Многолетняя культура

Многолетние культуры — это многолетние виды растений , которые культивируются и живут более двух лет без необходимости ежегодной пересадки. ^[1]^[2] Естественно, многолетние культуры включают множество фруктовых и орехоплодных культур; некоторые травы и овощи также относятся к многолетним. Многолетние культуры выращивались на протяжении тысячелетий; их выращивание отличается от обычного ежегодного земледелия, поскольку не требуется регулярная обработка почвы, что приводит к уменьшению эрозии почвы и улучшению ее здоровья . ^[3] К числу многолетних растений, которые не выращиваются как многолетние культуры, относятся помидоры, лозы которых могут жить несколько лет, но часто замерзают и умирают зимой за пределами умеренного климата, а также картофель, который может жить более двух лет, но обычно собирают ежегодно. ^[4]^[5] Несмотря на то, что многолетние растения составляют 94% растений на Земле, они занимают лишь 13% мировых пахотных земель. ^[4]^[6] Напротив, зерновые культуры занимают около 70% мировых пахотных земель и глобального потребления калорий и в основном представляют собой однолетние растения. ^[7]

История

Растет движение за создание многолетних альтернатив однолетним культурам, особенно зерновым. С 1920-х по 1950-е годы исследователи в бывшем Советском Союзе пытались сделать однолетние пшеницы путем скрещивания их с многолетними родственниками, такими как промежуточный пырей. Интерес угас, когда скрещивания неоднократно приводили к бесплодию, а урожайность семян значительно снижалась. Следующим крупным проектом по выращиванию многолетних зерновых стал гибрид пшеницы, разработанный Сельскохозяйственной экспериментальной станцией Монтаны в 1986 году и испытанный в полевых условиях Институтом Родейла . ^[8] Например, Земельный институт вывел многолетнюю культуру пшеницы , известную как Кернза . Устранив или значительно сократив необходимость обработки почвы , многолетние культуры могут уменьшить потери верхнего слоя почвы из-за эрозии. ^[9] увеличить биологическую секвестрацию углерода , ^[10] и значительно сократить загрязнение водных путей сельскохозяйственными стоками из-за меньшего поступления азота.

Преимущества

Контроль эрозии : поскольку растительные материалы (стебли, кроны и т. д.) могут оставаться на месте круглый год, эрозия верхнего слоя почвы из-за ветра, осадков/орошения снижается. ^[11]
Эффективность использования воды : поскольку эти культуры, как правило, имеют более глубокие и волокнистые корни, чем их однолетние аналоги, они способны более эффективно удерживать влагу в почве. ^[12] при фильтрации загрязняющих веществ (например, избытка азота), попадающих в источники грунтовых вод. ^[13]
Эффективность круговорота питательных веществ : поскольку многолетние растения более эффективно усваивают питательные вещества благодаря своей обширной корневой системе, ^[2] необходимо дополнять уменьшенное количество питательных веществ, ^[14] снижение себестоимости продукции при уменьшении возможных избыточных источников стока удобрений .
Эффективность перехвата света: более раннее развитие кроны и более продолжительная продолжительность зеленых листьев повышают сезонную эффективность перехвата света многолетними растениями, что является важным фактором продуктивности растений. ^[15]
Связывание углерода : поскольку многолетние травы используют большую долю углерода для образования корневых систем, больше углерода интегрируется в органическое вещество почвы, что способствует увеличению запасов органического углерода в почве. ^[10]
Изменение климата: Было доказано, что многолетние виды предоставляют возможность смягчить или уменьшить негативные последствия изменения климата, одновременно поддерживая свою продуктивность в сельском хозяйстве. ^[16] Также было показано, что сообщества многолетних растений также могут повысить устойчивость экосистем. А также стабильность и способность адаптироваться к колебаниям окружающей среды благодаря высокому уровню биоразнообразия. ^[17]

Примеры

Существующие культуры

В разработке

Мискантус гигантский – многолетняя культура с высокой урожайностью и высоким потенциалом снижения выбросов парниковых газов.
Подсолнечник многолетний - многолетняя масличная и семенная культура, выведенная путем обратного скрещивания генов с диким подсолнечником.
Многолетнее зерно — более обширная корневая система позволяет более эффективно поглощать воду и питательные вещества, одновременно уменьшая эрозию из-за дождя и ветра круглый год.
Многолетний рис - в настоящее время находится на стадии разработки с использованием методов, аналогичных тем, которые используются при выращивании многолетнего подсолнечника. Многолетний рис обещает сократить вырубку лесов за счет повышения эффективности производства, сохраняя расчищенные земли вне стадии пара в течение длительных периодов времени. ^[18]

См. также

Ссылки

^ Берри, Венделл (5 января 2009 г.). «50-летний закон о сельском хозяйстве» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 25 марта 2011 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б «Проект многолетников: многолетние растения как путь к устойчивым сельскохозяйственным ландшафтам на Верхнем Среднем Западе США», Университет штата Айова . Проверено 25 марта 2011 г.
^ «Многолетнее сельское хозяйство | Преимущества, практика и проблемы» . www.britanica.com . Проверено 5 декабря 2023 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Монфреда, Чад; Раманкутти, Навин; Фоли, Джонатан А. (март 2008 г.). «Земледелие на планете: 2. Географическое распределение посевных площадей, урожайность, физиологические типы и чистая первичная продукция в 2000 году» . Глобальные биогеохимические циклы . 22 (1). Бибкод : 2008GBioC..22.1022M . дои : 10.1029/2007GB002947 . ISSN 0886-6236 . S2CID 128794303 .
^ Рамирес-Охеда, Габриэла; Перальта, Ирис Э.; Родригес-Гусман, Эдуардо; Чавес-Сервиа, Хосе Луис; Саагун-Кастелланос, Хайме; Родригес-Перес, Хуан Энрике (23 апреля 2021 г.). «Климатическое разнообразие и экологические дескрипторы диких видов томатов (Solanum sect. Lycopersicon) и близкородственных видов (Solanum sect. Juglandifolia y sect. Lycopersicoides) в Латинской Америке» . Растения . 10 (5): 855. doi : 10.3390/plants10050855 . ISSN 2223-7747 . ПМЦ 8145878 . ПМИД 33922706 .
^ Поппенвимер, Тайлер; Мэйроуз, Италия; ДеМалах, Нив (08 ноября 2023 г.). «Пересмотр мировой биогеографии однолетних и многолетних растений» . Природа . 624 (7990): 109–114. arXiv : 2304.13101 . дои : 10.1038/s41586-023-06644-x . ISSN 1476-4687 . ПМИД 37938778 . S2CID 260332117 .
^ «Развитие многолетних зерновых культур» . Земельный институт . Проверено 5 декабря 2023 г.
^ Вагонер, Пегги; Шеффер, Юрген Р. (1 января 1990 г.). «Развитие многолетних зерновых: прошлые усилия и потенциал на будущее». Критические обзоры по наукам о растениях . 9 (5): 381–408. Бибкод : 1990CRvPS...9..381W . дои : 10.1080/07352689009382298 .
^ Уолквист, Аса. «Многолетние культуры – залог продовольственной безопасности» . Австралиец . Проверено 24 марта 2011 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б «Удаление и секвестрация наземного углерода» . Технологии отрицательных выбросов и надежная секвестрация: программа исследований . Издательство национальных академий. 2019. С. 87–136. ISBN 978-0-309-48452-7 .
^ Рич, Дебора (24 ноября 2007 г.). «Многолетние культуры: сад, который продолжает давать» . SFGate.com . Проверено 25 марта 2011 г.
^ «Исследование многолетних зерновых культур: почему многолетние зерновые культуры?» . Земельный институт. Архивировано из оригинала 15 апреля 2013 года . Проверено 25 марта 2011 г.
^ Чжоу, X. (2010). «Полоски многолетних фильтров снижают уровень нитратов в почве и неглубоких грунтовых водах после преобразования пастбищ в пахотные земли» . Журнал качества окружающей среды . 39 (6): 2006–15. дои : 10.2134/jeq2010.0151 . ПМИД 21284298 .
^ Гловер, доктор медицинских наук; Реганольд, JP; Белл, ЛВ; Боревиц, Дж.; Брюммер, ЕС; Баклер, ЕС; Кокс, СМ; Кокс, Т.С.; Экипажи, ТЭ; Калман, Юго-Запад; ДеХаан, ЛР; Эрикссон, Д.; Гилл, бакалавр наук; Холланд, Дж.; Ху, Ф.; Халк, Б.С.; Ибрагим, АМХ; Джексон, В.; Джонс, СС; Мюррей, Южная Каролина; Патерсон, АХ; Площук Е.; Сакс, Э.Дж.; Снапп, С.; Тао, Д.; Ван Тассел, DL; Уэйд, LJ; Вайз, Д.Л.; Сюй, Ю. (24 июня 2010 г.). «Повышение продовольственной и экосистемной безопасности с помощью многолетних зерновых». Наука . 328 (5986): 1638–1639. дои : 10.1126/science.1188761 . ПМИД 20576874 . S2CID 130815466 .
^ Доулман, Фрэнк Г.; Лонг, Стивен П. (август 2009 г.). «Более продуктивный, чем кукуруза на Среднем Западе: как это делает мискантус?» . Физиология растений . 150 (4): 2104–2115. дои : 10.1104/стр.109.139162 . ПМК 2719137 . ПМИД 19535474 .
^ Зан, Клаудия С; Файлс, Джеймс В.; Жируар, Патрик; Самсон, Роджер А. (1 августа 2001 г.). «Связывание углерода в многолетней биоэнергетике, однолетней кукурузе и невозделываемых системах на юге Квебека» . Сельское хозяйство, экосистемы и окружающая среда . 86 (2): 135–144. дои : 10.1016/S0167-8809(00)00273-5 . ISSN 0167-8809 .
^ Джексон, Луизиана; Паскуаль, У.; Ходжкин, Т. (1 июля 2007 г.). «Использование и сохранение агробиоразнообразия в сельскохозяйственных ландшафтах» . Сельское хозяйство, экосистемы и окружающая среда . Биоразнообразие в сельскохозяйственных ландшафтах: инвестирование без потери интереса. 121 (3): 196–210. дои : 10.1016/j.agee.2006.12.017 . ISSN 0167-8809 .
^ Роу, Аннеке де; Сулилад, Б.; Пхантавонг, К.; Дюпен, Б. (2005). «Адаптация возделывания горного риса к все более коротким периодам пара и его предел». В Буахоме, Б.; Глендиннинг, А.; Нильссон, С.; Виктор, М. (ред.). Сокращение бедности и стабилизация вахтового земледелия на возвышенностях Лаосской НДР . CiteSeerX 10.1.1.538.3332 . hdl : 10568/37412 . OCLC 169891017 .

Внешние ссылки

http://motherjones.com/environment/2008/10/qa-wes-jackson-Многолетние культуры: вопросы и ответы Матери Джонс с Уэсом Джексоном
http://newfarm.rodaleinstitute.org/features/2005/0905/moonstone/hyk.shtml- ^{[ постоянная мертвая ссылка ]} Институт Родейла: Ферма, еда и семья: На юго-западе Миннесоты Одри Арнер и Ричард Хандин обеспечивают будущее своей фермы, «увековечивая» ландшафт.
http://www.perennialgrains.org/wiki/index.php?title=Rice_perennialization_program%2C_YAAS – Проект по многолетнему генному рису
Снапп, Зиглинде С.; Блэки, Малкольм Дж.; Гилберт, Роберт А.; Безнер-Керр, Рэйчел; Каньяма-Фири, Джордж Ю. (16 ноября 2010 г.). «Биоразнообразие может поддержать более зеленую революцию в Африке» . Труды Национальной академии наук . 107 (48): 20840–20845. дои : 10.1073/pnas.1007199107 . ПМЦ 2996441 . ПМИД 21098285 .

[Perennialization_of_crops-1] Берри, Венделл (5 января 2009 г.). «50-летний закон о сельском хозяйстве» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 25 марта 2011 г.

[The_Perennialization_Project:_Perennials_as_a_Pathway_to_Sustainable_Agricultural_Landscapes_in_the_Upper_Midwestern_U.S.-2] Перейти обратно: ^а ^б «Проект многолетников: многолетние растения как путь к устойчивым сельскохозяйственным ландшафтам на Верхнем Среднем Западе США», Университет штата Айова . Проверено 25 марта 2011 г.

[3] «Многолетнее сельское хозяйство | Преимущества, практика и проблемы» . www.britanica.com . Проверено 5 декабря 2023 г.

[cm-4] Перейти обратно: ^а ^б Монфреда, Чад; Раманкутти, Навин; Фоли, Джонатан А. (март 2008 г.). «Земледелие на планете: 2. Географическое распределение посевных площадей, урожайность, физиологические типы и чистая первичная продукция в 2000 году» . Глобальные биогеохимические циклы . 22 (1). Бибкод : 2008GBioC..22.1022M . дои : 10.1029/2007GB002947 . ISSN 0886-6236 . S2CID 128794303 .

[5] Рамирес-Охеда, Габриэла; Перальта, Ирис Э.; Родригес-Гусман, Эдуардо; Чавес-Сервиа, Хосе Луис; Саагун-Кастелланос, Хайме; Родригес-Перес, Хуан Энрике (23 апреля 2021 г.). «Климатическое разнообразие и экологические дескрипторы диких видов томатов (Solanum sect. Lycopersicon) и близкородственных видов (Solanum sect. Juglandifolia y sect. Lycopersicoides) в Латинской Америке» . Растения . 10 (5): 855. doi : 10.3390/plants10050855 . ISSN 2223-7747 . ПМЦ 8145878 . ПМИД 33922706 .

[6] Поппенвимер, Тайлер; Мэйроуз, Италия; ДеМалах, Нив (08 ноября 2023 г.). «Пересмотр мировой биогеографии однолетних и многолетних растений» . Природа . 624 (7990): 109–114. arXiv : 2304.13101 . дои : 10.1038/s41586-023-06644-x . ISSN 1476-4687 . ПМИД 37938778 . S2CID 260332117 .

[7] «Развитие многолетних зерновых культур» . Земельный институт . Проверено 5 декабря 2023 г.

[8] Вагонер, Пегги; Шеффер, Юрген Р. (1 января 1990 г.). «Развитие многолетних зерновых: прошлые усилия и потенциал на будущее». Критические обзоры по наукам о растениях . 9 (5): 381–408. Бибкод : 1990CRvPS...9..381W . дои : 10.1080/07352689009382298 .

[Erosion_control-9] Уолквист, Аса. «Многолетние культуры – залог продовольственной безопасности» . Австралиец . Проверено 24 марта 2011 г.

[Terrestrial_Carbon_Removal_and_Sequestration-10] Перейти обратно: ^а ^б «Удаление и секвестрация наземного углерода» . Технологии отрицательных выбросов и надежная секвестрация: программа исследований . Издательство национальных академий. 2019. С. 87–136. ISBN 978-0-309-48452-7 .

[Perennial_crops_and_erosion_control-11] Рич, Дебора (24 ноября 2007 г.). «Многолетние культуры: сад, который продолжает давать» . SFGate.com . Проверено 25 марта 2011 г.

[Water_use-efficiency_in_perennial_crops-12] «Исследование многолетних зерновых культур: почему многолетние зерновые культуры?» . Земельный институт. Архивировано из оригинала 15 апреля 2013 года . Проверено 25 марта 2011 г.

[Nitrate_filtration_in_perennial_strips-13] Чжоу, X. (2010). «Полоски многолетних фильтров снижают уровень нитратов в почве и неглубоких грунтовых водах после преобразования пастбищ в пахотные земли» . Журнал качества окружающей среды . 39 (6): 2006–15. дои : 10.2134/jeq2010.0151 . ПМИД 21284298 .

[Increased_Food_and_Ecosystem_Security_via_Perennial_Grains-14] Гловер, доктор медицинских наук; Реганольд, JP; Белл, ЛВ; Боревиц, Дж.; Брюммер, ЕС; Баклер, ЕС; Кокс, СМ; Кокс, Т.С.; Экипажи, ТЭ; Калман, Юго-Запад; ДеХаан, ЛР; Эрикссон, Д.; Гилл, бакалавр наук; Холланд, Дж.; Ху, Ф.; Халк, Б.С.; Ибрагим, АМХ; Джексон, В.; Джонс, СС; Мюррей, Южная Каролина; Патерсон, АХ; Площук Е.; Сакс, Э.Дж.; Снапп, С.; Тао, Д.; Ван Тассел, DL; Уэйд, LJ; Вайз, Д.Л.; Сюй, Ю. (24 июня 2010 г.). «Повышение продовольственной и экосистемной безопасности с помощью многолетних зерновых». Наука . 328 (5986): 1638–1639. дои : 10.1126/science.1188761 . ПМИД 20576874 . S2CID 130815466 .

[15] Доулман, Фрэнк Г.; Лонг, Стивен П. (август 2009 г.). «Более продуктивный, чем кукуруза на Среднем Западе: как это делает мискантус?» . Физиология растений . 150 (4): 2104–2115. дои : 10.1104/стр.109.139162 . ПМК 2719137 . ПМИД 19535474 .

[16] Зан, Клаудия С; Файлс, Джеймс В.; Жируар, Патрик; Самсон, Роджер А. (1 августа 2001 г.). «Связывание углерода в многолетней биоэнергетике, однолетней кукурузе и невозделываемых системах на юге Квебека» . Сельское хозяйство, экосистемы и окружающая среда . 86 (2): 135–144. дои : 10.1016/S0167-8809(00)00273-5 . ISSN 0167-8809 .

[17] Джексон, Луизиана; Паскуаль, У.; Ходжкин, Т. (1 июля 2007 г.). «Использование и сохранение агробиоразнообразия в сельскохозяйственных ландшафтах» . Сельское хозяйство, экосистемы и окружающая среда . Биоразнообразие в сельскохозяйственных ландшафтах: инвестирование без потери интереса. 121 (3): 196–210. дои : 10.1016/j.agee.2006.12.017 . ISSN 0167-8809 .

[Perennial_rice-18] Роу, Аннеке де; Сулилад, Б.; Пхантавонг, К.; Дюпен, Б. (2005). «Адаптация возделывания горного риса к все более коротким периодам пара и его предел». В Буахоме, Б.; Глендиннинг, А.; Нильссон, С.; Виктор, М. (ред.). Сокращение бедности и стабилизация вахтового земледелия на возвышенностях Лаосской НДР . CiteSeerX 10.1.1.538.3332 . hdl : 10568/37412 . OCLC 169891017 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]