Влияние характеристик ландшафта на использование инсектицидов зависит от контекста и типа культуры
За последние полвека производство продуктов питания интенсифицировалось для удовлетворения растущего спроса. По мере укрупнения сельскохозяйственных полей для повышения урожайности требуется всё больше пестицидов.
На обширных территориях, занятых монокультурами, насекомые процветают, поскольку в ландшафте остаётся мало среды обитания для естественных врагов, таких как птицы или другие хищники. Однако научно подтвердить это на практике было сложно.
Эмпирические исследования на уровне ландшафта, посвящённые факторам использования сельскохозяйственных инсектицидов, до сих пор давали неоднозначные результаты. Подходы, основанные на данных, также были сопряжены с проблемами, в частности, с агрегированной статистикой, которая затрудняет разделение эффектов различных компонентов.
Новое исследование учёных из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре преодолело это препятствие. Используя детальные данные примерно с 13 000 полей, наблюдавшимися с 2005 по 2013 год в округе Керн (Калифорния), Эшли Ларсен и Фредерик Ноак проанализировали различные эффекты таких характеристик ландшафта, как разнообразие культур, размер полей и площадь пахотных земель, на использование инсектицидов. Их результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.
«Если мы хотим минимизировать негативное воздействие инсектицидов на здоровье человека и окружающую среду, крайне важно понять, можем ли мы использовать особенности ландшафта для сокращения их применения», — заявила ведущий автор Эшли Ларсен, доцент Школы экологических наук и менеджмента Брена при UCSB.
Анализ показал потенциально ценные преимущества разнообразия культур и меньшего размера полей. Однако эти преимущества в значительной степени зависели от типа культуры. Исследование показало, что, хотя разнообразие культур и снижало использование инсектицидов, его влияние было невелико по сравнению с различиями в использовании инсектицидов между разными культурами.
«Выбор культур, которые мы производим, или тип культур, которые мы потребляем, оказывает гораздо большее влияние на общее использование инсектицидов, чем такие характеристики ландшафта, как разнообразие культур или площадь пахотных земель», — отметил Ноак.
Например, у столового винограда с ростом разнообразия окружающих культур использование инсектицидов снижалось почти на 8 кг на гектар. «Виноградники используют около 49 кг инсектицидов на гектар, поэтому сокращение на 8 кг — это довольно существенная доля», — пояснила Ларсен. «Для апельсинов сокращение составляет менее 2 кг на гектар, что незначительно, а для моркови эффекта вообще нет».
Кроме того, исследователи последовательно обнаруживали, что более крупные поля используют больше инсектицидов. Огромные массивы монокультур служат для удовлетворения растущего спроса, но также представляют собой беспрепятственную среду для размножения насекомых, что, в свою очередь, может способствовать увеличению химической обработки для борьбы с вредителями.
«В этой системе много подвижных элементов, но с экологической точки зрения эта работа стала большим шагом вперёд, поскольку у нас раньше не было такого детального понимания», — сказала Ларсен. «Нам удалось показать, что факторы ландшафта, влияющие на использование инсектицидов в сельском хозяйстве, очень специфичны для каждой культуры».