Растения с работой: новый подход к устойчивому сельскому хозяйству

Ученые из Университета Торонто в Скарборо разработали новый исследовательский подход для сельскохозяйственного сектора, основанный на доказательном понимании связи между краткосрочной урожайностью, долгосрочной устойчивостью и биоразнообразием.

В статье, опубликованной в Journal of Applied Ecology, Марни Айзек и Адам Мартин описывают, как метод "функциональной экологии, основанной на признаках" (functional trait-based ecology) можно применить в сельскохозяйственных исследованиях и управлении. Вместо анализа генетики или измерения урожайности, этот подход фокусируется на том, как растения реагируют на изменения окружающей среды и влияют на них.

"Исторически наш способ понимания того, как разнообразие культур влияет на урожай и окружающую среду, был ограничен. Мы предлагаем строгий подход, основанный на экологической науке, для измерения сельскохозяйственного воздействия", — говорит Айзек.

Предложенная структура помогает ответить на вопросы:

• Как определенные виды участвуют в круговороте питательных веществ?
• Могут ли они отпугивать определенных вредителей?
• Смягчают ли они последствия засухи?

"Изменения окружающей среды и сельскохозяйственные практики могут влиять на размер культур, характеристики их листьев и корней, репродуктивные модели. Подход, основанный на признаках, рассказывает нам о причинах и последствиях этих изменений — не только с точки зрения урожайности, но и того, как культуры взаимодействуют с другими растениями, насекомыми, микробами и окружающей средой", — поясняет Айзек.

Хотя в других экологических контекстах этот метод имеет долгую и успешную историю, в сельском хозяйстве он только начинает применяться.

Проблема монокультур и путь к устойчивости

"Товарные культуры часто приводят к сильно интенсифицированным монокультурам, где один вид занимает целый участок земли. Монокультуры могут создавать ужасные экологические условия, но они стремятся максимизировать урожай", — отмечает Мартин.

Монокультуры более уязвимы и менее устойчивы к засухе, болезням, инвазивным видам и вредителям. Однако простое увеличение видового разнообразия может не решить проблему. Авторы приводят в пример кофейные плантации, которые могут получить сертификат "Rainforest Alliance Certified" при достаточном разнообразии.

"На ферме может быть 15 разных видов деревьев и 3 вида сельскохозяйственных культур. Это отличное начало, но функциональная экология могла бы улучшить такие сертификации. Наша структура может предоставить данные о том, как выбирать виды, которые играют взаимодополняющие роли, лучше способствуя устойчивости и устойчивости", — говорит Мартин.

Ученые надеются, что их подход поможет консолидировать данные о функциональных признаках самых распространенных сельскохозяйственных культур в мире, что в перспективе позволит лучше понять функционирование агроэкосистем и информировать стратегии устойчивого управления.