Print 
PDF
Елена Наймарк
Карповые рыбы на рисовых чеках. Фото из дополнительных материалов к обсуждаемой статье в PNAS
Китайские ученые детально исследовали экологические взаимосвязи комплексных зарыбленных рисоводческих наделов. Они показали, что в таких комплексных хозяйствах повышение урожаев обеспечивается за счет уничтожения вредителей рыбами (это позволяет уменьшить количество пестицидов), снижения риска грибковых заболеваний, более эффективного использования удобрений, выедания рыбами водорослей — конкурентов риса за минеральные ресурсы.
Кроме того, фермеры получают дополнительный источник белковой пищи или доходов — продукцию самой рыбы. Рост рыбы ускоряется за счет получения дополнительной пищи в виде насекомых-вредителей и водорослей, температура и химический состав воды на рисовых чеках оказывается более подходящим для роста и активной жизнедеятельности рыбы.
Плантации водного гиацинта в Камбодже; это растение местные жители едят, хотя оно и считается малопрестижной пищей. Постройки и садки служат базой для рыбной ловли. Фото автора заметки
В настоящее время в мелких семейных фермерских хозяйствах, далеких от промышленной оптимизации больших агрокомплексов, сами по себе складываются подобные агроценозы. В качестве возделываемого растения может быть не только рис, но и любая культура, требующая высева в обводненных чеках. А рыба в таких чеках появляется сама; по мере созревания возделываемой культуры и пересыхания водоема она сама перебазируется в соседние чеки. Как известно, в Юго-Восточной Азии не существует осенне-зимнего сезона, когда невозможно сеять и собирать урожай, на разных участках поля посевы находятся в разной степени созревания в соответствии с запланированным графиком, поэтому для мелких рыбешек и беспозвоночных всегда найдется поблизости хороший пруд или канава. Местные жители ловят рыбу в чеках плетеными ловушками, крошечными сетями или корзинами. Зачастую на полях разводят уток, кормом которым служат рыбки и беспозвоночные.
Посевы лотоса (съедобны корни и семена), сальвинии и риса в Камбодже; заметна разная степень обводненности для разных посевов разных культур (кстати, два высоких дерева на переднем плане — это сахарная пальма, служащая источником сахарного сиропа, из которого гонят пальмовую водку); посреди поля видны две лодочки, чтобы передвигаться по полю и ловить рыбу. Плотность рыбы чрезвычайно велика, но размер рыбок не превышает трех-четырех сантиметров. Фото автора заметки
Устойчивость таких комплексных агроценозов обеспечивается выгодой, которую получает каждый из основных участников этого союза. Фермеры снимают не только урожай риса или иной возделываемой культуры, но вылавливают существенную часть продукции рыбы (утки тоже отправляются под нож поваров). Таким образом крестьяне имеют со своих полей дополнительную белковую пищу, эффективно используя водные ресурсы. Рыбе предоставляются богатые пищей водоемы, а растениям открывается дополнительный ресурс азотных удобрений.
Рисовые чеки в Камбодже; растения находятся на разной стадии роста, соответственно различается и обводненность участков. Фото автора заметки
В южном Чжэцзяне (Zhejiang) в Китае зарыбленные рисовые хозяйства существуют на одних и тех же местах не менее 1200 лет. Это говорит об их оптимальном соответствии природным условиям, демографической ситуации и устойчивых экологических взаимосвязях. Между тем, в 50–70-х годах в Китае, когда был принят курс на укрупнение крестьянских хозяйств и создание государственного агропромышленного комплекса, такие традиционные фермы постепенно исчезли. Высокие урожаи обеспечивались интенсивным использованием химических удобрений.
В начале 90-х годов уровень нищеты в сельскохозяйственных регионах достиг критических показателей, и высшая администрация признала необходимость учитывать региональную специфику. В связи с этим в середине 90-х резко возросло число семей, вернувшихся к традиционному укладу. За пять последних лет XX столетия площадь рисо-рыбных полей в Китае выросла примерно в два раза (с 863 тыс. га до 1530 тыс. га), урожай риса с таких полей увеличился в сумме более чем в два раза; при этом к концу века эти хозяйства стали давать дополнительно помимо риса 849 тонн рыбы в год.
Статистика территорий и продукции рыбы в рисо-рыбных хозяйствах Китая. График из книги Success Stories in Asian Aquaculture
Подсчитано, что, учитывая все затраты, фермеры, ведущие рисо-рыбные хозяйства, выгадывают 1830$ с гектара (цифры на 2003 год). На сегодняшний день в качестве аквакультуры в таких хозяйствах оказалось возможным выращивать не только рыбу (это в основном карпы, но может быть и тиляпия, японский угорь), но и пресноводные креветки, крабы, моллюски и лягушки. Как известно, всё это дорогостоящий и выгодный товар.Несмотря на длительную историю таких хозяйств их исследование не слишком занимало ученых. Теперь, однако, пришло время рассчитать, за счет каких эффектов достигается выгода и в какой степени можно сэкономить на удобрениях. Группа ученых из Южнокитайского сельскохозяйственного университета (Гуанчжоу) и Чжэцзяньского университета выполняла научный проект, исходя из этой задачи. Ученые сравнивали статистику урожайности и стабильности в рисо-рыбных и обычных (их называли монокультурными, хотя подобное противопоставление не совсем точно) рисовых хозяйствах. Также заведены были и экспериментальные наделы: рисовые, рисо-рыбные и рыбные. Ученые вели сравнение по различным показателям в течение шести лет.
Экспериментальные площадки: рис и рыба (Rice–Fish, RF), отдельно рыба (Fish–Monoculture, FM) и отдельно рис (Rice–Monoculture, RM). Показаны камеры, которые снимали рыб и поверхность воды в течение светлого времени суток. Изображение из дополнительных материалов к обсуждаемой статье в PNAS.
Согласно собранной статистике, в течение шести лет урожаи в обоих типах хозяйств были примерно одинаковыми, зато фермерам-рыболюбам пришлось использовать гораздо меньше (на 68%) пестицидов, чтобы достичь сходного результата. Потребители, безусловно, предпочтут ту продукцию, которую меньше обрабатывали химическими веществами. На экспериментальных хозяйствах, где пестициды не использовали вовсе, урожай зарыбленных площадок получился примерно в 1,3–1,5 раза выше.
Динамика урожаев риса в хозяйствах монокультуры риса (RM) и риса и рыбы (RF) в провинции Чжэцзян по данным районных служб (A), на экспериментальных площадках (B). В верхней врезке даны средние показатели урожаев (s) и использованных пестицидов (pesticides). График из обсуждаемой статьи в PNAS. На экспериментальных площадках велся учет числа вредителей. Выяснилось, что на зарыбленных наделах заметно меньше цикадок разных видов. С помощью видеосъемок и несложных расчетов ученые продемонстрировали, что около четверти злонамеренных цикадок, устроившихся на рисовых стеблях, сбрасывается в воду и уничтожается рыбами.
Также заметно меньше оказалось и заболевших растений на зарыбленных площадках. Самые распространенные заболевания риса в Южном Китае — корневая гниль, которая вызывается грибками Thanatephorus cucumeris, и пирикуляриоз. Выяснилось, что на зарыбленных участках пораженные растения встречаются реже, чем на обычных. Предположительно, рыбы рыхлят почву, разрывая непрерывную сеть мицелия; поэтому заболевшее растение с меньшей вероятностью заразит соседнее. Кроме того, на участках с рыбой биомасса водорослей тоже оказалась не менее чем в три раза ниже, чем на монокультурном наделе. Это означает, что минеральные вещества, необходимые для роста растений, пойдут исключительно на рост риса, а не водорослевых конкурентов. Уменьшение численности вредителей, снижение биомассы конкурентов — всё это способствует здоровью растений и увеличению урожая риса.
А есть ли польза рыбам, поселившимся на рисовых полях, от такого соседства? На первый взгляд, в мутных мелких рисовых посадках рыба должна бы чувствовать себя хуже, чем в специализированных рыбных садках. Оказалось, что это не так. Это выяснили с помощью регистрации активности рыбы на рисо-рыбных площадках и монокультуры рыбы.
В целом рыбки, живущие на рисовых полях, проявляют большую активность по сравнению с теми же рыбами, которых разводили в монокультурных рыбных садках. Они двигались в течение всего дня, тогда как в монокультуре дневная активность у них снижалась до нуля. Оказалось, что на рисовых полях дневная температура воды была ниже на 2 градуса, также и концентрация аммония оказалась пониженной. И то и другое способствует благополучию рыбного населения. Очевидно, растения затеняют поверхность воды и используют изрядную долю азотистых веществ для своего роста. Если рыбу подкармливать, то ее продукция увеличивается, но вместе с ней увеличивается и продукция риса. Расчеты показывают, что растения аккумулируют около 30% азота из не съеденного рыбами корма. Также более эффективно распределяются удобрения, вносимые в почву для роста риса. Та часть удобрений, которая оказалась не востребована рисом, идет на рост водорослей, а их, в свою очередь, поедают рыбы. В монокультуре риса не использованная на рост часть удобрений попросту пропадает.
Таким образом, сравнение показывает, что в агросистеме рис–рыба оптимальным образом используются водные ресурсы, эффективность азотистых удобрений возрастает на 30%, четверть насекомых вредителей риса уничтожается естественным образом и идет на корм ценной рыбе, снижая при этом необходимость в пестицидах, вполовину уменьшается пораженность опасными грибковыми паразитами.
Источник: Ecological mechanisms underlying the sustainability of the agricultural heritage rice–fish coculture system // PNAS. Published online before print November 14, 2011. Doi: 10.1073/pnas.1111043108″.
http://elementy.ru/news/431713
