Интенсивное растениеводство - Intensive crop farming

Интенсивное земледелие - это современная индустриальная форма растениеводства . Методы интенсивного земледелия включают инновации в сельскохозяйственной технике , методах ведения сельского хозяйства, технологиях генной инженерии , методах достижения экономии за счет масштаба производства, создании новых рынков потребления, патентной защите генетической информации и глобальной торговле . Эти методы широко распространены в развитых странах .

Промышленное сельское хозяйство - относительно недавнее событие в истории сельского хозяйства , результат научных открытий и технических достижений. Инновации в сельском хозяйстве, начавшиеся в конце 19 века, обычно параллельны развитию массового производства в других отраслях, которые характеризовали последнюю часть промышленной революции . Определение азота и фосфора как критических факторов роста растений привело к производству синтетических удобрений , что сделало возможным более интенсивное использование сельскохозяйственных угодий для выращивания сельскохозяйственных культур.

Функции

Некоторые культуры оказались более пригодными для интенсивного земледелия, чем другие.

крупномасштабные - сотни или тысячи акров одной культуры (намного больше, чем может быть поглощено местным или региональным рынком);
монокультура - большие площади выращивания одной культуры, часто выращиваемые из года в год на одной и той же земле, или при небольшом севообороте ;
агрохимикаты - зависимость от импортных синтетических удобрений и пестицидов для обеспечения питательными веществами и борьбы с вредителями и болезнями, которые вносятся регулярно
гибридные семена - использование специализированных гибридов, предназначенных для крупномасштабного распространения (например, способность созревать от лозы, выдерживать транспортировку и погрузочно-разгрузочные работы);
генетически модифицированные культуры - использование генетически модифицированных сортов, предназначенных для крупномасштабного производства (например, способность противостоять выбранным гербицидам);
крупномасштабное орошение - интенсивное использование воды и, в некоторых случаях, выращивание сельскохозяйственных культур в других неподходящих регионах за счет чрезмерного использования воды (например, рисовые поля на засушливых землях).
высокая механизация - автоматизированная техника поддерживает и убирает урожай.

Критика

Критики интенсивно выращиваемых культур вызывают широкий круг опасений. Что касается качества пищевых продуктов, то критики считают, что качество снижается, когда сельскохозяйственные культуры выращиваются и выращиваются в первую очередь из-за косметических и транспортных характеристик. Экологически, промышленное выращивание культур , как утверждается, несет ответственность за утраты биоразнообразия , деградации от качества почвы , эрозии почвы , пищевой токсичности ( пестицидных остатков) и загрязнения (через agrichemical сборки окон и стока , а также использование ископаемого топлива для agrichemical производства и для сельскохозяйственных машин и междугороднего распределения ).

История

Проекты в рамках Зеленой революции распространяли технологии, которые уже существовали, но не получили широкого распространения за пределами промышленно развитых стран. Эти технологии включали пестициды, ирригационные проекты и синтетические азотные удобрения .

Новым технологическим достижением Зеленой революции стало производство того, что некоторые называют «чудо-семенами». Ученые создали сорта кукурузы , пшеницы и риса , которые обычно называют HYV или «высокоурожайные сорта». HYV имеют повышенный азотопоглощающий потенциал по сравнению с другими разновидностями. Поскольку зерновые, которые поглощали дополнительный азот, обычно полегали или опадали перед сбором урожая, в их геномы были встроены гены полу-карликовости. Пшеница Norin 10 , сорт, выведенный Орвиллом Фогелем из японских карликовых сортов пшеницы, сыграл важную роль в создании сортов пшеницы Green Revolution. IR8, первый широко применяемый HYV рис, разработанный IRRI, был создан путем скрещивания индонезийского сорта под названием «Пета» и китайского сорта под названием «Ди Гео Ву Ген».

При наличии молекулярной генетики у арабидопсиса и риса ответственные мутантные гены ( уменьшенный рост (rht) , нечувствительность к гиббереллину (gai1) и тонкий рис (slr1) ) были клонированы и идентифицированы как компоненты клеточной передачи сигналов гиббереллиновой кислоты, фитогормона, участвующего в регулирование роста ствола через его влияние на деление клеток. Рост стебля на мутантном фоне значительно снижен, что приводит к карликовому фенотипу. Вклад фотосинтеза в стебель резко снижается, поскольку более короткие растения по своей природе более устойчивы механически. Ассимиляты перенаправляются на производство зерна, что, в частности, усиливает влияние химических удобрений на товарный урожай.

При наличии адекватного орошения, пестицидов и удобрений HYV значительно превосходят традиционные сорта. В отсутствие этих исходных данных традиционные сорта могут превзойти HYV. Одной из критических замечаний по поводу HYV является то, что они были разработаны как гибриды F1 , а это означает, что фермер должен покупать их каждый сезон, а не экономить по сравнению с предыдущими сезонами, что увеличивает производственные затраты фермера.

Примеры

Пшеница (современные методы управления)

Пшеница - это трава, которую выращивают во всем мире. В глобальном масштабе это самое важное продовольственное зерно для людей и второе место по общему объему производства среди зерновых культур после кукурузы ; третий - рис . Пшеница и ячмень были первыми зерновыми культурами, которые, как известно, были одомашнены. Выращивание, многократная уборка и посев зерен дикорастущих трав привели к одомашниванию пшеницы путем отбора мутантных форм с тяжелыми годами, которые остались нетронутыми во время уборки урожая, и более крупных зерен. Из-за потери механизмов распространения семян одомашненная пшеница имеет ограниченную способность к размножению в дикой природе.

Возделывание сельскохозяйственных культур с использованием плугов с конским воротником (3000 лет назад) повысило урожайность зерновых, равно как и использование сеялок, которые в XVIII веке заменили разбросный посев семян. Урожайность пшеницы продолжала расти по мере того, как возделывались новые земли и улучшалось сельское хозяйство, включая использование удобрений , молотилок и жаток (« комбайн »), тракторно- тяговых культиваторов и сеялок, а также лучших сортов (см. Зеленый Революция и Норин 10 пшеница ). Поскольку темпы роста населения падают, а урожайность продолжает расти, площади, отведенные под пшеницу, могут начать сокращаться впервые в современной истории человечества .

В то время как озимая пшеница находится в состоянии покоя во время зимних заморозков, пшенице обычно требуется от 110 до 130 дней между посадкой и сбором урожая, в зависимости от климата, типа семян и состояния почвы. Решения по управлению урожаем требуют знания стадии развития урожая. В частности, весенние удобрения , гербициды , фунгициды , регуляторы роста обычно применяются на определенных стадиях развития растений. Например, в современных рекомендациях часто указывается, что второе нанесение азота следует проводить, когда размер уха (не видимого на данном этапе) составляет около 1 см (Z31 по шкале Задокса ).

Кукуруза (механизированная уборка)

Коренные американцы сажали кукурузу на холмах в сложной системе, известной некоторым как « Три сестры» : фасоль использовала кукурузу для поддержки, а тыквы служили почвенным покровом, чтобы остановить сорняки. Этот метод был заменен посадкой одного вида на холмы, где каждый холм на расстоянии 60–120 см (2–4 фута) засевали 3 или 4 семенами, метод, который до сих пор используется домашними садоводами. Более поздняя техника была проверена кукурузой, где холмы были размещены на расстоянии 40 дюймов (1000 мм) друг от друга в каждом направлении, что позволяло культиваторам проходить через поле в двух направлениях. В более засушливых землях это было изменено, и семена были посеяны на дно борозд глубиной 10–12 см (4–5 дюймов) для сбора воды. Современная техника выращивает кукурузу рядами, что позволяет выращивать кукурузу в молодом возрасте, хотя техника холма все еще используется на кукурузных полях в некоторых индейских резервациях. Конфедерация Хауденосауни - это группа коренных американцев, которые готовятся к изменению климата с помощью семенного фонда. Сейчас эта группа известна как ирокезы. С изменением климата больше сельскохозяйственных культур может расти в различных областях, в которых они раньше не могли расти. Это откроет области для выращивания кукурузы.

Кукурузная куча на участке уборки урожая, Индия

В Северной Америке поля часто засеваются в севообороте с двумя культурами с азотфиксирующими культурами, часто с люцерной в более прохладном климате и соевыми бобами в регионах с более длинным летом. Иногда в севооборот добавляют третий урожай - озимую пшеницу . Поля обычно вспахиваются каждый год, хотя применение метода нулевой обработки почвы растет. Многие сорта кукурузы, выращиваемые в США и Канаде, являются гибридами. Более половины посевных площадей кукурузы в Соединенных Штатах было генетически модифицировано с использованием биотехнологии для выражения таких агрономических признаков, как устойчивость к вредителям или устойчивость к гербицидам.

Примерно до Второй мировой войны большая часть кукурузы в Северной Америке собиралась вручную (как и в большинстве других стран, где ее выращивают). Это часто связано с большим количеством рабочих и связанными с этим общественными мероприятиями. Использовалось несколько одно- и двухрядных механических сборщиков, но кукурузоуборочные комбайны были приняты только после войны. Ручной или механический сборщик собирает весь початок, для чего требуется отдельная операция кукурузной лущилки для удаления зерен из початка. Целые початки кукурузы часто хранили в ящиках для кукурузы, и эти целые початки являются достаточной формой для использования в качестве корма для домашнего скота. Немногие современные фермы хранят кукурузу таким образом. Большинство собирают зерно с поля и хранят его в закромах. Комбайн с кукурузоуборочной насадкой (с остриями и роликами вместо мотовила) не режет стебель; он просто тянет стебель вниз. Стебель продолжает опускаться и скомкается на земле в искореженную кучу. Початок слишком велик, чтобы пройти через прорезь в пластине, и прижимные ролики вытягивают початок со стебля так, что в механизм попадают только початок и шелуха. Комбайн отделяет шелуху от початков, оставляя только ядра.

Соя (генетическая модификация)

Соевые бобы являются одной из генетически модифицированных культур « биотехнологической пищи» , а ГМО-соевые бобы используются во все большем количестве продуктов. Компания Monsanto - мировой лидер в производстве генетически модифицированной сои для коммерческого рынка. В 1995 году Monsanto представила соевые бобы " Roundup Ready " (RR), которые имеют копию гена бактерии Agrobacterium sp. штамм CP4, вставленный с помощью генной пушки в его геном, что позволяет трансгенному растению выжить после опрыскивания этим неселективным гербицидом, глифосатом . Глифосат, активный ингредиент Раундапа, убивает обычные соевые бобы. Бактериальный ген представляет собой EPSP (= 5-енолпирувилшикимовая кислота-3-фосфат) синтаза. Соя также имеет версию этого гена, но версия сои чувствительна к глифосату, а версия CP4 - нет.

Соевые бобы RR позволяют фермерам уменьшить обработку почвы или даже засеять семена непосредственно на непахотное поле, что называется «нулевой вспашкой» или консервативной обработкой почвы. Беспахотное земледелие имеет много преимуществ, значительно сокращая эрозию почвы и улучшая среду обитания диких животных; он также экономит ископаемое топливо и улавливает CO2, газ , вызывающий парниковый эффект .

В 1997 году около 8% всех соевых бобов, выращиваемых для коммерческого рынка в Соединенных Штатах, были генетически модифицированы. В 2006 году этот показатель составлял 89%. Как и в случае с другими культурами " Roundup Ready ", выражается озабоченность по поводу ущерба биоразнообразию . Однако ген RR был скрещен с таким количеством различных сортов сои, что сама генетическая модификация не привела к какому-либо снижению генетического разнообразия.

Помидор (гидропоника)

Крупнейший коммерческий объект гидропоники в мире - Eurofresh Farms в Уиллкоксе, штат Аризона, который в 2007 году продал более 200 миллионов фунтов томатов . Eurofresh имеет 318 акров (1,3 км ² ) под стеклом и составляет около трети площади коммерческих гидропонных теплиц. в США Eurofresh не считает свои помидоры органическими, но они не содержат пестицидов. Они выращиваются на минеральной вате с верхним орошением.

Некоторые коммерческие предприятия не используют пестициды или гербициды , предпочитая интегрированные методы борьбы с вредителями . Часто потребители охотно платят надбавку к цене за продукты, отмеченные как « органические ». В некоторых штатах США почва необходима для получения органической сертификации . Есть также частично совпадающие и несколько противоречащие друг другу правила, установленные федеральным правительством США. Таким образом, некоторые продукты, выращенные с помощью гидропоники, могут быть сертифицированы как органические . Фактически, это самые чистые из возможных растений, потому что нет переменных в окружающей среде, а количество грязи в пищевых продуктах крайне ограничено. Гидропоника также экономит невероятное количество воды; Для производства такого же количества еды он использует всего 1/20 количества, чем обычная ферма. На уровень грунтовых вод может повлиять использование воды и сток химических веществ с ферм, но гидропоника может минимизировать воздействие, а также иметь то преимущество, что использование воды и возврат воды легче измерить. Это может сэкономить деньги фермерам за счет сокращения использования воды и возможности измерить последствия для земли вокруг фермы.

Окружающая среда в теплице с гидропоникой строго контролируется для максимальной эффективности, и этот новый образ мышления называется безпочвенным / контролируемым сельским хозяйством (S / CEA). С его помощью производители могут производить продукты высшего качества в любой точке мира, независимо от температуры и сезона выращивания. Производители постоянно следят за температурой, влажностью и уровнем pH .

Languages

In other projects