Кофе, выращенный в тени, — это форма урожая, полученного из кофейных растений, выращенных под пологом деревьев. Полог из различных видов теневых деревьев создается для выращивания кофе, выращенного в тени. Поскольку он включает в себя принципы естественной экологии для содействия естественным экологическим отношениям, кофе, выращенный в тени, можно считать ответвлением сельскохозяйственной пермакультуры или агролесоводства . Полученный кофе может продаваться как «выращенный в тени».
Кофе (особенно Coffea arabica ) — это небольшое дерево или кустарник, который в диком виде растет в лесах и традиционно выращивался в коммерческих целях под другими деревьями, которые давали тень. С середины 1970-х годов [1] были выведены новые устойчивые к солнцу деревья и кустарники в ответ на присутствие грибковых заболеваний, особенно ржавчины листьев кофе ( Hemileia vastatrix ), и с целью повышения производительности. [2] В результате модернизации и стремления к более урожайным культурам были созданы устойчивые к солнцу растения кофе для получения более высоких урожаев за счет более плотной, открытой посадки, но методы выращивания, используемые для них, считаются неустойчивыми [ по мнению кого? ] и часто оказывают негативное воздействие на окружающую среду. Это привело к новой тенденции в поддержку выращивания кофе в тени. [3] [4] Хотя выращивание кофе в тени является системой производства, которая широко рассматривается как экологически устойчивая, способствующая сохранению биоразнообразия, улучшению услуг по борьбе с вредителями от птиц и адаптации к изменению климата , существует важный потенциальный компромисс, а именно более низкие урожаи кофе. Тем не менее, лишь немногие исследования явно изучали этот компромисс и экономические стимулы, необходимые для того, чтобы мелкие фермеры приняли методы выращивания в тени. [5] Исследование 2014 года показало, что доля земель, используемых для выращивания кофе в тени, по отношению к общей площади земель, используемых для выращивания кофе, сократилась почти на 20% с 1996 года. [6]
Недавние исследования показали, что существует прямая связь между структурной сложностью кофейной плантации и количеством видов, которые можно там найти. Лесоподобная структура теневых кофейных ферм обеспечивает среду обитания для большого количества перелетных и местных птиц, рептилий, муравьев, бабочек, летучих мышей, растений и других организмов. Из всех видов сельскохозяйственного использования земель, выращенный в тени кофе, скорее всего, является культурой, которая поддерживает самое большое разнообразие перелетных птиц, местной флоры и фауны. [7] Во всех исследованиях был выявлен четкий спектр богатства видов , начиная от высокого разнообразия видов в «деревенских» затененных поликультурах до крайне низкого разнообразия видов в незатененных монокультурах. [8]
Биологическое разнообразие на традиционных «деревенских» плантациях может быть чрезвычайно высоким, варьируясь от 90 до 120 видов растений на одном участке. Богатство видов деревьев на участках, выращенных в тени, варьируется от 13 до 58 видов на участок. Было обнаружено, что разнообразие трав в 2–4 раза превышает разнообразие деревьев на любом участке, а разнообразие кустарников было довольно низким на всех участках. Эпифиты также чрезвычайно разнообразны в затененных поликультурах; на 10 участках, где выращивались кофейные плантации в тени, было обнаружено 90 видов эпифитов. [7]
Сообщества насекомых могут быть довольно сложными на затененных кофейных плантациях. 609 видов насекомых из 258 семейств были обнаружены в образце от уровня земли до 2 метров на затененной поликультурной кофейной плантации недалеко от Тапачулы, штат Чьяпас. 37% особей были травоядными, которые могли бы стать потенциальными вредителями урожая, если бы их не контролировали хищники и паразиты, которые составляли 42% от общего числа видов. [9]
Кофе, выращенный в тени, является важной средой обитания как для местных, так и для перелетных видов птиц. Наиболее известные перелетные виды, которые гнездятся в Северной Америке и зимуют в тропиках, включают пеночек, мухоловок, виреонов и горихвосток. [10] 184 вида птиц, 46 из которых перелетные, были зарегистрированы на традиционных кофейных плантациях около Соконуско , Чьяпас, в то время как всего от 6 до 12 видов были зарегистрированы в незатененной монокультуре . [9] В исследовании сравнений кофе в тени и на солнце в Гватемале общее обилие и разнообразие птиц были на 30% и 15% больше, соответственно, на затененных фермах, чем на солнечных фермах. Деревья, выращенные в тени, являются домом для двух третей видов птиц, встречающихся в естественных лесах в тех же географических районах. [7] Гораздо большая плотность перелетных птиц была обнаружена на затененных кофейных участках, чем в местных естественных местообитаниях. Это, скорее всего, связано с большим обилием разбросанных птицами фруктовых деревьев, цветущих растений и насекомых, встречающихся в затененных местах. Сообщества птиц в традиционных поликультурах в основном состоят из видов, обитающих на пологе и среднем ярусе деревьев и питающихся фруктами, насекомыми и нектаром. [8]
Исследование в Западных Гатах Индии показало, что 28 видов млекопитающих встречаются на тенистых кофейных плантациях. Это исследование также показало, что расстояние от охраняемых заповедников отрицательно влияет на видовое богатство млекопитающих . [11]
Высокое видовое разнообразие, обнаруженное в затененных поликультурах, позволяет формировать относительно сложные пищевые сети . Птицы и млекопитающие играют большую роль в борьбе с вредителями, поедая множество травоядных насекомых. В исследовании на Ямайке птицы были исключены из одной кофейной плантации, что привело к 70% увеличению доли кофейных плодов, зараженных кофейным жуком, видом насекомых-вредителей. Биологический контроль птицами, действующими в качестве хищников кофейного жука на Ямайке, был рассчитан на сумму 75 долларов США/га в 2005 году, в среднем 1004 доллара США/изученная ферма. Это составляет около 30% от валового национального дохода на душу населения за то время. [7] Другое исследование в Пуэрто-Рико использовало участки изоляции для исключения ящериц, которые, как было обнаружено, более распространены в кофе, выращенном в тени, чем на солнце, и показало, что исключение ящериц привело к увеличению численности минирующих молей , насекомых, которые являются серьезными вредителями для кофейных растений. [7]
Многие виды пчел привлекаются затененными поликультурами, которые имеют множество цветущих растений в дополнение к кофе. Это увеличение численности пчел приводит к прямому увеличению опыления тенистых деревьев, а также самих кофейных растений. Исследование в Индонезии показало, что разнообразие видов пчел увеличивает завязывание плодов на кофе; кофейные растения, посещенные 3 видами пчел, имели 60% завязывания плодов, в то время как те, которые посещали 20 видов или более, имели 90% завязывания плодов. [7]
Наличие полога и растительности среднего яруса в затененных поликультурах помогает уменьшить эрозию почвы , а также стабилизировать крутые горные склоны. Добавленный опавший лист и другой растительный материал от этих тенистых деревьев также способствует увеличению питательных веществ в почве, таких как углерод и азот . Одно сравнение в Венесуэле показало, что незатененные кофейные плантации потеряли в два раза больше почвы из-за эрозии, чем затененные плантации. Кроме того, влажность почвы может быть на 42% ниже на незатененных плантациях, чем на затененных плантациях, что влияет на биотические и абиотические процессы в окружающей среде. [7]
На затененных плантациях сток поверхностных вод значительно меньше, чем на незатененных. Это приводит к большему удержанию воды, а также меньшему вымыванию питательных веществ на затененных плантациях. Большее удержание воды также важно для подпитки местных водоразделов. Выращенный на солнце кофе требует добавления многочисленных химических удобрений , инсектицидов , гербицидов , фунгицидов и пестицидов для стимуляции роста. Это также способствует токсичному стоку воды и отсутствию среды обитания для многих видов. В отличие от предыдущей информации о птицах, выращенный на солнце кофе дает убежище менее чем одной десятой видов птиц. [ необходима ссылка ]
Как и в естественных лесах, углерод, секвестрированный в теневых деревьях кофейной фермы, выращенной в тени, будет храниться в стволах деревьев, ветвях, листьях и корнях листвы, а не попадать в атмосферу и способствовать глобальному потеплению . Почва также действует как поглотитель ; почва в выращенном в тени кофе удерживает углерод из органического вещества, которое накапливается на земле и со временем распадается. Исследование систем выращивания кофе в тени в Индонезии показало, что запасы углерода в верхнем слое почвы были равны 60% от тех, которые были обнаружены в первичном лесу там, и они показали на 58% больше общего запаса углерода в почве и биомассе, чем у выращенного на солнце кофе. [7]
Кофейные деревья, выращенные в затененных условиях, требуют меньше удобрений, чем деревья, выращенные на полном солнце. По этой причине выращенный в тени кофе выгоден для производителей, которые не могут позволить себе стоимость удобрений, необходимых для интенсивных систем выращивания на полном солнце. [12] [13]
Тенистые деревья защищают кофейные деревья от сильного ветра, дождя и солнечного излучения. [12] Эти преимущества особенно полезны в условиях, менее благоприятных для устойчивого производства. Например, правильные теневые деревья могут защитить кофейные деревья от длительных засух и экстремальных температур. [14]
Если оставить мусор с теневых деревьев (опавшие листья и ветки) разлагаться на земле, то питательные вещества, поглощенные теневым деревом, могут быть возвращены в систему. [12]
Затененные условия могут снизить количество случаев появления некоторых вредителей, таких как азиатский белый стеблевой сверлильщик . [12] [15]
Теневые деревья конкурируют с кофейными деревьями за воду и питательные вещества. В регионах, где любой из ресурсов ограничен, конкуренция обостряется. [12]
Снижение доступности питательных веществ, а именно азота, снижает урожайность кофейных деревьев по сравнению с интенсивными системами земледелия в условиях полного солнца. [12] [14]
За теневыми деревьями необходимо ухаживать (регулярно обрезать, пропалывать, удобрять и т. д.), а это увеличивает расходы для производителя кофе. [12] Для того чтобы реализовать преимущества выращивания кофе в тени, требуется строгая оценка и управление сопутствующими деревьями. [14]
Тенистые деревья способствуют повышению влажности и опада из опавших листьев и веток. Эти условия благоприятствуют распространению некоторых вредителей и болезней кофе, таких как кофейный жук и американская пятнистость листьев. [12] [15]
Потенциал дохода ниже при выращивании в тени по сравнению с системами выращивания на открытом солнце. [14]
Существует сложное взаимодействие между тенью, метеорологическими эффектами, такими как осадки или засушливые периоды, и воздушным распространением кофейной ржавчины . [16] Исследователи обнаружили, что тень может подавлять распространение спор в сухих условиях, но способствовать распространению спор во влажных условиях. [16] Исследователи признают необходимость дальнейших исследований по этой теме.
Rustic — наименее интенсивная и самая редкая практика. При этом методе кофейные кусты высаживаются в существующем лесу, при этом удаляются только самые нижние слои леса и заменяются кофейными культурами, поэтому местные растения практически не изменяются . Эта система выращивания кофе характеризуется минимальным управлением и отсутствием использования пестицидов или гербицидов. По этой причине затененная кофейная плантация может пережить экономические неудачи фермера, тогда как незатененная плантация — нет. [17] Будучи наименее капиталоемким методом, традиционная система деревенского кофе отличается низкой урожайностью. [18] Например, большая часть кофе в Индии выращивается этим методом. [19]
Традиционная поликультура подразумевает интеграцию полезных растений вместе с предполагаемыми культурами кофе, что приводит к большему разнообразию видов, чем коммерческая поликультура. Как и в случае с традиционной деревенской, традиционная поликультура вводит кофейные растения под покров исходного полога. Эти растения включают те, которые полезны для дома и рынка, те, которые дают пищу, топливо и лекарственные качества. Это создает наивысший уровень «полезного разнообразия», которого можно достичь в кофейном фермерстве. [18] Кроме того, эта диверсификация культур помогает фермерам, когда цены на кофе снижаются .
Коммерческая поликультура похожа на традиционную поликультуру, но часть листвы удаляется, чтобы освободить место для большего количества кофейных кустов или деревьев, более подходящих для нужд фермеров. Иногда деревья с кроной обрезаются, а эпифиты обычно удаляются. В этой системе есть только два слоя: крона и кофе. На этом этапе могут потребоваться удобрения и пестициды. В этой системе урожайность кофе выше, а производство определяется исключительно рынком [ необходимо разъяснение ] .
Система затененной монокультуры использует один вид, обычно обрезанный, для создания тени. Кофейные кусты высажены более плотно, а ферма выглядит очень организованной и продуманной, с упором на производство продуктов, ориентированных исключительно на рынок.
В Мексике, например, фермеры используют почти исключительно бобовые деревья (вид Inga ), чтобы обеспечить тень для кофейных кустов. [18] В Юго-Восточной Азии подходящими деревьями являются Erythrina subumbrans (tton tong или dadap), Gliricidia sepium (khae falang), Cassia siamea (khi lek), Melia azedarach (khao dao sang, индийская сирень) и Paulownia tomentosa , полезное древесное дерево. [20]
Монокультура, полностью освещенная солнцем или не затененная, представляет собой «современную» систему с полным отсутствием полога. Кофейные кусты подвергаются воздействию прямых солнечных лучей и требуют больших затрат химических удобрений и пестицидов, а также интенсивной ежегодной рабочей силы. Эта «современная» система обеспечивает наивысший выход кофе, но имеет более высокие экологические издержки. [21]
Программа сертификации кофе Bird Friendly, администрируемая Смитсоновским центром перелетных птиц (SMBC), стала пионером во многих исследованиях, касающихся связи между птицами, кофе и фермерскими сообществами, чтобы понять важность установления стандартов для создания здоровых, продуктивных лесов. [3] SMBC считается золотым стандартом в сертификации для кофе, выращенного в тени. Хотя сертификация органического кофе не предусматривает требования к затенению, фермеры, выращивающие органический кофе, часто используют тень, поскольку опавшие листья с верхнего полога леса обеспечивают естественное удобрение. Сертификация Rainforest Alliance требует некоторого уровня затенения, но это может быть всего 15% площади земли. [22] Исследование с участием любителей птиц и потребителей кофе в США показывает, что потребление кофе, благоприятного для птиц, может быть усилено путем лучшего информирования о влиянии производства кофе на среду обитания птиц, уникальных свойствах кофе, благоприятного для птиц (включая высококачественный вкус), различиях между стандартами сертификации и надежностью, а также простых способах найти и купить кофе, благоприятный для птиц [23]
