Разнообразие культур
Разнообразие сельскохозяйственных культур или биоразнообразие сельскохозяйственных культур — это разнообразие и изменчивость сельскохозяйственных культур , растений, используемых в сельском хозяйстве , включая их генетические и фенотипические характеристики. Это часть конкретного элемента сельскохозяйственного биоразнообразия . За последние 50 лет произошло значительное сокращение двух компонентов разнообразия сельскохозяйственных культур; генетическое разнообразие каждой культуры и количество обычно выращиваемых видов.
Утрата разнообразия сельскохозяйственных культур угрожает глобальной продовольственной безопасности , поскольку человеческое население мира зависит от уменьшения количества разновидностей уменьшающегося числа видов сельскохозяйственных культур. Культуры все чаще выращиваются в монокультуре , а это означает, что если, как во время исторического Великого голода в Ирландии, одна болезнь преодолевает устойчивость сорта, она может уничтожить весь урожай или, как в случае с бананом « Грос Мишель », может вызвать коммерческое исчезновение целой разновидности. С помощью банков семян международные организации работают над сохранением разнообразия сельскохозяйственных культур.
Утрата биоразнообразия
[ редактировать ]ООН считает утрату биоразнообразия одной из самых серьезных экологических проблем современности Продовольственная и сельскохозяйственная организация . [ 1 ] [ 2 ] Если нынешние тенденции сохранятся, до половины всех видов растений могут оказаться на грани исчезновения . [ 3 ] Под угрозой находятся около 6% диких сородичей зерновых культур, таких как пшеница, кукуруза, рис и сорго, а также 18% бобовых ( Fabaceae ), диких родственников фасоли , гороха и чечевицы , а также 13% видов, обитающих в пределах ботаническое семейство ( Solanaceae ), включающее картофель , томаты , баклажаны (баклажаны) и перец ( Capsicum ). [ 4 ]
Внутрикультурное разнообразие
[ редактировать ]Внутри разнообразия сельскохозяйственных культур конкретная культура может быть результатом различных условий выращивания, например, культура, произрастающая на бедной питательными веществами почве, скорее всего, будет иметь задержку роста, чем культура, растущая на более плодородной почве. Доступность воды, уровень pH почвы и температура аналогичным образом влияют на рост сельскохозяйственных культур. [ 5 ]
Кроме того, разнообразие собранного растения может быть результатом генетических различий: культура может иметь гены, обеспечивающие раннее созревание или устойчивость к болезням. [ 5 ] Такие характеристики в совокупности определяют общие характеристики урожая и его будущий потенциал. Разнообразие внутри культуры включает в себя генетически обусловленные характеристики, такие как размер семян, характер ветвления, высота, цвет цветка, время плодоношения и вкус. Культуры также могут различаться по менее очевидным характеристикам, таким как их реакция на жару, холод, засуху или способность противостоять конкретным болезням и вредителям.
Современные селекционеры выводят новые сорта сельскохозяйственных культур, отвечающие конкретным условиям. Например, новый сорт может быть более урожайным, более устойчивым к болезням или иметь более длительный срок хранения, чем сорта, из которых он был выведен. Практическое использование разнообразия сельскохозяйственных культур восходит к ранним агротехническим приемам севооборота и паровых полей, при которых в один год сажают и собирают один вид сельскохозяйственных культур на участке земли, а в следующем году на этом же участке сажают другую культуру. Это позволяет воспользоваться различиями в потребностях растений в питательных веществах, но, что более важно, снижает накопление патогенов. [ 6 ]
И фермеры, и ученые должны постоянно использовать незаменимый ресурс генетического разнообразия, чтобы обеспечить продуктивные урожаи. В то время как генетическая изменчивость дает фермерам растения, обладающие более высокой устойчивостью к вредителям и болезням, а ученым доступ к более разнообразному геному, чем тот, который можно найти в тщательно отобранных культурах. [ 7 ] Выведение высокопродуктивных сельскохозяйственных культур неуклонно снижает генетическое разнообразие по мере отбора желательных признаков и удаления нежелательных признаков. Фермеры могут в некоторой степени увеличить разнообразие культур, высаживая смеси сортов сельскохозяйственных культур. [ 8 ]
Экологические эффекты
[ редактировать ]Сельскохозяйственные экосистемы эффективно функционируют как саморегулирующиеся системы при условии, что они обладают достаточным биоразнообразием растений и животных. Помимо производства продуктов питания, топлива и клетчатки, функции агроэкосистемы включают переработку питательных веществ, поддержание плодородия почвы , регулирование микроклимата , регулирование потока воды, борьбу с вредителями и детоксикацию отходов. [ 5 ]
Однако современное сельское хозяйство серьезно сокращает биоразнообразие. Традиционные системы поддерживают разнообразие видов сельскохозяйственных культур, как, например, в Андах , где выращивается до 50 сортов картофеля. [ 5 ] Стратегии повышения генетического разнообразия могут включать в себя посадку смесей сортов сельскохозяйственных культур. [ 5 ]
Генетическое разнообразие сельскохозяйственных культур может быть использовано для защиты окружающей среды. Сорта сельскохозяйственных культур, устойчивые к вредителям и болезням, могут снизить потребность в применении вредных пестицидов . [ 7 ]
Экономический эффект
[ редактировать ]Сельское хозяйство является экономической основой большинства стран, а для развивающихся стран вероятным источником экономического роста. Рост сельского хозяйства может принести пользу сельской бедноте, хотя это не всегда так. Прибыль от сельскохозяйственных культур может увеличиться за счет более дорогостоящих культур, лучшего маркетинга, деятельности по добавлению стоимости, такой как переработка, или расширения доступа населения к рынкам. [ 9 ] Прибыль также может уменьшиться из-за снижения спроса или увеличения производства. Разнообразие сельскохозяйственных культур может защитить от неурожая , а также обеспечить более высокую прибыль. [ 10 ] [ 11 ]
Несмотря на усилия по их количественной оценке, финансовая ценность источников разнообразия сельскохозяйственных культур остается совершенно неопределенной. [ 12 ]
Угрозы заболеваний
[ редактировать ]Наряду с насекомыми-вредителями, основной причиной потери урожая являются болезни. [ 13 ] Дикие виды обладают рядом генетической изменчивости , которая позволяет некоторым особям выжить в случае возникновения беспокойства. В сельском хозяйстве устойчивость за счет изменчивости снижается, поскольку генетически однородные семена высеваются в одинаковых условиях. Таким образом, монокультурное сельское хозяйство приводит к низкому разнообразию сельскохозяйственных культур, особенно когда семена производятся массово или когда растения (такие как привитые фруктовые деревья и банановые растения) клонируются. один-единственный вредитель или болезнь может угрожать всему урожаю . Из-за этого единообразия (« генетическая эрозия ») [ 14 ] Хорошо известным историческим случаем стал Великий голод в Ирландии 1845–1847 годов, когда жизненно важный урожай с низким разнообразием был уничтожен одним-единственным грибком. Другой пример: болезнь, вызванная грибком, поразила монокультурный урожай кукурузы в США в 1970 году, что привело к потере производства более чем на один миллиард долларов. [ 15 ]
Опасность для сельского хозяйства представляет ржавчина пшеницы — патогенный гриб, вызывающий красноватые пятна, окрашенные своими спорами. Вирулентная форма болезни пшеницы, стеблевая ржавчина , штамм Ug99, к 2007 году распространилась из Африки на Аравийский полуостров . [ 16 ] В полевых испытаниях в Кении более 85% образцов пшеницы, включая основные сорта , были восприимчивы к [ 16 ] подразумевая, что требуется большее разнообразие сельскохозяйственных культур. Нобелевский лауреат Норман Борлоуг выступал за действия по обеспечению глобальной продовольственной безопасности. [ 17 ]
Сообщения из Бурунди и Анголы предупреждают об угрозе продовольственной безопасности, вызванной вирусом африканской мозаики маниоки (ACMD). [ 18 ] ACMD несет ответственность за потерю миллиона тонн маниоки каждый год. [ 19 ] ВМД распространен во всех основных районах выращивания маниоки в районе Великих озер в Восточной Африке, вызывая от 20 до 90 процентов потерь урожая в Конго . [ 20 ] Программа чрезвычайной помощи и восстановления ФАО оказывает помощь уязвимому населению репатриантов в районе Великих африканских озер посредством массового размножения и распространения устойчивой к ЦМД или высокотолерантной маниоки. [ 21 ]
Хорошо известный случай восприимчивости к болезням культур, лишенных разнообразия, касается сорта Gros Michel , банана без косточек, который появился на мировом рынке в 1940-х годах. Поскольку рыночный спрос на этот конкретный сорт стал высоким, производители и фермеры начали использовать почти исключительно банан Грос Мишель. Генетически эти бананы являются клонами , и из-за отсутствия генетического разнообразия все они восприимчивы к одному грибку — Fusarium oxysporum ( панамская болезнь ); большие площади урожая были уничтожены грибком в 1950-х годах. [ 22 ] «Грос Мишель» был заменен нынешним основным бананом на рынке, «Кавендиш» , который, в свою очередь, (2015 г.) находится под угрозой полной гибели из-за штамма того же гриба «Тропическая гонка 4». [ 23 ]
Таким угрозам можно противостоять с помощью таких стратегий, как посадка многолинейных сортов и смесей сортов в надежде, что некоторые сорта будут устойчивы к любой отдельной вспышке заболевания. [ 24 ]
Организации и технологии
[ редактировать ]Последствия разнообразия сельскохозяйственных культур проявляются как на местном, так и на мировом уровне. Глобальные организации, стремящиеся поддерживать разнообразие, включают Bioversity International (ранее известный как Международный институт генетических ресурсов растений), Международный институт тропического сельского хозяйства , Борлаугскую глобальную инициативу по борьбе с ржавчиной и Международную сеть по улучшению бананов и подорожников. Члены Организации Объединенных Наций на Всемирном саммите по устойчивому развитию 2002 года в Йоханнесбурге заявили, что разнообразие сельскохозяйственных культур может быть потеряно, если не будут приняты меры. [ 1 ] Одним из таких шагов, предпринятых в борьбе против утраты биоразнообразия сельскохозяйственных культур, является создание генных банков. Существует ряд организаций, которые привлекают команды местных фермеров для выращивания местных сортов, особенно тех, которым грозит исчезновение из-за отсутствия современного использования. Также предпринимаются местные, национальные и международные усилия по сохранению сельскохозяйственных генетических ресурсов с помощью методов за пределами участка, таких как семена и банки для дальнейших исследований и селекции сельскохозяйственных культур.
Global Crop Diversity Trust – это независимая международная организация , которая существует для обеспечения сохранения и доступности разнообразия сельскохозяйственных культур для обеспечения продовольственной безопасности во всем мире. Он был создан в результате партнерства между Объединенных Наций Продовольственной и сельскохозяйственной организацией (ФАО) и CGIAR, действующими через Bioversity International. [ 25 ] CGIAR представляет собой консорциум международных центров сельскохозяйственных исследований (IARC) и других организаций, каждый из которых проводит исследования и сохраняет зародышевую плазму определенных видов сельскохозяйственных культур или животных. В генных банках центров CGIAR хранятся одни из крупнейших в мире удаленных коллекций генетических ресурсов растений, находящихся в доверительном управлении мирового сообщества. В совокупности генные банки КГМСХИ содержат более 778 000 образцов более 3 000 видов сельскохозяйственных, кормовых и агролесомелиоративных культур . [ 26 ] Коллекция включает фермерские сорта и улучшенные сорта, а также, в значительной степени, дикие виды, из которых были созданы эти сорта. [ 3 ] Национальные центры хранения зародышевой плазмы включают Национальный центр сохранения генетических ресурсов Министерства сельского хозяйства США , Национальное бюро генетических ресурсов животных Индии, Тайваньский научно-исследовательский институт животноводства и предлагаемую Австралийскую сеть центров генетических ресурсов растений. [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]
Институт мировых ресурсов (WRI) и Всемирный союз охраны природы (МСОП) являются некоммерческими организациями, которые предоставляют финансирование и другую поддержку усилиям по сохранению объектов за пределами и на местах. Разумное использование генетического разнообразия сельскохозяйственных культур в селекции и генетической модификации растений также может внести существенный вклад в защиту биоразнообразия сельскохозяйственных культур. Сорта сельскохозяйственных культур могут быть генетически модифицированы для устойчивости к конкретным вредителям и болезням. Например, ген почвенной бактерии Bacillus thuringiensis (Bt) производит природный инсектицидный токсин . Гены Bt могут быть вставлены в сельскохозяйственные растения, чтобы сделать их способными вырабатывать инсектицидный токсин и, следовательно, стать устойчивыми к определенным вредителям . Однако Bt-кукуруза ( кукуруза ) может отрицательно влиять на нецелевых насекомых, тесно связанных с целевым вредителем, как, например, в случае с бабочкой-монархом . [ 31 ]
См. также
[ редактировать ]- Сохранение (этика)
- Корпоративное фермерство
- Голодная еда
- Горизонтальное сопротивление обеспечивает гибкость в устойчивости к патогенам.
- Ландрасы
- Список экологических проблем
- Генетические ресурсы растений
- Мелкое сельское хозяйство
- Vavilov center
Примечания
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Объединенные Нации. Всемирный саммит по устойчивому развитию. 29 августа 2002 г.
- ^ Кардинале, Брэдли Дж.; Даффи, Дж. Эмметт; Гонсалес, Эндрю; Хупер, Дэвид У.; Перрингс, Чарльз; Венаил, Патрик; Нарвани, Анита; Мейс, Джорджина М.; Тилман, Дэвид (2012). «Утрата биоразнообразия и ее влияние на человечество» (PDF) . Природа . 486 (7401): 59–67. Бибкод : 2012Natur.486...59C . дои : 10.1038/nature11148 . ПМИД 22678280 . S2CID 4333166 .
- ^ Перейти обратно: а б Ассошиэйтед Пресс. «Угроза угрожает половине видов растений Земли». The Milwaukee Journal Sentinel (Милуоки, Висконсин). 1 ноября 2002 г.
- ^ «Глобальный портал диких родственников сельскохозяйственных культур» . Биоверсити Интернэшнл.
- ^ Перейти обратно: а б с д и Альтьери, Мигель А. (1999). «Экологическая роль биоразнообразия в агроэкосистемах» (PDF) . Сельское хозяйство, экосистемы и окружающая среда . 74 (1–3): 19–31. Бибкод : 1999AgEE...74...19A . дои : 10.1016/s0167-8809(99)00028-6 .
- ^ Джарвис, Девра И.; Камплейн, Диндо М. (октябрь 2004 г.). Генетическое разнообразие сельскохозяйственных культур для борьбы с вредителями и болезнями на фермах: Руководство по совместной диагностике Версия I. Технический бюллетень № 12 . Биоверсити Интернэшнл.
- ^ Перейти обратно: а б Кропфф, М.Дж. «Проект: Расширение биоразнообразия и подавление сорняков в агроэкосистемах». Группа экологии сельскохозяйственных культур и сорняков (WUR), Университет METIS Вагенинген (2001–2005 гг.)
- ^ Наутиял С., Каечеле Х (2007). «Сохранение разнообразия сельскохозяйственных культур для устойчивого развития ландшафта». Управление качеством окружающей среды . 18 (5): 514–530. дои : 10.1108/14777830710778283 .
- ^ «Сельское хозяйство и сокращение бедности» . Всемирный банк . Проверено 6 марта 2017 г.
Данная аналитическая записка взята из Доклада Всемирного банка о мировом развитии за 2008 год «Сельское хозяйство в целях развития».
- ^ Имбрюс, Валери (2007). «Приведение Юго-Восточной Азии на юго-восток США: новые формы альтернативного сельского хозяйства в Хомстеде, Флорида». Сельское хозяйство и человеческие ценности . 24 (1): 41–59. дои : 10.1007/s10460-006-9034-0 . S2CID 153428395 .
- ^ Смейл, Мелинда; Кинг, Аманда (2005 г.), «Чего разнообразие стоит для фермеров?» (PDF) , Краткие сведения , 13 , Bioversity International: 1–5
- ^ Фаулер, Кэри ; Ходжкин, Тоби (21 ноября 2004 г.). «Генетические ресурсы растений для производства продовольствия и ведения сельского хозяйства: оценка глобальной доступности» . Ежегодный обзор окружающей среды и ресурсов . 29 (1). Годовые обзоры : 143–179. дои : 10.1146/annurev.energy.29.062403.102203 . ISSN 1543-5938 .
- ^
Оливье Дэнглс; Жером Касас (февраль 2019 г.). « Экологический Армагеддон» – еще одно свидетельство резкого сокращения численности насекомых». Экосистемные услуги: наука, политика и практика . 35 : 109–115. дои : 10.1016/j.ecoser.2018.12.002 . S2CID 169994004 .
Сообщается, что глобальные потери урожая из-за насекомых-вредителей составляют 25–80%, а количества потребляемой ими еды было бы достаточно, чтобы накормить более 1 миллиарда человек.
- ^ Мартинес-Кастильо, Дж. (2008). «Генетическая эрозия и сохранение in situ местных сортов лимской фасоли ( Phaseolus lunatus L.) в Мезоамериканском центре разнообразия». Генетические ресурсы и эволюция сельскохозяйственных культур . 55 (7): 1065–1077. дои : 10.1007/s10722-008-9314-1 . S2CID 44223532 .
- ^ Мьюир, Патрисия. «Почему генетическое разнообразие внутри и между культурами имеет такое значение?» . Проверено 30 сентября 2013 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Посевы» . Совет экологической грамотности. 3 апреля 2008 года . Проверено 21 июня 2016 г.
- ^ «Опасная ржавчина создает нагрузку на продовольственную безопасность» . Международный центр сельского хозяйства и биологических наук. 17 января 2007 года . Проверено 14 июня 2016 г.
- ^ Управление ICTVdB. «Вирус африканской мозаики маниоки. В: ICTVdB - Универсальная база данных вирусов», версия 4. Бюхен-Осмонд, К. (редактор), Колумбийский университет, Нью-Йорк, США, 2006 г.
- ^ ФАОСТАТ . Видео о сельскохозяйственной деятельности в развивающихся странах. www.faostat.fao.org/site/591/default.aspx
- ^ IRIN «КОНГО: Болезнь уничтожает урожай маниоки, угрожает повсеместным голодом». Интегрированные региональные информационные сети, Найроби, Кения. 13 ноября 2008 г.
- ^ «Болезни маниоки в Африке | серьезная угроза продовольственной безопасности» (PDF) . Продовольственная и сельскохозяйственная организация . Проверено 14 апреля 2017 г.
- ^ «Панамская болезнь: старый враг поднимает свою уродливую голову. Часть 1: Начало экспортной торговли бананами» . apsnet.org . Архивировано из оригинала 16 апреля 2016 г. Проверено 14 июня 2016 г.
- ^ Тола, Элизабетта (21 января 2015 г.). «Сорт бананов рискует исчезнуть из-за смертельного грибкового увядания» . Хранитель . Проверено 14 июня 2016 г.
- ^ Броуд, Шейн (май 2007 г.). Системы производства овощей с использованием стратегий диверсификации культур (PDF) . Университет Тасмании (докторская диссертация). п. 18.
- ^ «Урожайный трест» . Урожайный трест . Проверено 14 июня 2016 г.
- ^ «Ключевые показатели эффективности генных банков КГМСИ, 2012-2019 гг.» . Платформа банка генов CGIAR . Проверено 4 июля 2021 г.
- ^ Министерства сельского хозяйства США Национальный центр сохранения генетических ресурсов . http://www.ars.usda.gov/main/site_main.htm?modecode=54-02-05-00. Архивировано 28 сентября 2014 г. в Wayback Machine.
- ^ «Национальное бюро генетических ресурсов животных Индии» . Архивировано из оригинала 20 мая 2019 г. Проверено 6 марта 2017 г.
- ^ «История» . Научно-исследовательский институт животноводства, Совет сельского хозяйства, Исполнительный Юань, Тайвань. Архивировано из оригинала 25 сентября 2017 года . Проверено 3 марта 2017 г.
- ^ «Австралийские коллекции генетических ресурсов растений и глобальная продовольственная безопасность | Журнал Issues» . Архивировано из оригинала 3 марта 2017 года . Проверено 3 марта 2017 г.
- ^ Пирс, ФБ «Bt кукуруза: здоровье и окружающая среда – 0,707» . Государственный университет Колорадо . Проверено 6 марта 2017 г.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Коллинз, Ванда В.; Квалсет, Кэлвин О., ред. (1998). Биоразнообразие в агроэкосистемах . ЦРК Пресс. ISBN 978-1-56670-290-4 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Видео Diverseeds о разнообразии сельскохозяйственных культур. Архивировано 2 ноября 2013 г. на Wayback Machine.
- Документальный фильм Diverseeds о глобальной важности генетических ресурсов растений для продовольственной безопасности. Архивировано 2 ноября 2013 г. в Wayback Machine.
- Семена выживания, проект USC Canada.
- По одному семечку за раз, защищая будущее продуктов питания TED talk