Monokultúra v poľnohospodárstve: výhody a nevýhody

V dnešnej poľnohospodárskej komunite prebieha veľa diskusií o výhodách a nevýhodách monokultúrnych poľnohospodárskych systémov. Zameriava sa najmä na to, ako prispievajú k zhoršovaniu životného prostredia a zmene klímy, ale aj na to, akú úlohu zohrávajú pri zabezpečovaní potravín pre rastúcu svetovú populáciu, ktorá by do roku 2050 mala dosiahnuť 10 miliárd.

Poľnohospodárstvo sa nachádza v bode, kedy je pod tlakom stať sa udržateľnejším, znížiť znečisťujúce látky a starať sa o pôdne systémy a zároveň zvýšiť svoju produkciu, aby mohlo zásobovať rýchlo rastúce mestské oblasti veľkými objemami potravín. Ako to teda súvisí s monokultúrami? Pozrime sa, čo tento pojem znamená a akú úlohu zohráva v meniacom sa potravinovom systéme.

Čo je to monokultúra?

Monokultúry sú poľnohospodárske systémy, v ktorých sa na poli v určitom čase, zvyčajne počas celej poľnohospodárskej sezóny, pestuje iba jeden druh plodiny. Monokultúry dominujú väčšine produkcie potravín odkedy rozsiahla mechanizácia poľnohospodárstva v priebehu 20. storočia zjednodušila pestovanie jednej plodiny naraz.

Podľa zistení zo štúdie, ktorá analyzovala údaje FAO, pšenica, kukurica, sója a ryža pokrývajú o niečo menej ako 501 TP3T globálnej poľnohospodárskej pôdy a takmer vždy sa pestujú ako monokultúry. Alternatívou sú polykultúry, ktoré sú systémy, v ktorých sa na jednom poli pestujú dve alebo viac plodín súčasne a predstavujú tradičnejšiu metódu obhospodarovania pôdy.

Majte na pamäti, že hoci monokultúry pestujú naraz iba jednu plodinu, môžu striedať plodiny zasadené na poli z roka na rok a stále sa nazývať monokultúrou. Monokultúra je termín používaný na rozlíšenie prevádzok, ktoré nepretržite pestujú monokultúry toho istého rastlinného druhu každý rok na tom istom mieste bez striedania.

Výhody monokultúr

Monokultúry sa vyvinuli z industrializovaného potravinového systému, ktorý sa snažil uspokojiť potreby a požiadavky globalizujúcej sa populácie a poskytol nám rámec pre prístup k mnohým základným potravinám dnes. Medzi výhody, ktoré tento systém hospodárenia s pôdou priniesol, patria:

Jednoduchosť správy

Pestovanie jednej plodiny naraz zjednodušuje obchodný model pre mnohých manažérov fariem a agropodniky. Jednotnosť poľa osiateho jedným druhom znamená, že všetka príprava, vstupy, údržba plodín a zber sú rovnaké na veľkej ploche a je potrebné menej zohľadniť potreby rôznych druhov.

Monokultúry v podstate veľmi uľahčujú poľnohospodárom hospodárenie, pretože do značnej miery odstraňujú rozmanitosť, a tým pádom odstraňujú potrebu riadiť zložitejšie systémové väzby, ktoré s ňou súvisia.

Maximalizácia výnosov obilia

Monokultúry, ktoré praktizujú striedanie plodín zo sezóny na sezónu, dokážu maximalizovať výnosy určitých plodín, ktoré by mali nižší výnos, ak by sa pestovali v medziplodinovom systéme s inými rastlinami iného druhu.

Podľa Washingtonskej štátnej univerzity to údajne platí pre obilniny ako pšenica, ovos a repka olejná.5 Platí to najmä pre prérijné oblasti, kde podnebie uprednostňuje produkciu týchto druhov plodín pred inými, takže na veľkú produkciu je potrebná minimálna práca a vstupy. výnos plodiny.

Monokultúry, ktoré praktizujú monoplodiny, však zvyčajne vykazujú pokles výnosov v priebehu času v dôsledku degradácie pôdy a erózie, čo prispieva k celkovej nižšej úrodnosti pôdy.

Vyššie príjmy zo špecializovanej výroby

Špecializácia je na kapitalistickom trhu kľúčová a monokultúry sú svojou povahou hyperšpecializované a často sa jedna farma zameriava výlučne na produkciu svojich plodín pestovaných v monokultúrach.

Nákup vybavenia, semien a všeobecných vstupov určených pre jeden druh je možné uskutočniť vo veľkom, čo je zvyčajne spojené s nižšími cenami.

Poľnohospodári a odborníci tiež získavajú vysoko špecializované odborné znalosti o svojej konkrétnej plodine, vďaka čomu sú lepšie vybavení na riešenie problémov, ako sú škodcovia alebo choroby, pretože pracujú v špecifickej oblasti, ktorá si nevyžaduje širšie znalosti o mnohých druhoch.

Monokultúry vznikli, pretože sa predpokladalo, že minimalizujú náklady, zefektívňujú výrobu a maximalizujú zisky, najmä po počiatočnom investičnom období, a z ekonomického hľadiska to pre mnohé prevádzky stále platí.

Vysoká citlivosť na technologické inovácie

Z rovnakých dôvodov, prečo sa monokultúry jednoduchšie spravujú, sa tiež ľahšie integrujú so strojmi a čoraz pokročilejšou technológiou: v hre je jednoducho menej premenných.

Jeden druh plodiny, ktorý je vysadený rovnomerne v rovnakom čase, môže byť pohnojený a zozbieraný naraz mechanizovanými vozovými parkami, ktoré sa postupne pohybujú po každom riadku, bez toho, aby bolo potrebné programovať ich tak, aby zohľadňovali iné plodiny, ktoré môžu byť v rôznych štádiách rastu alebo mať odlišné potreby živín.

Uniformita sa ľahšie riadi a navrhuje a rýchly rast monokultúr koncom 20. storočia išiel ruka v ruke s rýchlym technologickým pokrokom v poľnohospodárstve.

Nevýhody monokultúr

Kľúčové nevýhody monokultúr sa pomaly odhaľovali v priebehu posledných niekoľkých desaťročí, keďže environmentálne povedomie a monitorovanie odrážali, do akej miery priemyselné poľnohospodárstvo ovplyvňuje miestne ekosystémy.

Napriek krátkodobým výhodám, ktoré prináša z ekonomického hľadiska, z dlhodobého a environmentálneho hľadiska prispieva k:

Odlesňovanie

Hoci väčšina typov poľnohospodárskeho rozvoja vyžaduje odlesňovanie, monokultúry si konkrétne vyžadujú, aby boli rozsiahle pozemky úplne odlesnené a zbavené rastlinnej rozmanitosti pre rovnomerné pestovanie jednej plodiny.

Ekonomické výhody monokultúr sa vo všeobecnosti zvyšujú s rozlohou obrábanej pôdy, a preto sa zvyčajne rozprestierajú na stoviek alebo tisícoch akrov súvisle, čo si vo väčšine regiónov vyžaduje odlesňovanie.

Toto je obzvlášť znepokojujúce, keď sa staré lesy, ktoré obsahujú komplexné ekosystémy, rýchlo odstraňujú, aby sa uvoľnil priestor pre monokultúry; napríklad na Borneu a Sumatre, kde sa staré dažďové pralesy rýchlo odstraňujú, aby sa uvoľnil priestor pre monokultúry palmy olejnej.

Strata biodiverzity

Monokultúry sú svojou povahou opakom rozmanitosti. Jeden druh sa pestuje na veľkej ploche, niekedy tisícoch akrov, a pesticídy sa používajú na odstránenie rastu buriny alebo akýchkoľvek druhov, ktoré ohrozujú produkciu.

To vytvára zjavný nedostatok biodiverzity, čo môže následne spôsobiť kolaps potravinového reťazca a ekosystému pre pôvodné druhy flóry a fauny. Strata mnohých kľúčových druhov sa spája s rozširovaním monokultúr, čo má zase účinok známy ako ‘trofická kaskáda’ a vedie k ohrozeniu alebo úplnému vyhynutiu mnohých pôvodných, voľne žijúcich druhov.

Aby sme sa odvolali na vyššie uvedený príklad, rozsiahle monokultúry palmy olejnej viedli k strate biotopov a následnému ohrozeniu mnohých pôvodných druhov, ako napríklad orangutanov.

Pokles opeľovačov

Aplikácia glyfosátových, a najmä neonikotinoidných, pesticídov na rozsiahlych plochách sa spája s obrovským poklesom populácií včiel na celom svete.

Syndróm kolapsu kolónií (CCD) je trendom od začiatku 21. storočia a existuje stále viac dôkazov, že rozsiahle používanie pesticídov zohráva kľúčovú úlohu. Tieto typy pesticídov sa charakteristicky používajú vo veľkých monokultúrach, najmä pri pestovaní kukurice.

Ale to nie je jediný faktor, nedostatok rozmanitosti vytvára menšiu variabilitu v strave prežívajúcich včiel a tým nakoniec chýbajú zdravé baktérie, ktoré prispievajú k výživnému a dlhotrvajúcemu zdroju potravy pre ich kolónie.

Znečistenie

Manažment monokultúr do značnej miery závisí od častého používania syntetických chemikálií, ako sú pesticídy a hnojivá, na veľkých plochách na kontrolu buriny a škodcov a podporu rastu plodín.

Hoci sa mnohé z týchto syntetických vstupov považujú za nevyhnutné pre rozsiahlu produkciu určitých trhových plodín, miera ich využívania a následná kontaminácia miestnych povodí odtokom má vážne následky.

Odtok hnojív priamo súvisí s rozvojom kvitnutia rias a následným vytváraním hypoxických mŕtvych zón, ktoré zanechávajú vodné oblasti bez morského života. Okrem podzemných vôd a povodia sú znečistenie ovzdušia emisiami metánu, oxidu dusného a oxidu uhličitého tiež významnými problémami pri rozsiahlych monokultúrach, najmä pri chove dobytka.

Náchylnosť na imunitu voči škodcom a devastáciu

Medzi ekológmi je všeobecne známe, že diverzita podporuje odolnosť s viacerými bariérami a spätnými väzbami, ktoré prirodzene obmedzujú škody, ktoré môže jeden škodca alebo choroba spôsobiť rozmanitej populácii.

Absencia druhovej diverzity v monokultúrach z nich urobila v istom zmysle nenápadne ležiacich kačíc pred devastáciou zo strany škodcov a chorôb špecifických pre hostiteľa, ktorí zrazu majú k dispozícii akre akre nepretržitej potravy a živnej pôdy bez akejkoľvek prirodzenej kontroly.

Toto je ešte väčší problém v monokultúrach, ktoré praktizujú monoplodiny a nakoniec podporujú viacero generácií toho istého hmyzieho škodcu v jednej oblasti s ničivými následkami.

Pravidelné postrekovanie pesticídmi v skutočnosti zvýšilo agresivitu mnohých druhov škodcov, ktoré sa prispôsobili a stali sa odolnými voči týmto vstupom, čím zhoršili pôvodnú situáciu.

Zhutňovanie a erózia pôdy

Automatizácia poľnohospodárstva a prevládajúce používanie veľkých, ťažkých strojov v monokultúrnom hospodárstve spôsobili rozsiahle zhutnenie pôdy.

Strata mikrobiálnej diverzity a štruktúry pôdy je spojená aj s monokultúrnymi systémami, kde jeden rastlinný druh sa živí svojimi špecifickými preferenciami v oblasti živín a minerálov, čím pôda zbavená určitých živín bez možnosti ich obnovenia prostredníctvom rozmanitej výsadby.

Podobne výsadba jedného druhu na veľkej ploche vytvára oveľa nestabilnejšiu koreňovú štruktúru, pretože je prítomný iba jeden typ koreňového systému na ukotvenie pôdy a tá sa časom stáva náchylnejšou na eróziu a stratu ornice.

Monokultúry tiež zozbierajú všetku svoju úrodu v určitom časovom rámci, čím ponechajú obrovské plochy holej pôdy vystavené živlom niekedy aj celú zimu (ak sa nepestujú krycie plodiny), čo vedie k vysokej miere erózie a prípadnej dezertifikácii.

Zníženie úrodnosti pôdy a nestabilita živobytia

Všetky vyššie uvedené nevýhody v kombinácii už viedli k tomu, že mnohí poľnohospodári pestujúci komerčné monokultúry zaznamenali pokles výnosov, pretože ich postupy prekročili vrchol produkcie a teraz hospodária na čoraz viac dezertifikovanej a erodovanej pôde.

Strata celkovej úrodnosti pôdy a rastúca imunita škodcov a buriny voči glyfosátovým pesticídom znamená nevyhnutný zlom, v ktorom tradičný model priemyselných monokultúr už nie je uskutočniteľnou poľnohospodárskou technikou.

To, žiaľ, vedie k neúmernému riziku, ktoré znášajú poľnohospodári a poľnohospodárski manažéri, pretože ich živobytie sa stáva čoraz nestabilnejším so stratou úrodnosti pôdy a stratami výnosov.

Monokultúrni pestovatelia majú tiež všetky vajcia v jednom košíku a sú závislí od úspechu jedného konkrétneho druhu, čo ich robí veľmi zraniteľnými voči strate celej úrody a príjmov v jednej sezóne v dôsledku konkrétneho škodcu, choroby alebo poveternostnej udalosti.

Zmierňovanie nepriaznivých účinkov monokultúrnych systémov

Presné poľnohospodárstvo má schopnosť zmierniť a znížiť niektoré zo škodlivejších účinkov monokultúrnych systémov pomocou systémov založených na údajoch, ktoré dokážu presne určiť potreby a znížiť plytvanie a znečistenie miestneho životného prostredia.

Hoci sa mnoho farmárov a agropodnikov snaží prejsť na polykultúrne systémy, zostávajúce monokultúry sa dajú vylepšiť pomocou niektorých z týchto stratégií:

Aplikácia s variabilnou dávkou a zavlažovanie (VRA a VRI)

Zhutňovanie pôdy a znečistenie spojené s rozsiahlymi monokultúrami možno znížiť integráciou aplikácií s variabilným dávkovaním, čo eliminuje aplikáciu zbytočných vstupov, a tým aj zbytočný pohyb traktorov s postrekovacím zariadením po poliach.

Prispôsobené Mapy VRA pozrieť sa na geopriestorové údaje s cieľom analyzovať, ktoré konkrétne oblasti potrebujú vstupy a v akých množstvách, čím sa vyhnete tradične nehospodárnemu prístupu vysielania rovnakých vstupov po celej oblasti.

Tieto mapy je možné nahrať do strojov a traktorov, ktoré sú schopné vykonávať veľmi presnú aplikáciu vstupov iba tam, kde sú potrebné, pričom sa vyhýbajú mŕtvym zónam a zohľadňujú topografiu a odvodnenie krajiny.

Striedanie plodín

Ako už bolo v tomto článku spomenuté, pestovanie monoplodín je samostatná prax, ktorá sa často spája s monokultúrami, kde sa plodiny nestriedajú z roka na rok. Keď sa monokultúra pestuje monoplodinou, mnohé nevýhody sa zhoršujú a najmä kvalita pôdy a celková úrodnosť pôdy sa výrazne znižujú.

Monokultúry, ktoré sa striedajú každú sezónu, aby sa podporila mikrobiálna a nutričná diverzita v pôde a prerušili sa generačné cykly rozmnožovania škodcov, sú najlepšie pre poľnohospodárov aj pre pôdu a celkovo sú z dlhodobého hľadiska udržateľnejšie.

Integrovaná ochrana proti škodcom

Integrovaná ochrana proti škodcom (IPM) zažíva v sektore poľnohospodárskych technológií prudký rozmach, pričom viacero startupov a spoločností sa snaží odkloniť od glyfosátových pesticídov a prejsť na alternatívne produkty, ako sú bioracionálne pesticídy.

Bioracionálne produkty, ako napríklad Bt pesticídy, nie sú založené na chemickej báze, ale používajú živé biologické kontroly, ako napríklad mikrób Bt, na elimináciu lariev škodcov bez toho, aby mali rovnaké deštruktívne účinky na biodiverzitu pôdy.

Bt pesticídy sú len jedným príkladom mnohých bioracionálnych produktov využívajúcich prirodzene sa vyskytujúce baktérie a huby a existujú aj iné spoločnosti, ktoré sa uberajú iným smerom s kontrolou založenou na feromónoch. Manipulácia a postrekovanie feromónmi škodcov narúša reprodukčné cykly rôznych škodcov tým, že narúša ich páriace vzorce na druhovo špecifickej úrovni.

To znamená, že tieto zásahy ovplyvňujú iba sledovaného škodcu a zvyšok ekosystému nechávajú relatívne nedotknutý. Používanie stratégií a technológií integrovanej ochrany pred škodcami v monokultúrnom meradle má potenciál zmierniť niektoré škodlivé účinky, ktoré má táto prax na znečistenie a na diverzitu opeľovačov a pôdy.

Stroje a zariadenia poháňané obnoviteľnou energiou

Využívanie elektrických vozidiel a obnoviteľných zdrojov energie v monokultúrnej prevádzke je dôležitou súčasťou zabezpečenia ich dlhovekosti v poľnohospodárskom systéme, keďže takmer každý globálny sektor sa odkláňa od závislosti od fosílnych palív.

Používanie dronov a vysoko účinných postrekovacích zariadení spolu s inteligentnými zariadeniami a strojmi môže znížiť znečistenie a pohyb strojov len tam a vtedy, keď je to potrebné.

Zväčšiť okraje a priestory pre koridory pre voľne žijúce zvieratá a biodiverzitu

Celkové zníženie veľkosti prevádzky, alebo aspoň vytvorenie väčšieho počtu okrajov a koridorov v monokultúrach, môže byť tiež kľúčové pre ich menej deštruktívne pôsobenie na miestnu biodiverzitu a lesy.

Mnohé druhy flóry a fauny využívajú okraje a hranice rôznych typov pôdy na tieň, rôzne zdroje potravy alebo ako spôsob dopravy v krajine.

Zalesnené koridory pre voľne žijúce zvieratá prostredníctvom rozsiahlych monokultúr by mohli výrazne zlepšiť úsilie o ochranu pôvodných druhov tým, že by im poskytli cestu na pohyb cez polia bez toho, aby boli zraniteľné voči vystaveniu sa slnečnému žiareniu, a zalesnené oblasti poskytujú okolitej krajine čistý ochladzujúci účinok.

Krycie orezanie

Krycie plodiny sú tradičnou metódou na zachovanie štruktúry pôdy a prevenciu erózie pôdy počas zimy, ktorá sa v komerčných západných systémoch bežne nevyužíva.

Lucerna, ďatelina a rôzne strukoviny sú obľúbené krycie plodiny, ktoré sa môžu siať na jeseň pred prvými mrazmi a potom sa na jar používajú ako zelené hnojivo, čím sa po rozmrazení pôdy dopĺňajú bohatá organická hmota.

Krycie plodiny sa dajú ľahko implementovať v monokultúrach s použitím takmer rovnakého vybavenia a poskytujú ochranu, izoláciu a organickú hmotu už aj tak krehkým pôdnym systémom.

Budúcnosť poľnohospodárskych systémov: Polykultúry

Budúcnosť udržateľného poľnohospodárstva spočíva vo všeobecnom odklone od tradične intenzívnych monokultúr smerom k rozmanitejším a odolnejším polykultúrnym systémom.

Ale pre zostávajúce monokultúry alebo tie selektívne monokultúry, u ktorých sa preukázalo, že prinášajú vyššie výnosy obilnín a iných podobných plodín, je nevyhnutné prijatie krycích plodín, striedanie plodín, budovanie pôdy a rozdelenie tisícov akrov na plochy so zalesnenými koridormi.

Veľa poľnohospodárskych technológií je v skutočnosti navrhnutých tak, aby veľmi dobre fungovali v prostredí polykultúr aj monokultúr, napríklad technológie VRA a VRI, ktoré boli navrhnuté pre rôzne potreby a špecifickosť.

Polykultúrne krajiny, ktoré zahŕňajú agrolesníctvo a pôvodné rastliny, sú dnes vďaka pokročilej mapovacej technológii vhodnejšie na pestovanie veľkého množstva potravín ako predtým a tiež diverzifikujú zdroje príjmov a vytvárajú pohotovostné plány pre poľnohospodárov, ktorí boli predtým závislí od jednej plodiny.

Dostupnosť vhodných technológií je najdôležitejším krokom vpred a investície je potrebné smerovať do vytvárania udržateľných riešení zameraných konkrétne na životné prostredie a potreby poľnohospodárov, aby sa predišlo opakovaniu chýb z minulosti.