Механическая прополка повышает многофункциональность экосистемы и прибыль от промышленного выращивания масличных пальм

Устойчивое развитие природы (2023 г.)Процитировать эту статью

2943 Доступа

1 Цитаты

95 Альтметрика

Подробности о метриках

Масличная пальма является наиболее продуктивной масличной культурой, но ее высокая продуктивность связана с традиционными методами выращивания (то есть с высокими нормами внесения удобрений и применением гербицидов), что приводит к пагубному воздействию на окружающую среду. Используя 22-факторный эксперимент, мы оценили влияние обычных и сниженных (равных питательным веществам, удаленным при сборе фруктов) норм внесения удобрений и гербицидов по сравнению с механической прополкой на функции экосистемы, биоразнообразие и прибыльность. Анализируя множество функций экосистемы, механическая прополка продемонстрировала более высокую многофункциональность, чем обработка гербицидами, хотя этот эффект был скрыт при оценке только отдельных функций. Биоразнообразие также увеличилось: на 33% больше видов растений подвергается механической прополке. По сравнению с традиционным хозяйствованием сокращение внесения удобрений и механическая прополка увеличили прибыль на 12% и относительную валовую прибыль на 11% благодаря снижению материальных затрат при достижении аналогичной урожайности. Механическая прополка с меньшим количеством компенсационных удобрений на зрелых плантациях масличных пальм является разумным вариантом управления, позволяющим повысить многофункциональность экосистем и биоразнообразие, а также увеличить прибыль, обеспечивая взаимовыгодные ситуации.

Производство масличной пальмы все больше расширяется на обширных территориях Юго-Восточной Азии, при этом Индонезия в настоящее время является крупнейшим в мире производителем пальмового масла1, что также совпадает с увеличением темпов вырубки лесов в стране2. По оценкам, в период с 2001 по 2019 год на плантации масличных пальм приходилось 32% общей площади утраченных лесов в Индонезии3. Несмотря на высокие экологические издержки, производство пальмового масла очень привлекательно из-за его краткосрочной экономической отдачи и растущего мирового спроса на продукты питания, топливо и косметику4.

Промышленные плантации масличных пальм (площадь посадок >50 га, принадлежащие корпорациям5), по оценкам, в настоящее время составляют около 60% от общей площади культивируемых масличных пальм в Индонезии6. По сравнению с мелкими фермами (обычно <50 га земли, принадлежащими частным лицам5), продуктивность промышленных плантаций масличных пальм примерно на 50% выше7, но в значительной степени обусловлена ​​применением высоких доз удобрений и гербицидов для оптимизации продуктивности8 за счет других экосистемных процессов. В отличие от лесов, промышленные плантации масличных пальм имеют тенденцию быть структурно упрощенными и сильно нарушенными9,10,11 и имеют ограниченную способность одновременно обеспечивать несколько функций экосистемы (так называемая «многофункциональность» экосистем)4,12. Хотя в различных исследованиях рассматривались пагубные последствия распространения масличных пальм на леса и потерю биоразнообразия4,12,13, на сегодняшний день не было проведено целостной многолетней и пространственно воспроизведенной оценки воздействия различных стратегий управления масличными пальмами на функции экосистем, биоразнообразие и экономическая продуктивность. Первичные экспериментальные исследования, которые оценивают влияние управления на различные результаты, хотя в настоящее время и редки, имеют отношение к предоставлению более четких рекомендаций по управлению масличными пальмами14, поскольку плантации масличных пальм по своей сути являются сложными сельскохозяйственными системами. Применение удобрений и гербицидов с высокой частотой, возможно, является наиболее важным управленческим мероприятием на промышленных плантациях масличных пальм из-за их влияния на урожайность масличных пальм. Таким образом, основным рычагом более экологически устойчивого производства пальмового масла является определение оптимальных норм внесения удобрений и метода прополки для поддержания достаточно высокой производительности и экономической рентабельности при минимизации связанных с этим потерь функций экосистемы и биоразнообразия.

Внесение удобрений способствует поддержанию высокого уровня продуктивности, но также составляет значительную долю затрат на управление на промышленных плантациях. Высокие нормы внесения удобрений связаны с большими потерями питательных веществ15 и выбросами парниковых газов (ПГ)11,16. Кроме того, чрезмерное внесение удобрений может иметь множественные вредные последствия для почвы, включая снижение микробной биомассы почвы17, pH, доступности основных катионов18 и заметные изменения в составе бактериальных и грибковых сообществ19. С экономической точки зрения избыточное внесение удобрений при выращивании масличной пальмы может снизить прибыльность из-за насыщения кривой урожайности, несмотря на увеличение применения удобрений, поэтому линейное увеличение затрат на удобрения может существенно снизить чистую прибыль20. Это жизненно важно учитывать, учитывая глобальное сокращение доступности удобрений и, как следствие, рост цен на удобрения21. Последствия чрезмерного внесения удобрений можно уменьшить, доведя нормы внесения удобрений до уровней, которые компенсируют только количество питательных веществ, экспортируемых в результате сбора урожая, и в результате органических удобрений путем возврата пальмового опада22 и других побочных продуктов переработки (например, сточных вод с заводов по производству пальмового масла и пустые гроздья фруктов)23. Такое снижение интенсивности внесения удобрений может, следовательно, способствовать эффективному удержанию и переработке питательных веществ в почве, снижению подкисления почвы и связанной с этим необходимости внесения извести и в целом повысить рентабельность за счет экономии затрат на удобрения и, следовательно, представлять собой более экологически и экономически привлекательный вариант.