетически модифицированных сортов, предназначенных для крупномасштабного производства (например, способность противостоять выбранным гербицидам);
- крупномасштабное орошение – интенсивное использование воды и, в некоторых случаях, выращивание сельскохозяйственных культур в непригодных для этого регионах за счет чрезмерного использования воды (например, рисовые поля на засушливых землях).
- высокая механизация – автоматизированные машины поддерживают и собирают урожай.
Критика
[ редактировать ]Критики интенсивного выращивания сельскохозяйственных культур вызывают широкий спектр опасений. Что касается качества продуктов питания, критики считают, что качество снижается, когда сельскохозяйственные культуры выращиваются в первую очередь ради косметических и транспортных характеристик. С экологической точки зрения промышленное выращивание сельскохозяйственных культур, как утверждается, несет ответственность за потерю биоразнообразия , ухудшение качества почвы , эрозию почвы , пищевую токсичность ( остатки пестицидов ) и загрязнение (через агрохимические накопления и стоки , а также использование ископаемого топлива для агрохимического производства и для сельскохозяйственной техники на большие расстояния и доставки ).
История
[ редактировать ]Проекты « зеленой революции» распространяли технологии, которые уже существовали, но не получили широкого распространения за пределами промышленно развитых стран. Эти технологии включали пестициды, ирригационные проекты и синтетические азотные удобрения .
Новаторским технологическим достижением Зеленой революции стало производство того, что некоторые называли «чудо-семенами». [3] [ нужна страница ] Ученые создали сорта кукурузы , пшеницы и риса , которые обычно называют HYV или «высокоурожайные сорта». HYV обладают повышенным потенциалом поглощения азота по сравнению с другими сортами. Поскольку зерновые, поглощающие излишек азота, обычно застревали или опадали перед сбором урожая, в их геномы были введены гены полукарликовости. Пшеница Норин 10 , сорт, выведенный Орвиллом Фогелем из японских карликовых сортов пшеницы, сыграл важную роль в разработке сортов пшеницы «Зеленая революция». IR8, первый широко распространенный рис HYV, разработанный IRRI, был создан путем скрещивания индонезийского сорта «Пета» и китайского сорта «Ди Гео Ву Ген». [4]
Благодаря доступности молекулярной генетики арабидопсиса и риса ответственные за это мутантные гены ( уменьшенный рост (rht) , нечувствительность к гиббереллину (gai1) и тонкий рис (slr1) ) были клонированы и идентифицированы как клеточные сигнальные компоненты гиббереллиновой кислоты, фитогормона, участвующего в регуляция роста стебля посредством влияния на деление клеток. Рост стебля на мутантном фоне значительно снижается, что приводит к карликовому фенотипу. Фотосинтетические затраты на стебель резко сокращаются, поскольку более короткие растения по своей природе более устойчивы механически. Ассимиляты перенаправляются на производство зерна, усиливая, в частности, влияние химических удобрений на товарный урожай.
HYV значительно превосходят традиционные сорта при наличии адекватного орошения, пестицидов и удобрений. В отсутствие этих ресурсов традиционные сорта могут превзойти HYV. Одна из критических замечаний в адрес HYV заключается в том, что они были разработаны как гибриды F1 , а это означает, что фермеру необходимо приобретать их каждый сезон, а не копить с предыдущих сезонов, что увеличивает себестоимость производства для фермера.
Примеры
[ редактировать ]Пшеница (современные методы управления)
[ редактировать ]Пшеница – это трава , которую выращивают во всем мире. В мировом масштабе это самое важное продовольственное зерно для человека, занимающее второе место по общему производству зерновых культур после кукурузы ; третий — рис . Пшеница и ячмень были первыми одомашненными зерновыми культурами. Выращивание и повторный сбор и посев зерен дикорастущих трав привели к одомашниванию пшеницы путем отбора мутантных форм с тяжелыми годами, остававшихся неповрежденными при уборке, и более крупных зерен. Из-за утраты механизмов распространения семян одомашненная пшеница имеет ограниченную способность размножаться в дикой природе. [5]
Сельское хозяйство с использованием плугов с рычажным приводом (3000 лет назад) увеличило урожайность зерновых, равно как и использование сеялок , которые заменили разбросный посев семян в 18 веке. Урожайность пшеницы продолжала расти по мере освоения новых земель и улучшения ведения сельского хозяйства, включающего использование удобрений , молотилок и жаток (« комбайны »), тракторных культиваторов и сеялок, а также лучших сортов (см . Революция и пшеница Норин 10 ). Поскольку темпы роста населения падают, а урожайность продолжает расти, площадь, отведенная под пшеницу, может начать сокращаться впервые в современной истории человечества . [6]
В то время как озимая пшеница находится в состоянии покоя во время зимних заморозков, пшенице обычно требуется от 110 до 130 дней между посадкой и сбором урожая, в зависимости от климата, типа семян и почвенных условий. Решения по управлению растениеводством требуют знания стадии развития урожая. В частности, весенние удобрения , гербициды , фунгициды , регуляторы роста обычно применяются на определенных стадиях развития растений. Например, текущие рекомендации часто указывают на то, что второе применение азота следует проводить, когда размер уха (не видимого на этом этапе) составляет около 1 см (Z31 по шкале Задокса ).
Кукуруза (механизированная уборка)
[ редактировать ]сажали кукурузу Коренные американцы на холмах в рамках сложной системы, известной некоторым как « Три сестры» : фасоль использовала растение кукурузы в качестве опоры, а тыквы служили почвенным покровом для борьбы с сорняками. Этот метод был заменен посадкой холмов одного вида, когда каждый холм на расстоянии 60–120 см (2–4 фута) друг от друга был засажен 3 или 4 семенами - метод, который до сих пор используется домашними садоводами. Более поздний метод был проверен на кукурузе: холмы располагались на расстоянии 40 дюймов (1000 мм) друг от друга в каждом направлении, что позволяло культиваторам проходить по полю в двух направлениях. В более засушливых землях это было изменено, и семена сажали на дно борозд глубиной 10–12 см (4–5 дюймов) для сбора воды. Современная техника высаживает кукурузу рядами, что позволяет выращивать ее, пока растение молодое, хотя холмистая техника все еще используется на кукурузных полях в некоторых резервациях коренных американцев. Конфедерация Хауденосауни — это группа коренных американцев, которые готовятся к изменению климата с помощью банков семян. Сейчас эта группа известна как ирокезы. [2] С изменением климата больше сельскохозяйственных культур смогут расти в различных областях, где они раньше не могли расти. Это откроет возможности для выращивания кукурузы.
В Северной Америке поля часто засевают в севообороте с двумя азотфиксирующими культурами, часто люцерной в более прохладном климате и соей в регионах с более продолжительным летом. третью культуру — озимую пшеницу Иногда к севообороту добавляют . Поля обычно вспахиваются каждый год, хотя нулевая обработка почвы все чаще используется . Многие сорта кукурузы, выращиваемые в США и Канаде, являются гибридами. Более половины посевных площадей кукурузы в Соединенных Штатах было генетически модифицировано с использованием биотехнологии для проявления агрономических свойств, таких как устойчивость к вредителям или устойчивость к гербицидам.
До начала Второй мировой войны большую часть кукурузы в Северной Америке собирали вручную (как и до сих пор в большинстве других стран, где она выращивается). Это часто включало большое количество рабочих и связанные с ними общественные мероприятия. Использовались некоторые одно- и двухрядные механические подборщики, но кукурузный комбайн был принят на вооружение только после войны. Ручным или механическим подборщиком собирают весь початок, после чего требуется отдельная операция кукурузной шелушилки для удаления зерен из початка. Целые початки кукурузы часто хранили в кукурузных кроватках , и эти целые початки представляют собой достаточную форму для кормления скота. Лишь немногие современные фермы хранят кукурузу таким образом. Большинство собирают зерно с поля и хранят его в бункерах. Комбайн с кукурузной жаткой (с наконечниками и прижимными роликами вместо мотовила) не срезает стебель; он просто тянет стебель вниз. Стебель продолжает спускаться вниз и сминается в искалеченную кучу на земле. Початок кукурузы слишком велик, чтобы пройти через прорезь в тарелке, и прижимные ролики отрывают початок от стебля, так что в машину попадают только початок и шелуха. Комбайн отделяет шелуху и початок, оставляя только ядра.
Соя (генетическая модификация)
[ редактировать ]Соевые бобы являются одной из « биотехнологических пищевых» культур, которые подвергаются генетическим модификациям , а ГМО-соя используется во все большем количестве продуктов. Компания Monsanto является мировым лидером в производстве генетически модифицированной сои для коммерческого рынка. В 1995 году компания Monsanto представила соевые бобы « Roundup Ready » (RR), содержащие копию гена бактерии Agrobacterium sp . штамм CP4, вставленный с помощью генной пушки в его геном, что позволяет трансгенному растению выжить при опрыскивании неселективным гербицидом глифосатом . Глифосат, активный ингредиент Раундапа, убивает обычные соевые бобы. Бактериальный ген представляет собой синтазу EPSP (= 5-енолпирувилшикимовая кислота-3-фосфат). У сои также есть версия этого гена, но версия сои чувствительна к глифосату, а версия CP4 — нет. [7]
Соевые бобы RR позволяют фермеру сократить обработку почвы или даже сеять семена непосредственно на невспаханное поле, что известно как «нулевая обработка почвы» или консервирующая обработка почвы. Беспахотное сельское хозяйство имеет множество преимуществ: оно значительно снижает эрозию почвы и создает лучшую среду обитания для диких животных; [8] он также экономит ископаемое топливо и улавливает CO 2 , газ, вызывающий парниковый эффект . [9]
В 1997 году около 8% всей сои, выращиваемой для коммерческого рынка США, были генетически модифицированы. В 2006 году этот показатель составлял 89%. Как и в случае с другими культурами, готовыми к использованию Roundup , выражается обеспокоенность по поводу ущерба, наносимого биоразнообразию . [10] Однако ген RR был выведен в такое большое количество различных сортов сои, что сама генетическая модификация не привела к какому-либо снижению генетического разнообразия. [11]
Помидор (гидропоника)
[ редактировать ]Крупнейшим коммерческим предприятием по гидропонике в мире является ферма Eurofresh Farms в Уиллкоксе, штат Аризона, которая в 2007 году продала более 200 миллионов фунтов томатов . [12] Eurofresh имеет 318 акров (1,3 км²) 2 ) под стеклом и составляет около трети площади коммерческих гидропонных теплиц в США. [13] Eurofresh не считает свои помидоры органическими, но они не содержат пестицидов. Их выращивают в минеральной вате с верхним орошением.
Некоторые коммерческие предприятия не используют пестициды или гербициды , предпочитая комплексные методы борьбы с вредителями. Зачастую потребители охотно платят надбавку к цене за продукцию, имеющую маркировку « органическая ». В некоторых штатах США почва является обязательным условием для получения органического сертификата . Существуют также дублирующиеся и несколько противоречивые правила, установленные федеральным правительством США. Таким образом, некоторые продукты, выращенные с помощью гидропоники, могут быть сертифицированы как органические . Фактически, это самые чистые растения, поскольку здесь нет переменных условий окружающей среды, а количество грязи в пищевых продуктах крайне ограничено. Гидропоника также экономит невероятное количество воды; Для производства того же количества еды она использует всего лишь 1/20 того количества, что обычная ферма. На уровень грунтовых вод может влиять использование воды и сток химикатов с ферм, но гидропоника может свести к минимуму воздействие, а также имеет то преимущество, что использование воды и возврат воды легче измерить. Это может сэкономить фермерам деньги, позволяя сократить потребление воды и оценить последствия для земель вокруг фермы.
Окружающая среда в гидропонной теплице строго контролируется для достижения максимальной эффективности, и этот новый подход называется «сельским хозяйством без почвы и с контролируемой средой» (S/CEA). Благодаря этому производители могут производить продукты ультра-премиум-класса в любой точке мира, независимо от температуры и сезона выращивания. Производители постоянно контролируют температуру, влажность и уровень pH .
См. также
[ редактировать ]- Интенсивное животноводство
- Воздействие сельского хозяйства на окружающую среду
- Изменение климата
- Непродовольственная культура
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Органическое земледелие :: Часто задаваемые вопросы» .
- ^ Jump up to: а б Робертсон, Рики. «Изменения урожая» National Geographic» . Нэшнл Географик . «Мэдисон» . Проверено 3 марта 2016 г.
- ^ Браун, Л. Р. 1970. Семена перемен: Зеленая революция и развитие в 1970-е годы , Лондон: Pall Mall Press.
- ^ Сорта риса: Банк знаний IRRI. Доступ в августе 2006 г. «Сорта риса» . Архивировано из оригинала 13 июля 2006 г. Проверено 13 июля 2006 г.
- ^ Смит, К. Уэйн. (1995) Растениеводство . Джон Уайли и сыновья. стр. 60 62. ISBN 0-471-07972-3 .
- ↑ Сотрудники The Economist, 20 декабря 2005 г. История пшеницы. Уши изобилия: история основного продукта питания человека
- ^ Паджетт С.Р., Колач К.Х., Деланней X, Ре Д.Б., ЛаВалле Б.Дж., Тиниус К.Н., Роудс В.К., Отеро Ю.И., Барри Г.Ф., Эйххольц Д.А., Пешке В.М., Нида Д.Л., Тейлор Н.Б., Кишор Г.М. (1995). Разработка, идентификация и характеристика устойчивой к глифосату линии сои. Crop Sci 35: 1451-1461
- ^ «СТИК ХОУМ» . www.conservationinformation.org .
- ^ Брукс Г. и Барфут П. (2005) ГМ-культуры: глобальное экономическое и экологическое воздействие — первые девять лет, 1996–2004 гг. АгБиоФорум 8:187 195
- ^ Лю, КеШун (1 мая 1997 г.). Соевые бобы: химия, технология и использование (в твердом переплете). Спрингер. стр. 532 . ISBN 0-8342-1299-4 .
- ^ Снеллер, CH (2003). «Влияние трансгенных генотипов и подразделения на разнообразие элитной зародышевой плазмы североамериканской сои». Растениеводство . 43 (1): 409–414. дои : 10.2135/cropsci2003.4090 .
- ^ Адельман, Джейкоб (21 ноября 2008 г.). «Городские производители используют высокие технологии, чтобы накормить горожан» . Новостная лоза. Архивировано из оригинала 3 мая 2009 года . Проверено 7 апреля 2009 г.
- ^ Еврофреш Фермы (2007). «Eurofresh Farms добавляет теплицу площадью 53 акра» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 10 июля 2011 г.
