Двухтактная борьба с сельскохозяйственными вредителями

Технология «тяни-толкай» представляет собой стратегию совмещения культур для борьбы с сельскохозяйственными вредителями с помощью использования репеллентных «толкающих» растений и ловушек «притягивающих» растений . [ 1 ] Например, зерновые культуры , такие как кукуруза или сорго, часто поражаются стеблевыми мотыльками . Травы, посаженные по периметру урожая, привлекают и ловят вредителей, тогда как другие растения, такие как десмодиум , посаженные между рядами кукурузы, отпугивают вредителей и контролируют паразитическое растение Striga . Технология «тяни-толкай» была разработана в Международном центре физиологии и экологии насекомых (ICIPE) в Кении в сотрудничестве с Rothamsted Research , Великобритания. [ 2 ] и национальных партнеров. Этой технологии обучали мелких фермеров в рамках сотрудничества с университетами, неправительственными организациями и национальными исследовательскими организациями. [ 3 ]
Как работает «тяни-тяни»
[ редактировать ]Этот раздел нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( апрель 2018 г. ) |
Технология «тяни-толкай» предполагает использование стимулов, изменяющих поведение, для манипулирования распространением и численностью стебельчатых растений и полезных насекомых для борьбы с стеблевыми вредителями. Он основан на глубоком понимании химической экологии , агробиоразнообразия , взаимодействия растений и насекомых и растений и включает в себя совмещение зерновых культур с репеллентными промежуточными культурами, такими как Desmodium uncinatum (серебряный лист). [ 4 ] (толкание), с привлекательными растениями-ловушками, такими как трава Нейпира (тянущая), посаженная в качестве бордюрной культуры вокруг этого промежуточного посева. Самки беременных стебельчатых отталкиваются от основного урожая и одновременно привлекаются к ловушке.
Толчок
[ редактировать ]
«Толчок» в схеме совмещения культур обеспечивают растения, выделяющие летучие химические вещества ( кайромоны ), которые отпугивают стебельчатую моль и отгоняют ее от основной культуры (кукурузы или сорго). Наиболее часто используемыми видами растений являются бобовые рода Desmodium (например, Desmodium серебристолистный, D. uncinatum , и десмодиум зеленолистный, D. intortum ). Десмодиум оцимен сажают между рядами кукурузы или сорго, где они выделяют летучие химические вещества (такие как (Е)-β- и (Е)-4,8-диметил-1,3,7-нонатриен), которые отталкивают стебельчатая моль. Эти семиохимические вещества также производятся в травах, таких как кукуруза, когда они повреждаются травоядными насекомыми, что может объяснить, почему они отпугивают стебельчатых насекомых. [ 1 ] [ 5 ] Будучи низкорослым растением, десмодиум не мешает росту сельскохозяйственных культур, но может подавлять сорняки и способствовать улучшению качества почвы за счет увеличения содержания органических веществ в почве , фиксации азота и стабилизации почвы от эрозии. Он также служит высокопитательным кормом для животных и эффективно подавляет сорняки стриги посредством аллелопатического механизма. Еще одним растением, показывающим хорошие репеллентные свойства, является трава патоки ( Melinis minutiflora ), питательный корм для животных с отпугивающими клещей и привлекательными свойствами личинок стебельчатого паразита. [ 5 ]
Тяга
[ редактировать ]
Этот подход основан на сочетании сопутствующих культур, которые следует сажать вокруг кукурузы или сорго и среди них. Как домашние, так и дикие травы могут помочь защитить посевы, привлекая и отлавливая стебельчатых растений . Травы высаживаются по границе полей кукурузы и сорго, где вторгающихся взрослых бабочек привлекают химические вещества, выделяемые самими травами. Вместо того, чтобы садиться на растения кукурузы или сорго, насекомые направляются к тому, что кажется более вкусной едой. Эти травы обеспечивают «притяжение» в стратегии «тяни-тяни». Они также служат убежищем для естественных врагов бурильщиков. Хорошие культуры-ловушки включают хорошо известные травы, такие как трава Нейпира ( Pennisetum purpureum ), сигнальная трава ( Brachiaria brizantha ) и суданская трава ( Sorghum vulgare sudanense ). Трава корыта производит значительно более высокие уровни привлекательных летучих соединений ( летучих веществ зеленых листьев ), что является сигналом, используемым самками беременных стебельчатых растений для обнаружения растений-хозяев, чем кукуруза или сорго. Также примерно в 100 раз увеличивается общее количество этих соединений, вырабатываемых в первый час наступления темноты травой Нейпира (скотофаза), период, в который бабочки-стебельки ищут растения-хозяева для откладки яиц, что приводит к дифференциальному предпочтению откладки яиц. [ 6 ] Однако многие из личинок стеблевидного растения, около 80%, не выживают, так как ткани травы Нейпира в ответ на питание личинками выделяют липкий сок, который захватывает их, вызывая гибель около 80% личинок. [ 3 ]
Подавление Стриги
[ редактировать ]
Десмодиум также контролирует паразитический сорняк Striga , что приводит к значительному увеличению урожайности примерно на 2 тонны/га (0,9 коротких тонны на акр) за вегетационный сезон. [ нужна ссылка ] В дополнение к преимуществам, полученным от увеличения доступности азота и конкуренции за свет, было обнаружено, что D. uncinatum сильно подавляет рост стриги посредством аллелопатии . [ 7 ] Считается, что эти эффекты связаны с изофлаванонами, вырабатываемыми в корнях десмодиума, которые могут либо способствовать прорастанию семян стриги, либо ингибировать рост проростков, в зависимости от их структуры. В совокупности эти эффекты приводят к явлению, известному как «суицидальное прорастание», что приводит к уменьшению банка семян стриг в почве. [ 3 ] Другие виды Desmodium также были оценены и оказали аналогичное воздействие на стебельчатые растения и сорняки стрига и в настоящее время используются в качестве промежуточных культур при выращивании кукурузы, сорго и проса. [ 8 ]
Улучшение качества почвы
[ редактировать ]Десмодий также улучшает качество почвы за счет увеличения органического вещества почвы, содержания азота и биоразнообразия почвы, а также сохранения влаги, снижения температуры почвы и предотвращения эрозии. [ 3 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]
Экономика двухтактного сельского хозяйства
[ редактировать ]Двухтактное сельское хозяйство приводит к выгодным экономическим результатам на уровне отдельных мелких землевладельцев и натуральных фермеров за счет увеличения потоков доходов, поступающих от продажи излишков зерна, семян десмодия, кормов и молока. [ 3 ] Экономическое исследование показало, что окупаемость инвестиций в двухтактные методы для фермеров составляет более 2,2 по сравнению с 1,8 для использования пестицидов и 0,8 для монокультуры. [ сомнительно – обсудить ] [ 12 ] Хотя начальные затраты на двухтактную технологию сильно варьируются из-за необходимости рабочей силы для посадки десмодиума и травы Нейпира и покупки этих семян, затраты значительно снижаются в последующие годы выращивания. [ 12 ] Также считается, что двухтактная технология помогает стимулировать местную экономику. [ 3 ] Поскольку эти фермеры имеют больший доход, они могут тратить деньги на местную экономику, что повышает уровень жизни и процветание общества в целом. [ 3 ]
Основными экономическими противниками таких методов являются крупные транснациональные корпорации, такие как «Монсанто» и другие, которые производят сезонные ресурсы, такие как химические пестициды, удобрения и высокоурожайные семена, требующие таких затрат. [ 3 ]
После учета посторонних факторов, определяющих урожайность кукурузы, было обнаружено, что урожайность кукурузы увеличилась на 61,9% при увеличении себестоимости производства кукурузы на 15,3% и увеличении среднего чистого дохода, полученного от кукурузы, на 38,6%. [ 13 ]
В домохозяйствах, где технология «тяни-толкай» была внедрена в Кении, увеличение экономических доходов было связано с увеличением продолжительности обучения, улучшением доступа к сельским учебным заведениям и посещением большего количества полевых дней по сравнению с домохозяйствами, которые не внедрили эту технологию. . [ 13 ] Кроме того, если внедрение технологии продолжится текущими темпами в 14,4%, можно ожидать сокращения на 75 077 человек, считающихся бедными, в ситуации, когда местная экономика остается закрытой, и можно ожидать, что на 76 504 человека меньше будут считаться бедными, если экономика были открыты. [ 13 ]
Культурное принятие двухтактного сельского хозяйства
[ редактировать ]Поскольку технология «тяни-толкай» разрабатывалась в основном за пределами стран Африки к югу от Сахары, где сегодня международные агентства стремятся усилить ее влияние в наибольшей степени, изначально возникла проблема отсутствия доверия. [ 14 ] Это недоверие подогревалось местными подозрениями в том, что внешние агенты преследовали корыстные цели. [ 14 ] В отношениях, где ресурсы для внедрения новых технологий также предоставляются извне, фермеры часто чувствуют, что они должны просто пассивно следовать инструкциям, которые им дают; однако в Эфиопии были предприняты усилия по поощрению участия фермеров в разработке двухтактных технологий и, таким образом, сделать этот процесс более совместным и устранить этот разрыв. [ 14 ] Кроме того, как упоминалось выше, технология «тяни-толкай» очень похожа на традиционные методы совмещения культур, что помогло ей получить признание сообщества.
Двухтактная технология также более широко рассматривается как культурно приемлемая и конгруэнтная из-за того, что она обеспечивает традиционные роли мужчин и женщин в сельскохозяйственной работе. [ 14 ] Поскольку двухтактная технология может вписаться в существующие семейные рамки, эта практика не требует пересмотра существующей динамики. [ 14 ] Чтобы обеспечить дальнейшее внедрение двухтактной технологии, фермеры сыграли совместную и влиятельную роль в принятии решения о том, как технология будет реализована, чтобы наилучшим образом удовлетворить их потребности и соответствовать традиционным практикам. [ 14 ] Например, местные фермеры предпочитали прокладывать линии для посева семян с помощью плуга, запряженного волами. [ 14 ] В целом, ожидается, что за счет поощрения совместного лидерства местных фермеров перспективы устойчивости таких проектов будут усилены. [ 14 ]
История
[ редактировать ]Технология «тяни-толкай» была разработана в Международном центре физиологии и экологии насекомых (ICIPE) в Кении в сотрудничестве с Rothamsted Research , Великобритания. [ 2 ] и национальными партнерами в 1990-е годы. [ 15 ] Исследования и разработки в рамках стратегии «тяни-толкай» финансировались рядом партнеров, включая Благотворительный фонд Гэтсби Великобритании, Фонд Рокфеллера, Департамент международного развития Великобритании и Глобальный экологический фонд ЮНЕП, среди других. [ 3 ]
Будущие перспективы двухтактного сельского хозяйства
[ редактировать ]Эта стратегия основана на использовании местных растений, а не дорогостоящих промышленных ресурсов, что делает ее более экономически осуществимой и более приемлемой с культурной точки зрения, поскольку этот метод во многом похож на традиционную африканскую практику совмещения культур. [ 3 ] По этой причине ожидается, что этот метод станет популярным решением проблемы отсутствия продовольственной безопасности в странах Африки к югу от Сахары. Хотя эта стратегия менее ресурсоемка, она более наукоемка. [ 3 ] По этой причине были начаты кампании в средствах массовой информации, проведены общественные встречи, распространены печатные материалы, а также созданы программы полевых школ между фермерами и фермерами, чтобы преодолеть барьеры в знаниях на пути внедрения двухтактной технологии. [ 3 ] Наиболее эффективными, влиятельными и экономически выгодными методами распространения информации и поощрения фермеров к принятию двухтактных методов были определены как дни поля (приводят к увеличению внедрения примерно на 26,8%), полевые школы для фермеров (вероятность колебания 22,2%). решения фермеров) и учителя-фермеры (18,1% шансов убедить фермеров принять эту технологию). [ 12 ] Кроме того, было обнаружено, что более 80% фермеров, участвующих в полевых днях, применяют эту технологию на своих землях. [ 12 ]
Еще одна мера, которая была принята для повышения темпов внедрения двухтактной технологии, - это распространение семян десмодия и других материалов, необходимых для начала этой практики. [ 12 ] Распространение семян и других необходимых материалов стало возможным благодаря партнерству с семеноводческими компаниями и местными фермерскими группами. [ 12 ] Чтобы бороться с прежним дефицитом и высокой стоимостью семян десмодия, которые ограничивали распространение двухтактной технологии, были запущены интенсивные инициативы по производству семян, и фермерским группам было предложено самостоятельно размножать семена. [ 12 ] В результате этих мер был стимулирован рынок семян десмодия, и семена стали более доступными для мелких фермеров, желающих внедрить методы «тяни-толкай» на своих полях. [ 12 ]
Только в Кении, Танзании и Уганде двухтактную технологию освоили 68 800 мелких фермеров; однако в действительности эти цифры могут быть выше из-за пробелов в отчетности. [ 12 ] Поскольку эти районы в Африке к югу от Сахары часто страдают от ненадежного производства сельскохозяйственных культур из-за стеблемеров и стриги, неплодородности почв и неустойчивых поставок кормов, ожидается, что двухтактное решение этих проблем будет принято большим количеством мелких фермеров в странах Африки к югу от Сахары. будущее при ежегодном уровне внедрения 30% и потенциальном ежегодном уровне внедрения 50% из-за начатых интенсивных образовательных кампаний. [ 12 ]
-
Ферма по вытягиванию кукурузы в ICIPE, Мбита-Пойнт, Кения, демонстрирует промежуточные посевы видов Desmodium .
-
Ферма по выращиванию кукурузы с промежуточным посевом десмодиума и ловушкой в ICIPE, Мбита-Пойнт, Кения,
-
Двухтактная ферма по выращиванию сорго с ловушкой для урожая Brachiaria (ICIPE, Мбита-Пойнт, Кения)
См. также
[ редактировать ]- Биологическая борьба с вредителями
- Культурные методы
- Устойчивое сельское хозяйство
- Список тем устойчивого сельского хозяйства
- Экотехнологии
- Список растений-компаньонов
- Список полезных сорняков
- Список растений, отпугивающих вредителей
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Кук, Саманта М.; Хан, Зейаур Р.; Пикетт, Джон А. (2007). «Использование двухтактных стратегий в комплексной борьбе с вредителями». Ежегодный обзор энтомологии . 52 : 375–400. дои : 10.1146/annurev.ento.52.110405.091407 . ПМИД 16968206 .
- ^ Jump up to: а б www.rothamsted.ac.uk
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л Хан, Зейаур; Мидега, Чарльз; Питчар, Джимми; Пикетт, Джон; Брюс, Тоби (февраль 2011 г.). «Двухтактная технология: подход ресурсосберегающего сельского хозяйства для комплексной борьбы с насекомыми-вредителями, сорняками и здоровьем почвы в Африке». Международный журнал устойчивости сельского хозяйства . 9 (1): 162–170. дои : 10.3763/ijas.2010.0558 . ISSN 1473-5903 . S2CID 153717937 .
- ^ Гловер и др., «Посадите многолетние растения, чтобы спасти почвы Африки», Nature 489, 359–361 (20 сентября 2012 г.)
- ^ Jump up to: а б Хан, ЗР; Ампонг-Ньярко, К.; Чилисва, П.; Хасанали, А.; Кимани, С.; Лванде, В.; Оверхолт, Вашингтон; Оверхолт, Вашингтон; Пикетта, Дж.А.; Смарт, Ю.Л.; Вудкок, CM (август 1997 г.). «Совмещение культур увеличивает паразитизм вредителей» . Природа . 388 (6643): 631–632. Бибкод : 1997Natur.388..631K . дои : 10.1038/41681 . ISSN 1476-4687 . S2CID 4410767 .
- ^ Чемберлен, К.; Хан, ЗР; Пикетт, Дж.А.; Тошова Т.; Вадхамс, ЖЖ (1 марта 2006 г.). «Периодичность Диля в производстве летучих веществ зеленых листьев дикими и культурными растениями-хозяевами стемборерной моли, Chilo partellus и Busseola fusca» . Журнал химической экологии . 32 (3): 565–577. дои : 10.1007/s10886-005-9016-5 . ISSN 1573-1561 . ПМИД 16572298 . S2CID 2023126 . Проверено 17 октября 2021 г.
- ^ Хан, Зейаур Р.; Хасанали, Ахмед; Оверхолт, Уильям; Хамис, Цануо М.; Хупер, Энтони М.; Пикетт, Джон А.; Уодхамс, Лестер Дж.; Вудкок, Кристин М. (1 сентября 2002 г.). «Контроль над ведьминой Striga hermontica путем совмещения культур с видами Desmodium, и механизм, определенный как аллелопатический» . Журнал химической экологии . 28 (9): 1871–1885. дои : 10.1023/А:1020525521180 . ISSN 1573-1561 . ПМИД 12449513 . S2CID 21834435 . Проверено 17 октября 2021 г.
- ^ Хан, ЗР; Мидега, САО; Брюс, TJA; Хупер, AM; Пикетт, Дж. А. (2010). «Использование фитохимикатов для разработки «тянущей» стратегии защиты посевов для фермеров, выращивающих зерновые в Африке» . Журнал экспериментальной ботаники . 61 (15): 4185–4196. дои : 10.1093/jxb/erq229 . ПМИД 20670998 .
- ^ Мутямбай, Дэниел М.; Басс, Итан; Луттермозер, Тим; Поведа, Катя; Мидега, Чарльз АО; Хан, Зейаур Р.; Кесслер, Андре (2019). «Больше, чем просто «толкать» и «тянуть»? Взаимодействие между растением и почвой при выращивании компаньона кукурузы усиливает химическую защиту растений от травоядных животных» . Границы экологии и эволюции . 7 . дои : 10.3389/fevo.2019.00217 . ISSN 2296-701X .
- ^ Дринкуотер, Лори Э.; Мидега, Чарльз АО; Авуор, Рэйчел; Ньягол, Диккенс; Хан, Зейаур Р. (15 октября 2021 г.). «Промежуточные посевы многолетних бобовых обеспечивают многочисленные подземные экосистемные услуги в системах мелкого земледелия» . Сельское хозяйство, экосистемы и окружающая среда . 320 : 107566. doi : 10.1016/j.agee.2021.107566 . ISSN 0167-8809 .
- ^ Ндайисаба, Пьер Селестен; Куя, Сим; Мидега, Чарльз Аура Одхиамбо; Мванги, Питер Ньороге; Хан, Зейаур Рахман (02 января 2022 г.). «Технология «тяни-толкай» улучшает запасы углерода в неорошаемом мелкоземельном сельском хозяйстве в Западной Кении» . Управление выбросами углерода . 13 (1): 127–141. дои : 10.1080/17583004.2022.2035823 . ISSN 1758-3004 . S2CID 247202273 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж Хан, Зейаур (2014). «Достижение продовольственной безопасности для одного миллиона бедняков в странах Африки к югу от Сахары посредством поэтапных инноваций к 2020 году» (PDF) . Философские труды . 369 (1639). дои : 10.1098/rstb.2012.0284 . ПМЦ 3928888 . PMID 24535391 – через издательство Royal Society Publishing.
- ^ Jump up to: а б с Кэсси, Менале (весна 2018 г.). «Система двухтактного земледелия в Кении: последствия для экономического и социального благосостояния» . Политика землепользования . 77 : 186–198. doi : 10.1016/j.landusepol.2018.05.041 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Мбече Ньянгау, Исаак (лето 2018 г.). «Трансдисциплинарные исследования: совместное лидерство и расширение возможностей для обеспечения устойчивости двухтактных технологий» . Устойчивость . 10 (7): 2378. doi : 10.3390/su10072378 .
- ^ Хан, З.Р., Дж. А. Пикетт, Дж. ван ден Берг, Л. Дж. Вадхамс и К. М. Вудкок. 2000. Использование химической экологии и видового разнообразия: борьба с стеблевым златом и стригой для кукурузы и сорго в Африке. Наука борьбы с вредителями 56:957–962.