Введение

Фермы, производящие только одну культуру за раз.

В сельском хозяйстве монокультура – это практика выращивания одного вида сельскохозяйственной культуры на поле за один раз. Монокультура широко используется как в интенсивном, так и в органическом земледелии: будь то поле кукурузы площадью 1000 гектаров или поле органической капусты площадью 10 гектаров – это примеры монокультур. Монокультура позволила фермерам повысить эффективность посадки, ухода и сбора урожая, главным образом благодаря упрощению использования техники в этих процессах, однако монокультуры также могут увеличить риск заболеваний или вспышек вредителей. Эта практика особенно распространена в индустриально развитых странах по всему миру. Разнообразие можно внести как во времени, например, с помощью севооборота или последовательности посевов, так и в пространстве, с помощью поликультуры или совместных посадок (см. таблицу ниже). Непрерывная монокультура, или монокультурное выращивание, когда фермеры выращивают один и тот же вид культуры из года в год, может привести к более быстрому накоплению и распространению вредителей и болезней в восприимчивых культурах. Термин "олигокультура" используется для описания севооборота, состоящего всего из нескольких культур, как это практикуется в ряде регионов мира. Концепция монокультуры также может быть применена, например, к обсуждению разнообразия в городских ландшафтах.

Преимущества

В монокультурах каждое растение на поле имеет одинаковые стандартизированные требования к посадке, уходу и уборке урожая, что обеспечивает более высокую урожайность и снижение затрат. Когда культура оптимально соответствует условиям хорошо управляемой среды, монокультура может давать более высокий урожай, чем поликультура. Современные методы, такие как монокультурное выращивание и использование синтетических удобрений, позволили сократить площадь дополнительных земель, необходимых для производства продуктов питания, что называется сохранением земель.

Риски

Монокультуры многолетних растений, таких как африканская масличная пальма, сахарный тростник, чай и сосны, могут приводить к проблемам с почвой и окружающей средой, таким как закисление почвы, деградация и болезни, передающиеся через почву, что в конечном итоге негативно сказывается на продуктивности и устойчивости сельского хозяйства. Однако, чем короче севооборот (и меньше включено культур), тем выше риск. Есть примеры коротких двухлетних севооборотов, способствующих распространению вредителей, адаптированных к таким условиям. В конечном счете, негативное воздействие монокультур сводится к двум основным факторам: утрате биоразнообразия и использованию пестицидов. Здоровые экосистемы и места обитания являются домом для сотен видов растений, насекомых и животных. Когда большие площади земли используются только для одного вида, нарушается весь баланс. Важные экологические функции, которые обычно выполняются множеством различных видов, остаются нереализованными. Более низкий уровень биоразнообразия на сельскохозяйственных землях также означает, что у некоторых насекомых нет естественных врагов, что приводит к неконтролируемому росту их популяции. Монокультурные посадки обеспечивают более высокую урожайность и более эффективный сбор урожая по сравнению с естественными лесными насаждениями. Естественным способом роста деревьев часто являются однородные насаждения, однако в таких насаждениях наблюдается разнообразие в размерах деревьев, с перемежающимися мертвыми, зрелыми и молодыми деревьями. В лесном хозяйстве монокультурные насаждения, которые высаживаются и убираются как единое целое, предоставляют ограниченные ресурсы для дикой природы, зависящей от мертвых деревьев и прогалин, поскольку все деревья имеют одинаковый размер. Чаще всего их убирают сплошной вырубкой, что резко меняет среду обитания. Механизированная уборка деревьев может уплотнять почву, что негативно влияет на рост подлеска. Посадка одного вида также делает деревья более уязвимыми к заражению патогенами, нападению насекомых или неблагоприятным условиям окружающей среды.

Жилая монокультура

Монокультура газонов в Соединенных Штатах исторически формировалась под влиянием английских садов и ландшафтов поместий, однако ее распространение в американском ландшафте – относительно недавнее явление. Эстетические предпочтения стали движущей силой эволюции придомовых территорий, и газонные травы стали популярным элементом многих американских домов. Газонные травы – это неместный вид, требующий значительных затрат на уход. Тем не менее, основной причиной их широкого распространения стало социальное давление. На местном уровне власти и организации начали самостоятельно регулировать монокультурные практики (например, товарищества собственников жилья). Возникали различные проблемы, связанные с содержанием частной собственности, такие как поддержание эстетического вида и сохранение стоимости недвижимости. Споры по поводу ухода за сорняками, газонами и т.п. приводили к судебным разбирательствам или даже к открытой агрессии по отношению к соседям. Учитывая высокую генетическую однородность большинства мировых сортов пшеницы после "зеленой революции", воздействие болезней представляет угрозу для сельскохозяйственного производства во всем мире.

Великий голод в Ирландии

В Ирландии исключительное использование одного сорта картофеля, "лампер", привело к Великому голоду 1845–1849 годов. Ламперы обеспечивали ирландское население недорогой пищей. Картофель размножался вегетативно, практически не имея генетического разнообразия. Когда в 1845 году Phytophthora infestans попала в Ирландию из Америки, лампер оказался не устойчив к этому заболеванию, что привело к почти полному уничтожению урожая картофеля по всей Ирландии.

Бананы

До 1950-х годов сорт бананов Gros Michel составлял почти весь объем бананов, потребляемых в Соединенных Штатах, благодаря их вкусу, небольшим семенам и эффективности выращивания. Хотя их маленькие семена были более привлекательными, чем крупные у других азиатских сортов, они не годились для посадки. Это означало, что все новые банановые растения приходилось выращивать из отводков другого растения. В результате этого вегетативного способа размножения все выращенные бананы имели идентичный генетический состав, что лишало их признаков устойчивости к фузариозному увяданию – грибковому заболеванию, которое быстро распространилось по Карибскому бассейну, где они выращивались. К началу 1960-х годов производители перешли на выращивание бананов сорта Кавендиш, который выращивался аналогичным способом. Этот сорт также подвержен аналогичным заболеваниям, поскольку все бананы являются клонами друг друга и могут так же легко погибнуть, как это случилось с Gros Michel.

Крупный рогатый скот

Термин также используется в случаях, когда одна порода сельскохозяйственных животных разводится в крупных, концентрированных животноводческих комплексах (CAFO). Многие современные системы производства скота опираются лишь на небольшое количество высокоспециализированных пород. Сильная ориентация на один признак (продуктивность) может происходить за счет других желательных качеств, таких как фертильность, устойчивость к заболеваниям, жизнеспособность и материнский инстинкт. В начале 1990-х годов было замечено, что несколько телят породы голштин плохо растут и погибают в первые 6 месяцев жизни. У всех из них была обнаружена гомозиготность по мутации в гене, вызывающей дефицит адгезии лейкоцитов у крупного рогатого скота. Эта мутация была выявлена с высокой частотой в популяциях голштинов по всему миру (15% среди быков в США, 10% в Германии и 16% в Японии). Исследователи, изучавшие родословные пораженных и носителей мутации животных, проследили происхождение мутации до одного быка, который широко использовался в животноводстве. В 1990 году в США насчитывалось около 4 миллионов голов голштинского скота, что составляло примерно 600 000 пораженных животных.

Преимущества генетического разнообразия

Хотя небольшое или полное отсутствие генетического разнообразия в сельскохозяйственной системе может иметь негативные последствия, увеличение генетического разнообразия за счет введения организмов с различными генами может предотвратить их и сделать систему более устойчивой. Например, наличие культур с различными генетическими признаками устойчивости к болезням и вредителям значительно снижает вероятность распространения этих вредителей или болезней на обширной территории. Это происходит потому, что если одна культура заражается определенным штаммом болезни или видом вредителя, у соседних растений есть шанс обладать генами, защищающими их от этого штамма или вида. Это может способствовать повышению урожайности сельскохозяйственных культур и одновременному снижению использования пестицидов и риска воздействия.

Монофункциональность

Монофункциональность – аналогичное понятие; однако вполне возможно, что функцию монофункционального земельного участка выполняют несколько видов, и поэтому он не имеет всех тех же недостатков. Когда индустриализация впервые пришла в сельское и лесное хозяйство, монофункциональность пропагандировалась как идеал из-за значительных первоначальных преимуществ в экономической эффективности. Однако со временем мнение изменилось. Стало ясно, что монофункциональность страдает от некоторых тех же недостатков, что и монокультура, а именно – упускает возможности для синергии и не способна удовлетворить весь спектр человеческих потребностей.