Змішані спільноти перевершують по врожайності монокультури

Європейська команда дослідників на чолі з екологами з Цюріхського університету виявили, що різноманітні рослинні співтовариства більш успішні і сприяють збільшенню врожаю, в порівнянні з чистими монокультурами. Вчені переконані, що комбіноване вирощування культур в сільському і лісовому господарствах буде грати ключову роль для продовольчої безпеки в майбутньому.

Хоча монокультури можна культивувати цілком ефективно, вони екологічно не раціональні: екологічний збиток для грунту і води внаслідок вирощування монокультур стає все більш очевидним. Однак, незважаючи на недоліки, монокультури залишаються основною формою посівів і розглядаються в якості єдиної можливості досягнення більш високих врожаїв в рослинництві - і цілком неправомірно, вважає Бернхард Шмід, професор екології з Цюріхського університету, який виступає за нову форму ведення сільського і лісового господарств. Нове дослідження, проведене аспірантом Деброю Заппінгер Дингли показує, що врожайність пасовищних рослин в різноманітних природних рослинних угруповань є вище, ніж в монокультурних.

Шмід бачить "можливість майбутнього харчування людства в невживаному потенціал біорізноманіття" - багатообіцяючі перспективи при тому, що ОЕСР і Продовольча і сільськогосподарська організація ООН подають тривожні сигнали: Обидві організації прогнозують, що сільськогосподарська продуктивність в майбутньому не буде рости в тому ж темпі, що і до сих пір. А з огляду на постійне збільшення населення, це означало б зниження продовольчої безпеки.

В ході 10-річного дослідження, група вчених з Швейцарії, Німеччини та Нідерландів на чолі з професором Шмідом відстежувала врожайність лугових рослин, які вони культивували в монокультурних або в змішаних природних рослинних угруповань. Як не дивно, останні виявилися більш продуктивним, ніж монокультури.

- Завдяки їх різноманітності, різні види рослин в таких спільнотах займають всі доступні ніші екосистеми. Це дозволяє їм використовувати поживні речовини грунту, світло і воду набагато більш ефективно, ніж монокультури, що в кінцевому підсумку призводить до більш високих врожаїв, - пояснює Ден Флінн, постдок з групи професора Шміда.

Ще одна перевага полягає в тому, що в різноманітних спільнотах відзначається менший тиск на рослини з боку паразитів, ніж в монокультурних спільнотах. Іншими словами, паразити поширюються менш ефективно, оскільки в біологічно різноманітному рослинному світі їм складніше знайти своє особливе рослина-господаря. Таким чином, різні види рослин виступають в якості захисних екранів друг для друга. Ця взаємна захист в групі дозволяє окремим рослинам витрачати більше ресурсів на зростання і виробництво потомства, а не на боротьбу зі шкідниками.

- Різноманітність забезпечує захист від шкідників і є необхідною умовою для підвищення врожайності в рослинних співтовариствах, - переконаний професор Шмід.

Крім того, дослідники виявили, що різні види пристосовуються до рослинних співтовариств протягом декількох поколінь. Подібна так звана короткострокова еволюція призводить до подальшого збільшення врожайності в комбінованих посадках - можливості, яка, за словами професора Шміда, стала несподіванкою для основного дослідження і культивації рослин. В ході подібного процесу адаптації, різні види починають спеціалізуватися на своїх сильних сторонах, і тим самим покращують додаткове використання ресурсів у всьому рослинного співтоваристві в ході процесу, відомого як зсув ознаки. Трави, наприклад, розвивають більш товсті листи, які стають здатні використовувати пряме сонячне світло в верхньому шарі луки, в той час як конюшиновий види випускають великі, але тонкі листя, щоб більш ефективно поглинати більше слабке світло у поверхні землі.

На сьогоднішній день біорізноманіття пов`язано, перш за все, зі збереженням видів і генетичного різноманіття.

- Результати нашого дослідження показують, що різноманітність дозволяє стабілізувати функціональність екосистем на високому рівні протягом тривалого часу і в різних умовах, - підсумовує професор Шмід. Він переконаний, що результати цього дослідження, опубліковані в науковому журналі "Nature", В поєднанні з даними його раніших дослідних проектів, допоможуть викликати зрушення парадигми в сільському господарстві в довгостроковій перспективі. Зрештою, позитивні ефекти змішаних культур проявляються не тільки в таких природних рослинних угруповань, як луки і ліси, але і при змішаному вирощуванні різних сортів або генотипів однієї культури, наприклад пшениці.

Тому методи розведення і вирощування рослин повинні орієнтуватися на змішані посадки, а не на поліпшення врожайності монокультур. Не можна забувати і про більшу екологічності змішаного землеробства, оскільки суміші вимагають менших витрат на боротьбу зі шкідниками і більш ефективно використовують всілякі добрива.