Совместная посадка используется фермерами и садоводами как в индустриально развитых, так и в развивающихся странах по многим причинам. Многие из современных принципов совместной посадки присутствовали много веков назад в лесных садах Азии и тысячи лет назад в Мезоамерике . Эта техника может позволить фермерам сократить дорогостоящие затраты на искусственные удобрения и пестициды .
Традиционная практика
История
Совместная посадка практиковалась в различных формах коренными народами Америки до прибытия европейцев. Эти народы одомашнили тыкву 8000–10000 лет назад, [2] [3] затем кукурузу, затем обыкновенную фасоль , сформировав агротехнику « Три сестры» . Стебель кукурузы служил шпалерой для бобов, чтобы они могли виться, бобы фиксировали азот , принося пользу кукурузе, а широкие листья тыквы обеспечивали обильную тень для почвы, сохраняя ее влажной и плодородной. [4] [5] [6]
Авторы классической Греции и Рима , около 2000 лет назад, знали, что некоторые растения были токсичны ( аллелопатичны ) для других растений поблизости. [7] Теофраст сообщал, что лавровое дерево и капуста ослабляют виноградные лозы. [8] [9] Плиний Старший писал, что «тень» орехового дерева ( Juglans regia ) отравляет другие растения. [10] [9]
В Китае москитные папоротники ( Azolla spp.) использовались в течение по крайней мере тысячи лет в качестве сопутствующих растений для рисовых культур. Они содержат цианобактерию ( Anabaena azollae ), которая фиксирует азот из атмосферы, и они блокируют свет от растений, которые могли бы конкурировать с рисом. [11]
20 век
В последнее время, начиная с 1920-х годов, органическое земледелие и садоводство стали часто использовать сопутствующие посадки, поскольку многие другие способы удобрения, борьбы с сорняками и вредителями запрещены. [12] Пермакультура пропагандирует схожие методы. [13]
Список сопутствующих растений, используемых в таких системах, велик и включает овощи, фруктовые деревья, кухонные травы, садовые цветы и кормовые культуры. Количество парных взаимодействий, как положительных (пара видов помогает друг другу), так и отрицательных (растения лучше не выращивать вместе), больше, хотя доказательства таких взаимодействий варьируются от контролируемых экспериментов до слухов. Например, растения семейства капустных ( Brassicaceae ) традиционно считаются хорошо растущими с сельдереем, растениями семейства луковых ( Allium ) и ароматическими травами, но считаются лучше не выращиваемыми с клубникой или томатами. [14] [15]
В 2022 году агрономы рекомендовали использовать несколько инструментов, включая устойчивость растений к болезням в сельскохозяйственных культурах, сохранение естественных врагов ( паразитоидов и хищников ) для обеспечения биологической борьбы с вредителями и сопутствующие посадки, такие как ароматные травы для отпугивания вредителей, для достижения «устойчивой» защиты сельскохозяйственных культур. Они считали необходимым мультитрофический подход, который учитывает многочисленные взаимодействия между сельскохозяйственными культурами, сопутствующими растениями, травоядными вредителями и их естественными врагами. [16] Во многих исследованиях рассматривалось влияние растений на вредителей сельскохозяйственных культур, но относительно немногие взаимодействия были изучены подробно или с использованием полевых испытаний. [17]
Совместная посадка может уменьшить ущерб, наносимый сельскохозяйственным культурам насекомыми, либо путем нарушения способности вредителей находить сельскохозяйственные культуры визуально, либо путем физического блокирования вредителей; путем привлечения вредителей от целевой сельскохозяйственной культуры к жертвенной ловушке ; или путем маскировки запаха сельскохозяйственной культуры с помощью ароматических сопутствующих растений, которые выделяют летучие соединения. [19] Другие преимущества, в зависимости от используемых сопутствующих видов, включают фиксацию азота, привлечение полезных насекомых, подавление сорняков, сокращение числа нематод , повреждающих корни , и поддержание влажности в почве. [19]
Обеспечение питательными веществами
Бобовые, такие как клевер, обеспечивают азотными соединениями соседние растения, такие как злаки, фиксируя азот из воздуха симбиотическими бактериями в своих корневых клубеньках . Это позволяет злакам или другим соседям производить больше белка (с меньшим количеством искусственных удобрений ) и, следовательно, расти больше. [20] [21] [22] [23]
Ловушка для выращивания
При выращивании ловушек используются альтернативные растения для отвлечения вредителей от основной культуры. Например, настурция ( Tropaeolum majus ) является кормовым растением некоторых гусениц , которые питаются в основном представителями семейства капустных (Brassicas); [24] некоторые садоводы утверждают, что посадка их вокруг капустных защищает продовольственные культуры от повреждений, поскольку яйца вредителей откладываются преимущественно на настурции. [25] Однако, хотя многие ловчие культуры отвлекают вредителей от целевых культур в небольших тепличных, садовых и полевых экспериментах, только небольшая часть этих растений снижает ущерб от вредителей в более крупных коммерческих масштабах. [26]
Нарушение поиска хозяина
S. Finch и RH Collier в статье под названием «Насекомые могут ясно видеть теперь, когда сорняки исчезли» экспериментально показали, что летающие вредители гораздо менее успешны, если их растения-хозяева окружены другими растениями или даже «приманками», окрашенными в зеленый цвет. [27] Вредители находят хозяев поэтапно, сначала обнаруживая запахи растений, которые побуждают его попытаться приземлиться на растение-хозяина, избегая голой почвы. Если растение изолировано, то насекомое просто приземляется на участок зелени рядом с запахом, совершая «подходящую посадку». Если оно оказывается на неправильном растении, «неподходящей посадке», оно взлетает и перелетает на другое растение; в конечном итоге оно покидает эту область, если «неподходящих» посадок слишком много. [27] Совместная посадка клевера в качестве почвопокровного растения была одинаково разрушительной для восьми видов вредителей из четырех различных отрядов насекомых. В ходе испытаний 36% капустных корневых мух откладывали яйца рядом с капустой, растущей на голой почве (уничтожая урожай), по сравнению с всего лишь 7% рядом с капустой, растущей на клевере (что позволяло получить хороший урожай). Простые приманки из зеленого картона работали так же хорошо, как и живое наземное покрытие. [27]
Подавление сорняков
Некоторые растения являются аллелопатическими , производя химикаты, которые подавляют рост других видов. Например, рожь полезна как зерновая культура и может использоваться в качестве покровной культуры для подавления сорняков в сопутствующих посадках или скашиваться и использоваться в качестве мульчи, подавляющей сорняки . [ 28] [29] Рожь производит два фитотоксичных вещества, [2,4-дигидрокси-1,4(2H) -бензоксазин -3-он (DIBOA) и 2(3H)-бензоксазолинон (BOA)]. Они подавляют прорастание и рост сеянцев как злаковых, так и двудольных растений. [30]
Борьба с вредителями
Некоторые сопутствующие растения помогают предотвратить повреждение урожая вредителями или патогенными грибами за счет выработки ими ароматических летучих химических веществ , еще одного типа аллелопатии. [17] Например, запах листвы бархатцев , как утверждается, отпугивает тлю от поедания соседних растений. [31] Исследование 2005 года показало, что летучие маслянистые вещества, извлеченные из мексиканских бархатцев, могут подавлять размножение трех видов тли ( гороховая тля , зеленая персиковая тля и тепличная и картофельная тля ) до 100% через 5 дней после воздействия. [32] Другим примером, знакомым садоводам, является взаимодействие лука и моркови с вредителями друг друга: широко распространено мнение, что запах лука отпугивает морковную корневую муху , в то время как запах моркови отпугивает луковую муху . [19] [1]
Некоторые исследования продемонстрировали полезные эффекты. Например, капустные культуры могут быть серьезно повреждены капустной молью . У нее есть естественный враг, паразитоидная оса Microplitis mediator . Совместная посадка васильков среди капусты позволяет осе достаточно увеличиться в численности, чтобы контролировать моль. Это подразумевает возможность естественного контроля с уменьшенным использованием инсектицидов, что приносит пользу фермеру и местному биоразнообразию. [33] В садоводстве бархатцы обеспечивают хорошую защиту томатных растений от тепличной белокрылки (тли) с помощью ароматического лимонена , который они производят. [34] Не все комбинации цели и компаньона эффективны; например, клевер, полезный компаньон для многих сельскохозяйственных культур, не маскирует посевы Brassica . [35]
Однако воздействие на многовидовые системы является сложным и может не увеличить урожайность. Таким образом, французский бархатец подавляет яблонной плодожорки , серьезного вредителя, личинки которого уничтожают яблоки, но он также подавляет насекомых-врагов моли, таких как паразитоидная оса Ascogaster quadridentata , ихневмонида . В результате сопутствующая посадка не снижает ущерба яблокам. [36]
Вербовка хищников
Растения-компаньоны, которые производят обильный нектар или пыльцу в огороде ( растения-инсектарии ), могут способствовать увеличению популяции полезных насекомых , которые борются с вредителями. [38]
Некоторые сопутствующие травы, которые выделяют ароматические летучие вещества, привлекают естественных врагов, что может помочь подавить вредителей. Мята , базилик и бархатцы привлекают врагов травоядных насекомых, таких как универсальные хищники. Например, мята привлекает слепняка Nesidiocoris tenuis , в то время как базилик привлекает зеленую златоглазку Ceraeochrysa cubana . [37]
Многочисленные взаимодействия между видами растений, а также между ними, видами вредителей и естественными врагами вредителей сложны и не до конца изучены. Полевое исследование 2019 года в Бразилии показало, что посадка петрушки вместе с целевой культурой листовой капусты помогла подавить вредителей тлей ( Brevicoryne brassicae , Myzus persicae ), хотя также сократила численность паразитоидных ос . Хищные виды насекомых увеличились в численности и, возможно, охотились на паразитоидов, убивающих тлю, в то время как сокращение численности тлей могло быть вызвано увеличением численности универсальных хищников. [39]
Защитное укрытие
Некоторые культуры выращиваются под защитным укрытием различных видов растений, будь то ветрозащита или тень. Например, кофе, выращенный в тени , особенно Coffea arabica , традиционно выращивается в легкой тени, создаваемой разбросанными деревьями с тонким пологом, пропускающим свет к кофейным кустам, но защищающим их от перегрева. [40] Подходящие азиатские деревья включают Erythrina subumbrans (tton tong или dadap), Gliricidia sepium (khae falang), Cassia siamea (khi lek), Melia azedarach (khao dao sang) и Paulownia tomentosa , полезное древесное дерево. [41]
Подходы
Используемые или находящиеся на стадии испытаний методы посадки растений-компаньонов включают:
Садоводство на площади в квадратный фут пытается защитить растения от таких проблем, как заражение сорняками, размещая их как можно ближе друг к другу. Этому способствует использование сопутствующих растений, которые могут быть ближе друг к другу, чем обычно. [42]
Лесное садоводство , в котором растения-компаньоны смешиваются для имитации экосистемы, имитирует взаимодействие растений до семи различных высот в лесу . [43]
^ ab "Companion Planting Guide". Thompson & Morgan . Архивировано из оригинала 2 января 2018 года . Получено 14 июня 2016 года .
^ Смит, БД (9 мая 1997 г.). «Первоначальное одомашнивание Cucurbita pepo в Америке 10 000 лет назад» (PDF) . Science . 276 (5314): 932–934. doi :10.1126/science.276.5314.932. Архивировано из оригинала (PDF) 28 июля 2020 г.
^ "Cucurbitaceae — фрукты для пеонов, паломников и фараонов". Калифорнийский университет, Лос-Анджелес . Архивировано из оригинала 16 октября 2013 г. Получено 2 сентября 2013 г.
^ Mount Pleasant, Jane (2006). «Наука, стоящая за системой курганов Three Sisters: агрономическая оценка аборигенной сельскохозяйственной системы на северо-востоке». В Staller, John E.; Tykot, Robert H.; Benz, Bruce F. (ред.). История кукурузы: многопрофильные подходы к предыстории, лингвистике, биогеографии, одомашниванию и эволюции кукурузы . Amsterdam: Academic Press . стр. 529–537. ISBN978-1-5987-4496-5.
^ Лэндон, Аманда Дж. (2008). «The „How“ of the Three Sisters: The Origins of Agriculture in Mesoamerica and the Human Niche». Nebraska Anthropologist . 23 : 110–124. ISSN 1555-4937. Архивировано из оригинала 29 августа 2021 г. Получено 30 августа 2021 г.
^ Бушнелл, GHS (1976). «Начало и рост сельского хозяйства в Мексике». Philosophical Transactions of the Royal Society of London . 275 (936): 117–120. Bibcode : 1976RSPTB.275..117B. doi : 10.1098/rstb.1976.0074.
^ Уиллис, Р. Дж. (2008). «Аллелопатия в классическом мире – Греция и Рим». История аллелопатии . Дордрехт: Springer. стр. 15–37. doi :10.1007/978-1-4020-4093-1_2. ISBN978-1-4020-4092-4.
^ "Растительные ресурсы для развития человека — Азот в рисе" (PDF) . Dhakai.com. стр. 5. Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 г. Получено 21 февраля 2015 г.
^ «5 секретов огорода и посадки растений-компаньонов раскрыты». Organic Authority. 22 октября 2018 г. Архивировано из оригинала 1 мая 2019 г. Получено 1 мая 2019 г.
^ Людвиг-Купер, Стефани (2 декабря 2011 г.). «Информация и схема посадки растений-компаньонов». Permaculture News . Получено 18 октября 2023 г. .
^ "Companion Plants". Alabama Cooperative Extension System . Архивировано из оригинала 30 апреля 2015 г. Получено 3 января 2021 г.
^ Риссельман, Лия. Совместная посадка: метод устойчивого контроля вредителей (PDF) (Технический отчет). Университет штата Айова. RFR-A9099. Архивировано из оригинала (PDF) 14 мая 2013 г. Получено 22 марта 2014 г.
^ ab Blassioli-Moraes, Maria Carolina; Venzon, Madelaine; Silveira, Luis Claudio Paterno; Gontijo, Lessando Moreira; et al. (12 января 2022 г.). «Растения-компаньоны и умные растения: научная основа для содействия биологическому контролю за сохранением». Neotropical Entomology . 51 (2). Springer: 171–187. Bibcode : 2022NeEnt..51..171B. doi : 10.1007/s13744-021-00939-2. ISSN 1678-8052. PMID 35020181. S2CID 245880388.
^ ab Kiely, Charlotte; Randall, Nicola; Kaczorowska-Dolowry, Magda (16 октября 2023 г.). «Применение аллелопатии в интегрированных системах борьбы с вредителями для контроля вредителей сельскохозяйственных культур умеренного пояса Европы: систематическая карта». CABI Agriculture and Bioscience . 4 (1). Springer Science and Business Media: 42. Bibcode : 2023CABio...4...42K. doi : 10.1186/s43170-023-00183-1 . ISSN 2662-4044.
^ МакКлур, Сьюзен (1995). «Companion Planting Made Easy» (PDF) . Hpfb.org . стр. 4–6. Архивировано из оригинала (PDF) 9 февраля 2022 г. . Получено 9 февраля 2022 г. .выдержка из McClure, Susan (1994). Companion Planting . Rodale Press . ISBN 978-0-87596-616-8.
^ abcd Reddy, P. Parvatha (2017). «Companion Planting». Агроэкологические подходы к борьбе с вредителями для устойчивого сельского хозяйства . Springer. стр. 149–164. doi :10.1007/978-981-10-4325-3_10. ISBN978-981-10-4324-6.
^ Wagner, SC (2011). "Биологическая фиксация азота". Nature Education Knowledge . 3 (10): 15. Архивировано из оригинала 13 сентября 2018 года . Получено 1 мая 2019 года .
^ Постгейт, Дж. (1998). Фиксация азота . Издательство Кембриджского университета . Глава 1: Цикл азота; Глава 3: Физиология; Глава 4: Свободноживущие микробы.
^ "Cabbage caterpillars". Королевское садоводческое общество . Архивировано из оригинала 25 февраля 2013 года . Получено 10 февраля 2013 года .
↑ Плезант, Барбара (июнь–июль 2011 г.). «Органическая борьба с вредителями: что работает, что нет». Mother Earth News (246): 36–41.
^ Холден, Мэтью Х.; Эллнер, Стивен П.; Ли, Ду-Хён; Нироп, Ян П.; Сандерсон, Джон П. (1 июня 2012 г.). «Разработка эффективной стратегии ловушек: эффекты привлечения, удержания и пространственного распределения растений». Журнал прикладной экологии . 49 (3): 715–722. Bibcode : 2012JApEc..49..715H. doi : 10.1111/j.1365-2664.2012.02137.x .
^ abc Finch, S.; Collier, RH (2003). «Насекомые теперь могут ясно видеть, когда сорняки исчезли» (PDF) . Biologist . 50 (3): 132–135. Архивировано (PDF) из оригинала 1 августа 2020 г. . Получено 15 сентября 2011 г. .
^ Батиш, Дейзи Р.; Сингх, Х. П.; Каур, Шалиндер (2001). «Аллелопатия сельскохозяйственных культур и ее роль в экологическом сельском хозяйстве». Журнал «Производство сельскохозяйственных культур » . 4 (2): 121–161. Bibcode : 2001JCrIm...4..121B. doi : 10.1300/j144v04n02_03. ISSN 1092-678X.
^ Абу Шехаде, Лара; Пуч, Каролина Г.; Соуто, Карлос; Антики, Даниэле; Маццончини, Марко; Педрол, Нурия (31 августа 2021 г.). «Покровные культуры рожь (Secale cereale L.) и клевер растопыренный (Trifolium squarrosum L.) могут увеличить свой аллелопатический потенциал для борьбы с сорняками при использовании в качестве мертвой мульчи». Итальянский журнал агрономии . 16 (4). doi : 10.4081/ija.2021.1869 . hdl : 11568/1112170 . ISSN 2039-6805. S2CID 239694116.
^ Барнс, Джейн П.; Патнэм, Алан Р. (1987). «Роль бензоксазинонов в аллелопатии ржи (Secale cereale L.)». Журнал химической экологии . 13 (4). Springer Science and Business Media: 889–906. Bibcode : 1987JCEco..13..889B. doi : 10.1007/bf01020168. ISSN 0098-0331. PMID 24302054. S2CID 12515900.
^ Pleasant, Barbara (22 января 2013 г.). «Привлекайте журчалок для органического контроля тли». Mother Earth News . Архивировано из оригинала 1 августа 2020 г. Получено 3 января 2022 г.
^ Томова, Благовеста С.; Уотерхаус, Джон С.; Доберски, Джулиан (2005). «Влияние фракционированных летучих веществ масла Tagetes на размножение тли». Entomologia Experimentalis et Applicata . 115 (1): 153–159. Bibcode : 2005EEApp.115..153T. doi : 10.1111/j.1570-7458.2005.00291.x . ISSN 1570-7458. S2CID 86565848.
^ Балмер, Оливер; Пфиффнер, Лукас; Шид, Йоханнес; Вилларет, Мартин; Леймгрубер, Андреа; Лука, Генрик; Трауготт, Майкл (2 июля 2013 г.). «Некультурные цветковые растения восстанавливают нисходящий контроль над травоядными на сельскохозяйственных полях». Экология и эволюция . 3 (8). Wiley : 2634–2646. Bibcode : 2013EcoEv...3.2634B. doi : 10.1002/ece3.658. ISSN 2045-7758. PMC 3930038. PMID 24567828 .
^ Conboy, Niall JA; McDaniel, Thomas; Ormerod, Adam; George, David; Gatehouse, Angharad MR; Wharton, Ellie; Donohoe, Paul; Curtis, Rhiannon; Tosh, Colin R. (1 марта 2019 г.). «Совместное выращивание французских бархатцев защищает растения томатов от белокрылок в теплице за счет выделения переносимого по воздуху лимонена». PLOS One . 14 (3): e0213071. Bibcode : 2019PLoSO..1413071C. doi : 10.1371/journal.pone.0213071 . ISSN 1932-6203. PMC 6396911. PMID 30822326 .
^ Паркер, Джойс Э.; Снайдер, Уильям Э.; Гамильтон, Джордж К.; Родригес-Саона, Сезар (2013). «Посадка растений-компаньонов и борьба с вредителями». Борьба с сорняками и вредителями — традиционные и новые вызовы . InTech. стр. 1–26.
^ Лаффон, Людивин; Бишофф, Армин; Готье, Элен; Жиль, Флоран; Гомес, Лоран; Лескурре, Франсуаза; Франк, Пьер (6 октября 2022 г.). «Биологическая борьба с плодожоркой (Cydia pomonella): влияние двух ароматических растений, базилика (Ocimum basilicum) и бархатцев раскидистых (Tagetes patula)». Насекомые . 13 (10): 908. doi : 10.3390/insects13100908 . ISSN 2075-4450. PMC 9604220. PMID 36292856 .
^ ab Rim, Hojun; Hattori, Sayaka; Arimura, Gen-ichiro (7 февраля 2020 г.). «Растения-компаньоны мяты усиливают привлекательность хищника-универсала Nesidiocoris tenuis в соответствии с его опытом воздействия летучих веществ мяты того же вида». Scientific Reports . 10 (1). Springer: 2078. Bibcode :2020NatSR..10.2078R. doi :10.1038/s41598-020-58907-6. ISSN 2045-2322. PMC 7005881 . PMID 32034224.
^ "Pacific Northwest Nursery IPM. Цветы, сладости и приятное место для отдыха: привлечение благотворителей в ваш питомник". Университет штата Орегон . Архивировано из оригинала 17 апреля 2014 года . Получено 11 февраля 2013 года .
^ Салданья, Алан В.; Гонтихо, Лессандо М.; Карвалью, Райана М.Р.; Васконселос, Кристина Дж.; Корреа, Альберто С.; Гандра, Роберт ЛР (2019). «Совместная посадка усиливает подавление вредителей, несмотря на уменьшение появления паразитоидов». Фундаментальная и прикладная экология . 41 . Эльзевир : 45–55. Бибкод : 2019BApEc..41...45S. дои : 10.1016/j.baae.2019.10.002. ISSN 1439-1791. S2CID 208585125.
^ Райс, Роберт (2010). «Экологические преимущества выращивания кофе в тени: аргументы в пользу перехода на дружественные к птицам условия». Смитсоновский институт . Архивировано из оригинала 1 мая 2019 года . Получено 1 мая 2019 года .
^ Уинстон, Эдвард; Оп де Лаак, Жак; Марш, Тони; Лемпке, Герберт; Чепмен, Кейт. «Руководство по арабике для Лаосской Народно-Демократической Республики: Глава 3. Управление полем и посадка деревьев». Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций . Архивировано из оригинала 1 мая 2019 года . Получено 1 мая 2019 года .
^ Макконнелл, Дуглас Джон (1992). Лесо-садовые фермы Канди, Шри-Ланка. Food & Agriculture Org. стр. 1. ISBN978-9251028988. Архивировано из оригинала 9 августа 2021 г. . Получено 26 ноября 2020 г. .. См. также Макконнелл, Дуглас Джон (1973). Экономическая структура лесо-садовых ферм Канди . OCLC 5776386.