Технология Push–pull представляет собой стратегию промежуточного выращивания культур для борьбы с сельскохозяйственными вредителями с помощью отпугивающих «толкающих» растений и ловчих «тянущих» растений . [1] Например, зерновые культуры , такие как кукуруза или сорго, часто заражаются стеблевыми сверлильщиками . Травы, высаженные по периметру посевов, привлекают и ловят вредителей, тогда как другие растения, такие как Desmodium , высаженные между рядами кукурузы, отпугивают вредителей и контролируют паразитическое растение Striga . Технология Push–pull была разработана в Международном центре физиологии и экологии насекомых (ICIPE) в Кении в сотрудничестве с Rothamsted Research , Великобритания. [2] и национальными партнерами. Эта технология была обучена мелким фермерам в сотрудничестве с университетами, НПО и национальными исследовательскими организациями. [3]
Технология Push-pull подразумевает использование стимулов, изменяющих поведение, для управления распределением и численностью стеблеедов и полезных насекомых для борьбы с вредителями стеблеедов. Она основана на глубоком понимании химической экологии , агробиоразнообразия , взаимодействий растений и насекомых и включает в себя совмещение зерновой культуры с отпугивающим промежуточным культурой, таким как Desmodium uncinatum (серебристый лист) [4] (push), с привлекательным ловчим растением, таким как Napier grass (pull), высаженным в качестве пограничной культуры вокруг этого промежуточного урожая. Беременные самки стеблеедов отталкиваются от основной культуры и одновременно привлекаются ловчей культурой.
«Толкающий» фактор в схеме совмещения культур обеспечивается растениями, которые выделяют летучие химические вещества ( кайромоны ), которые отпугивают моль- стеблееда и отгоняют ее от основной культуры (кукурузы или сорго). Наиболее часто используемые виды толкающих растений — это бобовые из рода Desmodium (например, Desmodium серебристолистный, D. uncinatum , и Desmodium зеленолистный, D. intortum ). Desmodium высаживают между рядами кукурузы или сорго, где они выделяют летучие химические вещества (такие как (E)-β- оцимен и (E)-4,8-диметил-1,3,7-нонатриен), которые отпугивают моль-стеблееда. Эти семиохимические вещества также вырабатываются в злаках, таких как кукуруза, когда они повреждаются насекомыми-травоядными, что может объяснить, почему они отпугивают моль-стеблееда. [1] [5] Будучи низкорослым растением, Десмодиум не мешает росту сельскохозяйственных культур, но может подавлять сорняки и способствовать улучшению качества почвы за счет увеличения содержания органического вещества в почве , фиксации азота и стабилизации почвы от эрозии. Он также служит высокопитательным кормом для животных и эффективно подавляет сорняки стрига посредством аллелопатического механизма. Другое растение, демонстрирующее хорошие репеллентные свойства, — это трава мелассы ( Melinis minutiflora ), питательный корм для животных с отпугивающими клещей и привлекающими личинок паразитоидов стеблевых мотыльков свойствами. [5]
.jpg/1280px-Strip_of_Brachiaria_brizantha_(signal_grass).jpg)
Подход основан на сочетании сопутствующих культур, которые будут высажены вокруг и среди кукурузы или сорго. Как домашние, так и дикие травы могут помочь защитить посевы, привлекая и ловя стеблеедов . Травы высаживаются на границе вокруг полей кукурузы и сорго, где вторгающиеся взрослые моли привлекаются химическими веществами, выделяемыми самими травами. Вместо того, чтобы приземлиться на растения кукурузы или сорго, насекомые направляются к тому, что кажется им более вкусной едой. Эти травы обеспечивают «притяжение» в стратегии «тяни-толкай». Они также служат убежищем для естественных врагов стебледов. Хорошие культуры-ловушки включают в себя хорошо известные травы, такие как сапфировая трава ( Pennisetum purpureum ), сигнальная трава ( Brachiaria brizantha ) и суданская трава ( Sorghum vulgare sudanense ). Сосновая трава производит значительно более высокие уровни привлекательных летучих соединений ( летучие вещества зеленых листьев ), сигналы, используемые беременными самками стеблеедов для обнаружения растений-хозяев, чем кукуруза или сорго. Также наблюдается примерно 100-кратное увеличение общего количества этих соединений, производимых сосновой травой в первый час наступления ночи (скотофаза), период, в который стеблееды ищут растения-хозяева для откладывания яиц, что приводит к дифференциальному предпочтению откладки яиц. [6] Однако многие личинки стеблеедов, около 80%, не выживают, так как ткани сосновой травы производят липкий сок в ответ на питание личинок, который захватывает их, вызывая гибель около 80% личинок. [3]
Desmodium также контролирует паразитический сорняк Striga , что приводит к значительному увеличению урожайности примерно на 2 тонны/га (0,9 коротких тонны на акр) за сезон выращивания. [ требуется ссылка ] В дополнение к преимуществам, полученным от увеличения доступности азота и конкуренции за свет, было обнаружено, что D. uncinatum сильно подавляет рост striga посредством аллелопатии . [7] Считается, что эти эффекты связаны с изофлаванонами , вырабатываемыми в корнях Desmodium, которые могут либо способствовать прорастанию семян striga, либо подавлять рост сеянцев, в зависимости от их структуры. Вместе эти эффекты приводят к явлению, известному как «самоубийственное прорастание», тем самым уменьшая семенной банк striga в почве. [3] Другие виды Desmodium также были оценены и оказывают аналогичное воздействие на стеблевые мотыльки и сорняки striga и в настоящее время используются в качестве промежуточных культур в кукурузе, сорго и просо. [8]
Десмодиум также улучшает качество почвы , увеличивая содержание органических веществ в почве, азота и биоразнообразия в почве, а также сохраняя влагу, смягчая температуру почвы и предотвращая эрозию. [3] [9] [10] [11]
Сельское хозяйство методом «толкай-пулл» приводит к выгодным экономическим результатам на уровне отдельных мелких землевладельцев и фермеров, ведущих натуральное хозяйство, за счет более крупных потоков доходов от продажи излишков зерна, семян десмодиума, кормов и молока. [3] Экономическое исследование подсчитало, что окупаемость инвестиций в методы «толкай-пулл» для фермеров составляет более 2,2 по сравнению с 1,8 при использовании пестицидов и 0,8 для монокультуры. [ сомнительно – обсудить ] [12] Хотя начальные затраты на технологию «толкай-пулл» сильно варьируются из-за требований к рабочей силе для посадки десмодиума и травы слоновой кости и покупки этих семян, затраты значительно снижаются в последующие годы выращивания. [12] Также было замечено, что технология «толкай-пулл» помогает стимулировать местную экономику. [3] Поскольку эти фермеры имеют больший доход, они могут тратить деньги в своей местной экономике, что повышает уровень жизни и благосостояние сообщества в целом. [3]
Основными экономическими противниками таких методов являются крупные транснациональные корпорации, такие как Monsanto и другие, которые производят сезонные ресурсы, такие как химические пестициды, удобрения и высокоурожайные семена, требующие таких ресурсов. [3]
После учета внешних факторов, определяющих урожайность кукурузы, было обнаружено, что урожайность кукурузы увеличилась на 61,9%, себестоимость производства кукурузы увеличилась на 15,3%, а средний чистый доход от кукурузы увеличился на 38,6%. [13]
В домохозяйствах, где была принята технология «тяни-толкай» в Кении, увеличение экономического дохода было связано с большим количеством лет образования, улучшенным доступом к сельским учреждениям и посещением большего количества полевых дней по сравнению с домохозяйствами, которые не приняли эту технологию. [13] Кроме того, если внедрение технологии продолжится с текущим темпом в 14,4%, можно будет ожидать сокращения на 75 077 человек, считающихся бедными, в ситуации, когда местная экономика остается закрытой, и на 76 504 человека меньше, можно было бы ожидать, что люди будут считаться бедными, если бы экономика была открытой. [13]
Поскольку технология push-pull была разработана в основном за пределами стран Африки к югу от Сахары, где международные агентства сегодня стремятся больше всего расширить свое влияние, изначально возникло недоверие. [14] Это недоверие подпитывалось местными подозрениями, что у внешних агентов были скрытые корыстные планы. [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 технологии push-pull и, таким образом, сделать процесс более совместным и преодолеть этот разрыв. [14] Кроме того, как упоминалось выше, технология push-pull очень похожа на традиционные методы совмещения культур, что помогло ей получить признание сообщества
Технология «тяни-толкай» также стала более широко рассматриваться как культурно приемлемая и соответствующая, поскольку она обеспечивает традиционные роли мужчин и женщин в сельскохозяйственных работах. [14] Поскольку технология «тяни-толкай» может вписаться в существующие семейные рамки, эта практика не требует пересмотра существующей динамики. [14] Для дальнейшего внедрения технологии «тяни-толкай» фермеры играли активную 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, по которым будут высеиваться семена, с помощью плуга, запряженного волами. [14] В целом, поощряя активное лидерство местных фермеров, можно ожидать укрепления перспектив устойчивости таких проектов. [14]
Технология «толкай-тяни» была разработана в Международном центре физиологии и экологии насекомых (ICIPE) в Кении в сотрудничестве с Rothamsted Research , Великобритания. [2] и национальными партнерами в 1990-х годах. [15] Исследования и разработки для стратегии «толкай-тяни» финансировались рядом партнеров, включая Благотворительный фонд Гэтсби Великобритании, Фонд Рокфеллера, Департамент международного развития Великобритании и Глобальный экологический фонд ЮНЕП, среди прочих. [3]
Эта стратегия основана на использовании местных растений, а не дорогостоящих промышленных ресурсов, что делает ее как более экономически осуществимой, так и более культурно приемлемой, поскольку этот метод во многом похож на традиционную африканскую практику совмещения культур. [3] По этой причине ожидается, что этот метод станет популярным решением проблемы продовольственной безопасности в странах Африки к югу от Сахары. Хотя эта стратегия менее ресурсоемка, она более наукоемка. [3] По этой причине были запущены кампании в СМИ, проведены общественные собрания, распространены печатные материалы и созданы программы фермер-фермер и фермерских полевых школ для преодоления барьеров знаний при внедрении технологии «тяни-толкай». [3] Наиболее эффективными, влиятельными и экономически выгодными методами распространения информации и поощрения фермеров к внедрению методов «толкай-тяни» были признаны полевые дни (приводят к увеличению внедрения примерно на 26,8%), полевые школы фермеров (вероятность влияния на решения фермеров составляет 22,2%) и учителя фермеров (вероятность убеждения фермеров принять технологию составляет 18,1%). [12] Кроме того, было обнаружено, что более 80% фермеров, которые участвуют в полевых днях, внедряют технологию на своих землях. [12]
Еще одной мерой, которая была принята для повышения темпов внедрения технологии push-pull, является распространение семян десмодиума и других необходимых ресурсов, которые требуются для начала этой практики. [12] Распространение семян и других необходимых ресурсов стало возможным благодаря партнерству с семеноводческими компаниями и местными фермерскими группами. [12] Для борьбы с бывшим дефицитом и высокой стоимостью семян десмодиума, которые ограничивали распространение технологии push-pull, были запущены интенсивные инициативы по производству семян, и фермерские группы были поощрены к самостоятельному размножению семян. [12] В результате этих мер рынок семян десмодиума был стимулирован, и семена стали более доступными для мелких фермеров, желающих внедрить методы push-pull на своих полях. [12]
Только в Кении, Танзании и Уганде технология push-pull была принята 68 800 мелкими фермерами; однако эти цифры могут быть выше в действительности из-за пробелов в отчетности. [12] Поскольку эти районы в странах Африки к югу от Сахары часто страдают от ненадежного производства сельскохозяйственных культур из-за стеблейных сверл и стриги, бесплодия почвы и неустойчивых поставок кормов, ожидается, что решение этих проблем методом push-pull будет принято большим количеством мелких фермеров в будущем с годовым темпом внедрения в 30% и потенциальным годовым темпом внедрения в 50% из-за интенсивных образовательных кампаний, которые были запущены. [12]
