Во всем мире больше людей зарабатывают себе на жизнь сельским хозяйством , чем любым другим занятием; большинство из них — самозанятые фермеры, живущие в тропиках [ требуется ссылка ] . В то время как выращивание продуктов питания для местного потребления является основой тропического сельского хозяйства , товарные культуры (обычно культуры, выращиваемые на экспорт ) также включены в это определение.
Когда люди обсуждают тропики, обычно используют обобщенные названия для группировки похожих тропических областей. Распространенные термины включают влажные тропики ( тропические леса ); засушливые тропики ( пустыни и сухие области); или муссонные зоны (те области, которые имеют четко выраженные влажные/сухие сезоны и испытывают муссоны). Такая маркировка очень полезна при обсуждении сельского хозяйства, потому что то, что работает в одной области мира, обычно будет работать в похожей области где-то еще, даже если эта область находится на противоположной стороне земного шара.
Большинство методов ведения сельского хозяйства умеренной зоны не подходят для тропических районов. Во второй половине 20-го века было много попыток воспроизвести в тропиках методы ведения сельского хозяйства , которые были успешными в умеренном климате. Из-за различий в климате , почвах и моделях землевладения они в основном провалились. Когда они преуспевали, они, как правило, в значительной степени благоприятствовали фермерам со значительными земельными владениями, поскольку высокий процент методов ведения сельского хозяйства умеренной зоны экономически «основан на масштабе» и благоприятствует крупномасштабному производству. Это, в свою очередь, подтолкнуло многих мелких фермеров к еще более маргинальным землям, поскольку более качественные земли были объединены в более крупные фермы.
« Зеленая революция » была программой улучшения сельского хозяйства, предпринятой в тропиках. Первоначально финансированная Фондом Рокфеллера , она была направлена на улучшение кукурузы , риса и других зерновых культур — выведение растений, которые давали бы больше зерна за то же количество усилий.
С этого момента она расширилась до улучшения основных методов ведения сельского хозяйства, особенно для фермеров, выращивающих рис. Рост урожайности был таким, что сельское хозяйство смогло опередить рост населения — производство на душу населения увеличивалось каждый год после 1950 года — причем лидером была Азия. Общая стоимость Зеленой революции к 1990 году составила около 100 миллионов долларов США.
У Зеленой революции был недостаток: хотя урожайность была выше, она была более подвержена болезням, поскольку это не было основной заботой программы. Чтобы решить эту проблему вместе с подходом к более мелкомасштабному земледелию, сегодня существует значительный интерес к созданию второй Зеленой революции, основанной на устойчивых методах ведения сельского хозяйства и ориентированной на (мелких) фермеров с ограниченными финансовыми ресурсами.
Многие тропические пищевые растения размножаются черенками . Семена необходимы для того, чтобы зародыши растений пережили зиму и другие суровые условия, такие как засуха . Однако там, где погода обычно благоприятствует росту круглый год, растения, размножающиеся другими способами, помимо семян, часто бывают выгодны. Минуя стадию семян, растения могут значительно ускорить свои репродуктивные циклы . Несмотря на это, любой желающий может по-прежнему выращивать тропические культуры, например, фрукты, из семян. Для этого лучше всего использовать некоторые специальные методы проращивания семян , чтобы они прорастали быстрее.
«Растения сталкиваются с дилеммой: в то время как им необходимо привлекать полезных опылителей и распространителей семян, они также должны минимизировать ущерб, наносимый мародерствующей армией травоядных. Без какой-либо формы защиты деревья будут полностью опустошены, а более мелкие растения будут полностью уничтожены, а поскольку растения стоят на месте, они не могут убежать. Это справедливо как для амазонских тропических лесов, так и для северных хвойных лесов». - Маркус Вишичик. [2]
Многие (тропические) растения используют токсины для своей защиты. Маниока , одна из важнейших тропических продовольственных культур , производит цианид при употреблении в пищу , если ее не обработать для удаления/снижения содержания цианида. [3] Другие растения содержат много оксалатов (вещество, связывающее кальций и образующее камни в почках ); клещевина является источником рицина , одного из самых сильных существующих ядов ; а бархатные бобы содержат 3,1–6,1% L-ДОФА , который может быть токсичным в больших количествах. [4] Список токсичных растений длинный, но токсичность не всегда означает, что следует избегать определенного растения; знания, необходимые для того, чтобы сделать токсичные растения безопасными для использования, уже существуют в большинстве сообществ.
Содержимое мешка коммерческого удобрения описывается с точки зрения NPK — азота (N), фосфора (P) и калия (K); при этом азот является основным компонентом большинства коммерческих удобрений.
Кислород составляет лишь небольшую часть воздуха; наибольший компонент воздуха — азот. Соединения азота являются основным строительным блоком белка ; мышц у млекопитающих и растительной ткани у растений. Если уровень соединений азота в почве увеличивается, рост растений может быть значительно увеличен. Бобовые — это группа растений, которые взаимодействуют с бактериями ( ризобиями ) в почве, чтобы фиксировать азот из воздуха в пригодные для использования соединения и откладывать их в почву, где он доступен для использования другими растениями. Соединения азота, откладываемые бобовыми, могут быть легко преобразованы в более крупные урожаи. Однако одно исследование роста деревьев в тропиках оспаривает это, показывая, что деревья, фиксирующие азот, связаны с замедлением роста [1][2].
Зеленые удобрения — это растения, выращиваемые для улучшения почвы, подавления сорняков , ограничения эрозии и — при использовании бобовых — для увеличения содержания азота в почве. Наиболее распространенным типом зеленого удобрения, используемым в тропиках, является бархатная фасоль . Она производит густой покров из лоз и листьев , который в дополнение к насыщению почвы азотом, также подавляет большинство сорняков. Она имеет разумную устойчивость к засухе, низкому плодородию почвы и высокой кислотности почвы. Альтернативами бархатной фасоли являются фасоль лаблаб , фасоль джек и для использования на высоте более 500 м над уровнем моря — фасоль скарлет .
Когда слой становится толщиной в несколько сантиметров, его срезают мачете , а лозы рубят. Это создает толстый слой мульчи на поверхности земли, который одновременно подавляет рост сорняков и добавляет в почву жизненно важные питательные вещества . Затем кукурузу или другие культуры высаживают прямо в эту мульчу.
Подсечно-огневое земледелие популярно в южной Мексике, Гватемале и Гондурасе ; и в последние годы приобрело последователей во многих тропических районах, от Бразилии до Центральной Африки. Там, где оно было принято, оно вытеснило подсечно-огневое земледелие и позволило фермерам использовать одну и ту же землю непрерывно в течение многих лет.
Корнелльский университет играет ведущую роль в исследовании эффектов мульчирования и методов подсечно-вырубочной резки в тропиках.
В большинстве мест в тропиках выпадает достаточно осадков , чтобы вырастить достаточно еды для пропитания местного населения; однако они могут не выпадать своевременно или не в удобное время. Максимальное использование выпадающей воды является постоянной проблемой.
Вода является особенно важным вопросом в засушливых районах . Возможность собирать и хранить воду по низкой цене и без ущерба для окружающей среды открывает пустыни и другие засушливые регионы для фермеров. Когда в засушливых районах идут дожди, ливневые бури обычно сильные, и почва неспособна впитать большое количество выпадающих осадков. Это приводит к чрезмерному поверхностному стоку, который необходимо собирать и удерживать.
Коммерческие фермы, выращивающие товарные культуры, часто используют методы орошения, похожие или идентичные тем, которые используются на крупных коммерческих фермах, расположенных в регионах с умеренным климатом; например, израильские линии капельного орошения.
Одна из самых простых форм орошения — фермер выкапывает ямы размером с ванну на своих полях и выстилает их пластиковыми листами для сбора дождевой воды. Затем, как только наступает сухой сезон , фермер использует собранную воду для орошения своих посевов. Этот метод особенно полезен в горных районах, где в противном случае происходит быстрый сток воды .
В годы с нормальным количеством осадков вегетационный период можно увеличить на дополнительный месяц или больше, используя ямы для сбора урожая. Дополнительный месяц во многих местах означает, что можно вырастить дополнительный урожай. Например, если местный вегетационный период длится 5 месяцев, а основным сельскохозяйственным культурам фермеров требуется 3 или 4 месяца, дополнительного месяца может быть достаточно для выращивания вторичного урожая. Во время засухи выпавший дождь можно собрать в ямы и использовать для защиты основных сельскохозяйственных культур фермеров.
Система орошения, состоящая из ведра, подвешенного к столбу , со шлангом, выходящим снизу, и отверстиями, пробитыми в шланге. Ведро наполняется, и вода под действием силы тяжести поступает к растениям.
Ножной насос — это насос с ручным приводом, предназначенный для подъема воды с глубины семь метров или меньше. Педаль — это рычажное устройство, нажимаемое ногой для приведения в действие машины, в данном случае насоса. Ножной насос может выполнять большую часть работы моторизованного насоса, но стоит значительно дешевле при покупке и не требует ископаемого топлива , поскольку приводится в действие весом тела оператора и мышцами ног . Он может поднимать 5–7 метров 3 воды в час из колодцев и скважин глубиной до семи метров, а также может использоваться для забора воды из озер и рек. Большинство используемых педальных насосов — местного производства , поскольку они просты и недороги в изготовлении.
Стандартные педальные насосы являются всасывающими насосами и были впервые разработаны в начале 1980-х годов в Бангладеш . Большинство педальных насосов, производимых в Африке, являются насосами с педальным приводом под давлением , модификацией оригинальной конструкции, которая означает, что вода выталкивается из насоса под давлением. Насосы с педальным приводом под давлением более универсальны, поскольку они позволяют фермерам перекачивать воду вверх по склону или на большие расстояния, или заполнять приподнятые резервуары.
Севооборот является краеугольным камнем борьбы с вредителями в тропиках. Когда одна и та же культура высаживается повторно на одной и той же почве, насекомые и болезни , которые поражают эту культуру, могут размножаться до неуправляемых уровней, что значительно снижает урожай фермера .
Самая базовая форма севооборота является также и самой простой: никогда не сажайте одно и то же на одном месте дважды. Это приводит к естественному разрыву циклов сорняков , насекомых и болезней, которые поражают продовольственные культуры. Севообороты используются для предотвращения или, по крайней мере, частичного контроля нескольких вредителей и в то же время для снижения зависимости фермера от химических пестицидов . Севообороты часто являются единственным экономически целесообразным методом снижения ущерба от насекомых и болезней.
Севооборот заменяет культуру, восприимчивую к серьезным вредителям, на другую культуру, невосприимчивую. Каждая продовольственная культура имеет свой собственный набор вредителей, которые атакуют эту конкретную культуру. Высаживая каждый раз другую культуру, фермер может заставить этих вредителей голодать. Часто набор из трех или четырех культур высаживается на основе ротации, гарантируя, что к моменту повторной посадки первой культуры количество вредителей, которые ее атакуют, существенно сократится.
Еще одним побочным эффектом севооборота является улучшение почвы. Постоянное выращивание одной и той же культуры на одном и том же месте лишает почву питательных веществ , необходимых конкретной культуре. Сев на другую культуру снизит давление на почву. Или, если в качестве части севооборота используется зеленое удобрение, почва может быть фактически улучшена.
Интегрированная борьба с вредителями (IPM) была разработана как альтернатива интенсивному использованию химических пестицидов. Уничтожение всех насекомых-вредителей требует обширного использования химических пестицидов, что со временем может стать саморазрушительным. Фермеры в конечном итоге используют все больше и больше химикатов с уменьшающимся эффектом, поскольку вредители быстро адаптируются, в то время как естественные хищные насекомые уничтожаются на ферме. В рамках IPM химикаты должны быть вторичной линией обороны, в то время как главной целью является увеличение числа естественных хищников на ферме. Подход IPM призывает к поддержанию популяций вредителей ниже уровней, при которых они наносят экономический ущерб, а не к полному искоренению.
В чистом виде ИЗР — сложная система, с которой большинство фермеров не в состоянии справиться. Однако ее основные принципы получили широкое признание в тропиках, и большинство правительств спонсируют образовательные программы по ИЗР.
Пионерные культуры используются в местах, где земля была оголена, а верхний слой почвы полностью утрачен из-за эрозии или где началось опустынивание . Цель состоит не в том, чтобы выращивать продовольственные или товарные культуры, а в том, чтобы восстановить и оживить почву, чтобы подготовить почву для последующей посадки продовольственных или товарных культур. Азотфиксирующие растения и деревья обычно составляют основу такого проекта рекультивации .
Голодный сезон — это период времени, когда вся еда из предыдущего урожая потребляется, а до следующего урожая еще далеко. Даже в обычные годы многие домохозяйства сталкиваются с ежегодным сокращением количества доступной им еды. Обычно голодный сезон совпадает с началом посадки нового урожая или вскоре после этого. Таким образом, фермеры сталкиваются с нехваткой продовольствия именно в то время, когда от них ожидается выполнение самой тяжелой работы.
Одним из способов смягчения последствий голодного сезона является выращивание некоторых несезонных культур вблизи от дома семьи, таких как бананы во влажных районах или маниока в засушливых районах. Например, семья, у которой есть десять банановых растений, дающих плоды в голодный сезон, вряд ли испытает чрезмерные трудности. Кукуруза , батат , голубиный горох и Moringa oleifera — другие примеры.
Зимы в тропиках мягкие; без мороза, снега или льда популяции насекомых процветают круглый год. В умеренных зонах зима сокращает большинство популяций насекомых-вредителей до появления новых культур, поэтому растения, появляющиеся весной, имеют шанс укрепиться и вырасти до того, как подвергнуться нападению. В тропиках растения попадают в мир, уже полный взрослых насекомых. [ необходима цитата ]
Мягкие зимы позволяют выращивать озимые культуры в некоторых регионах, например, в Индии.
Почвы во влажных тропиках обычно очень кислые и бедные питательными веществами; разложение происходит быстро из-за высоких температур, высокой влажности и частых сильных дождей. [ требуется ссылка ] Сильные дожди, особенно муссонные, приводят к быстрому выщелачиванию питательных веществ и химическому выветриванию почвы. Стандартные умеренные стратегии улучшения бедной питательными веществами почвы, такие как компостирование , имеют ограниченное применение в такой среде из-за быстрого выщелачивания.
Алюминий является наиболее распространенным металлом, встречающимся в земной коре . Он встречается во всех почвах и во всех средах, от умеренных до тропических. В растворимом состоянии он очень токсичен для растений, поскольку подавляет рост корней ; однако в нейтральных и щелочных почвах, распространенных в умеренных зонах, он нерастворим и, следовательно, инертен . Плодородие почвы напрямую зависит от того, насколько она кислотна, поскольку чем кислее, тем выше уровень токсичности алюминия; в областях, где pH падает ниже 5, алюминий становится растворимым и может проникать в корни растений, где он накапливается.
Около трети всех тропических почв слишком кислые, чтобы поддерживать традиционные продовольственные культуры. [ требуется ссылка ] Эти высококислотные тропические почвы представляют собой крупнейшую неиспользованную пахотную землю, оставшуюся в мире, поэтому более продуктивное использование этих земель имеет ключевое значение для расширения мировых поставок продовольствия .
Winrock International утверждает: «Во влажных тропиках относительная значимость кислых почв наиболее высока в Латинской Америке (81%), но также значительна в Африке (56%) и Азии (38%)» [5] .
Традиционно на коммерческих фермах токсичность алюминия компенсируется добавлением извести в почву, что нейтрализует кислоту и делает алюминий инертным. Однако многие мелкие землевладельцы и фермеры с ограниченными ресурсами не могут позволить себе известь и вместо этого полагаются на подсечно-огневое земледелие. Поскольку исходная растительность сжигается, зола нейтрализует кислую почву и делает территорию пригодной для пищевых растений. Со временем кислотность повышается, и будут расти только местные растения, заставляя фермера двигаться дальше и расчищать новую территорию.
Цвет почвы во влажных районах связан с уровнем окисления , произошедшего в почве: красная почва является результатом окисления железа , а желтая почва — результатом окисления алюминия.
Засоление происходит естественным образом в засушливых районах, где выпадает недостаточно осадков, чтобы вымыть растворимые соли из корневой зоны. Засоление является распространенным побочным эффектом орошения. [6] Поскольку вода используется растениями и испаряется с поверхности почвы, соль в воде концентрируется в почве. Высокие температуры и низкая влажность в засушливых регионах означают, что засоление часто сопровождает орошение.
Некоторые растения имеют фотопериод ( фототропизм ), требующий определенного количества часов дневного света, прежде чем они начнут расти, цвести или давать плоды . Без этого они не завершат свой жизненный цикл и не дадут плодов и семян. Таким образом, семена, привезенные из умеренных зон, могут не дать ожидаемых результатов или вообще не дать их в тропиках. Некоторые растения генетически запрограммированы на начало плодоношения только при достижении определенного количества часов дневного света, того же количества часов, что и в их родной среде обитания. С более коротким световым днем в тропиках этот переключатель никогда не срабатывает.
Сочетание факторов делает тропики одним из самых уязвимых регионов мира к негативным последствиям изменения климата для сельского хозяйства . К ним относятся:
Тот факт, что изменение климата и повышение температуры, как ожидается, негативно повлияют на урожайность культур в тропиках, может иметь неприятные последствия для бедности и продовольственной безопасности , в основном потому, что население в этом районе так сильно зависит от сельского хозяйства как единственного средства выживания. Исследование 2008 года, проведенное Программой исследований изменения климата, сельского хозяйства и продовольственной безопасности CGIAR, сопоставило будущие «горячие точки» изменения климата с регионами, которые уже страдают от хронической бедности и отсутствия продовольственной безопасности, чтобы точно определить регионы в тропиках, которые могут быть особенно уязвимы к будущим изменениям климата. [11] [12] К ним относятся такие регионы, как Западная Африка, которые уже зависят от засухоустойчивых и стрессоустойчивых сортов сельскохозяйственных культур и, таким образом, остаются с небольшим пространством для маневра, когда климат станет еще более сухим. [11] В исследовании говорится, что Восточная и Западная Африка, Индия, части Мексики и северо-восточная Бразилия испытают сокращение вегетационного периода более чем на 5%, что негативно повлияет на ряд важных основных сельскохозяйственных культур. [13]
{{citation}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )