多文化

農業において、複合栽培とは、1950年までに先進国で主流となった単一栽培とは対照的に、同じ場所で同時に複数の作物種を栽培する慣行である。伝統的な例としては、中米と北米の先住民によるトウモロコシ、豆、カボチャの「三姉妹」の間作、アジアの米と魚のシステム、ナイジェリアの複雑な混合栽培システムなどがある。

複合栽培には、同じ土地から複数の作物を収穫できるため総収穫量が増えるとともに、不作のリスクが減るなど、さまざまな利点があります。混植された作物が雑草を抑制し、マメ科植物が窒素を固定できるため、資源がより効率的に使用され、肥料や農薬の投入量が少なくて済みます。多様性が増すと、害虫や病気による損失が減る傾向があります。複合栽培では、1 年に複数回の収穫が可能で、主根が水と空気のための孔を作るなど、土壌の物理的、化学的、構造的特性を改善できます。土壌被覆が改善されると、土壌の乾燥と浸食が減ります。さらに、作物の多様性が増すと、人々により健康的な食事を提供できます。

欠点としては、複合栽培を管理するのに必要なスキルがあること、作物によって播種の深さ、間隔、時期が異なる場合、機械化が難しく、異なる肥料や農薬が必要になること、収穫や作物の分離が難しいことなどが挙げられます。適切な植物の組み合わせを見つけるのは難しい場合があります。種間の競争により収穫量が減少する可能性があります。

一年生複合栽培には、2種類以上の作物を並べて栽培する混作が含まれます。園芸では、これはコンパニオンプランツと呼ばれます。そのバリエーションとして、複数の列の作物が、別の作物の帯の横に帯状になる帯状栽培があります。カバークロップでは、イネ科のイネ科植物やマメ科植物などの作物以外の種を作物の横に植えます。カバープラントは、土壌浸食を減らし、雑草を抑制し、水分を保持し、窒素を固定するのに役立ちます。主に園芸で使用されるリビングマルチには、雑草を抑制するために使用される2番目の作物が含まれます。人気のある選択肢はマリーゴールドです。これは、現金価値があり、害虫を撃退する化学物質を生成するためです。混作では、すべての種子が一緒に播種され、自然の植物の多様性を模倣します。収穫は簡単で、すべての作物が同じ用途に使用されます。

多年生ポリカルチャーには、イネ、モロコシ、キマメなどの一年生作物の多年生品種が含まれることがあり、アルファルファなどのマメ科植物と一緒に栽培することもできます。イネのポリカルチャーには、魚やアヒルなどの動物作物が含まれることがよくあります。アグロフォレストリーでは、作物の一部は樹木です。たとえば、日陰を好むコーヒーは、伝統的に日陰になる木の下で栽培されています。アジアの稲と魚のシステムは、イネだけでなく淡水魚も生産し、貴重な副産物を生み出します。インドネシアでは、イネ、魚、アヒル、水生シダの組み合わせにより、回復力があり生産性の高いパーマカルチャーシステムが生み出されています。

複合栽培とは、複数の作物を同じ場所で同時に栽培することです。伝統的に最も一般的な農業形態です。^[1]複合栽培が農業の大きな部分を占める地域には、ヒマラヤ、東アジア、南アメリカ、アフリカなどがあります。^[2]この慣行は、混作や間作とも呼ばれます。これは、一度に 1 つの畑で 1 つの作物を栽培する単一栽培とは対照的です。 ^{[3]複合栽培と単一栽培はどちらも、時間の経過とともに}輪作やその他の変更を受ける可能性があります(表)。^[4]

よく知られている伝統的な例としては、トウモロコシ、豆、カボチャの混作が挙げられます。この組み合わせは「スリーシスターズ」と呼ばれています。この組み合わせでは、トウモロコシが豆が生育するための土台を提供し、豆がすべての植物に窒素を供給し、カボチャが地上の雑草を抑制します。この混合作物は、約3,000年前のメソアメリカの文明にまで遡ることができます。これは、多種多様な作物が互いに支え合い、人間の介入の必要性を最小限に抑える方法を示しています。^{[3] [5]}ラテンアメリカの農家の大半は、トウモロコシ、豆、カボチャを混作し続けています。^[6]

中国では、1,000年もの間、穀類は他の植物と混作されてきました。この慣行は21世紀でも約2,800万〜3,400万ヘクタールで続いています。^[3]魚と植物を混作する複合栽培は、東アジアで何世紀にもわたって同様に一般的でした。中国、日本、インドネシアでは、伝統的な稲の複合栽培には、稲と魚、稲とアヒル、稲と魚とアヒルが含まれます。同じ地域の現代の養殖システムには、水田で育てられたエビやその他の貝類が含まれます。^{[7] [8]}

アフリカでは、何世紀にもわたって複合栽培が行われてきました。これには、他の作物と並んでマメ科植物、特にササゲが含まれることがよくあります。ナイジェリアでは、複雑な混合栽培には13種類もの作物が含まれることがあり、キャッサバ、ササゲ、トウモロコシ、落花生、カボチャ、ラゲナリア、キマメ、メロン、および厳選されたヤムイモの種を植えた土手の間に米が栽培されています。^[3]

農薬、除草剤、肥料の導入により、1950年代以降、先進国では単一栽培が農業の主流となった。^[6]多品種栽培は、収穫量が少なく労働力を必要とするとみなされたため、当時、より経済的に発展した国々で人気が大幅に低下した。多品種栽培農業は完全に消滅したわけではなく、伝統的な多品種栽培システムは、特に発展途上国において、食料生産システムの重要な部分であり続けている。^{[3] [2]}世界の農業の約15％から20％が伝統的な多品種栽培システムに依存していると推定されている。^[1]気候変動により、食品生産者が環境や健康への影響を減らそうとする中、先進国では多品種栽培が再び人気を集めている。^[6]

多文化農業は、複数の農業生態学的効果の恩恵を受けることができる。^[9] Adamczewska-SowińskaとSowiński（2020）によると、その主な利点は以下のとおりである。^[3]

• 多様な作物は総収穫量の増加、安定性の向上、そして作物の不作のリスクの軽減をもたらします。
• 土壌鉱物、窒素固定、土地、労働力などの資源をより効率的に利用します。
• 肥料や農薬の投入量の削減。
• 間作は雑草を抑制します。
• 害虫、病気、雑草による損失が軽減されます。
• 1 年に複数回の収穫が可能です。
• 例えば、主根作物と繊維根作物を組み合わせることで、土壌の物理的、化学的、構造的特性が改善されます。
• 土壌被覆率が向上すると、土壌の乾燥と浸食が減少します。
• 多様な作物で人々の栄養を向上。

複合栽培は単一栽培よりも資源をより効率的に利用し、全体的にバイオマスを多く生産します。これは作物間の相乗効果と他の生物のための生態学的ニッチの創出によるものです。^{[3] [6] [10]}しかし、複合栽培では各作物の収穫量は少なくなります。これは畑の土地面積の一部しか利用できないためです。^[11]

作物間の相互作用は複雑だが、主に競争的であり、それぞれの種は成長するための場所、日光、水、土壌養分を得るために奮闘する。多くの植物は根や他の部分から他の植物を抑制する物質を分泌する（アレロパシー）。しかし、中には他の植物に有益なものもある。他の相互作用は有益であり、補完性（マメ科植物による他の植物への窒素供給など）や促進を提供する。相互作用は種の組み合わせによって大きく異なり、適切なコンパニオンプランツと不適切なコンパニオンプランツについて多くの推奨事項が提示されている。たとえば、トウモロコシはアマランサス、マメ科植物、カボチャ、ヒマワリとよく共生するが、キャベツ、セロリ、トマトとは共生しない。一方、キャベツは豆、ニンジン、セロリ、マリーゴールド、トマトとよく共生するが、タマネギやジャガイモとは共生しない。^[3]

複合栽培は、土壌の肥沃度、構造、生物活性を改善することで土壌に利益をもたらします。土壌の肥沃度は、無機栄養素と有機物または腐植の両方に依存します。マメ科植物などの根の深いコンパニオン作物は土壌構造を改善します。マメ科植物が腐ると土壌に孔が開き、排水性が向上し、土壌に空気が入ります。シロルピナスなどの一部の植物は、小麦などの穀物がリンを吸収するのを助けます。リンは作物の成長を制限する栄養素です。複合栽培は土壌微生物に利益をもたらします。生きたマルチなどの一部の形態では、土壌中の有機物量を増やすことで、ミミズ（土壌構造に利益をもたらす）を増やす可能性もあります。^[3]

^{多品種栽培は農薬[12] [13]}や人工肥料の環境への放出を減らすことができます。 ^[14]淡水の富栄養化などの環境への影響は大幅に軽減されます。 ^[12]

土壌から必須の微生物や栄養素を取り除く耕作は、いくつかの形態のポリカルチャー、特にパーマカルチャーでは避けることができます。 ^{[1] [11]}土地はより生産的に使用されます。^[6]

多品種栽培は地域の生物多様性を高めます。作物の多様性を高めると、多様な植物がより幅広い花粉媒介者を引き寄せるため、近隣の環境での受粉が促進されます。^{[6]これは、人間の景観の中に生物多様性を組み込む}和解生態学の一例であり、生物学的害虫防除プログラムの一部を形成する可能性があります。^[15]

作物の密度と多様性は、複合栽培における雑草の成長に影響します。植物の密度が高いほど、環境中の利用可能な水、日光、栄養分の濃度が減少します。作物の多様性が増すと、より多くの潜在的資源が十分に活用されるため、このような減少はさらに大きくなります。このレベルの競争により、複合栽培は雑草にとって特に住みにくい場所になります。^{[2]雑草が成長すると、害虫の}天敵を引き寄せて害虫管理を助け、複合栽培に役立ちます。^[1]さらに、雑草は複合栽培の他の植物に有益な節足動物の宿主として機能します。^[2]

作物の多様性のため、害虫は単一栽培よりも多種栽培ではあまり目立ちません。多種栽培では標的種の密度が低いため、その作物に特有の害虫も少なくなります。^{[1] [16]}これらの特殊な害虫は、多種栽培では宿主植物を見つけるのがより困難になることがよくあります。より一般的な好みを持つ害虫は、多種栽培の作物に費やす時間が短くなるため、収穫量の損失が少なくなります（関連抵抗）。^[1]多種栽培は自然に多様な生態系を模倣するため、^[15]一般的な害虫は多種栽培と周囲の環境を区別する可能性が低く、多種栽培での存在が小さくなる可能性があります。^[16]害虫の天敵または捕食者は、多種栽培の植物の多様性に引き寄せられることが多く、害虫の個体数を抑制するのに役立ちます。^[1]

植物病害は、単一栽培よりも多品種栽培ではあまり目立たない。病害多様性仮説によれば、植物の多様性が増すと、病気の重症度が減少する。^[14]植物によって病気の影響を受けやすい種類が異なるため、ある作物に病気が悪影響を及ぼしても、必ずしも他の作物に広がるとは限らず、収穫量への全体的な影響は抑えられる。^{[14] [16]}しかし、病気や害虫が特定の作物に与える影響が必ずしも減少するわけではない。特定の害虫や病気の標的になった場合、多品種栽培の作物は、単一栽培の作物と同じ収穫量損失を経験する可能性が高い。^{[14] [16]}

今日消費されている作物の多くはカロリーの高い作物であり、肥満、高血圧、2型糖尿病などの病気につながる可能性があります。^[11]植物の多様性を促進するため、ポリカルチャーは非伝統的な食品を人々の食生活に取り入れることで、食生活の多様性を高め、人々の栄養を改善するのに役立ちます。^[1]

Adamczewska-Sowinska と Sowinski 2020 によると、ポリカルチャーの主な欠点は次のとおりです。^[3]

• 異なる播種の深さ、播種量、播種時期、異なる畝間隔、異なる肥料や農薬を必要とする作物の混合播種と散布を機械化することは困難であり、また、それぞれ独自の量、時期、物質の選択が必要である。^[3]そのため、より多くの手作業が必要になる可能性がある。^[15]
• 収穫や作物の分離が困難。
• 換金作物や主食作物には適さない可能性があります。
• 除草剤の使用が困難になる可能性があり、これもまた、ある作物には適していても、別の作物には適さないためです。
• さらなる管理と農家の教育が必要です。

競争の影響は、特定の複合栽培において植物にダメージを与える可能性があります。一緒に栽培するために選ばれた多様な種は、補完的なニーズを持っている必要があります。^[5]栽培されている植物種の数が多いため、適切な植物の組み合わせを見つけてテストすることは困難です。代替案としては、既存の実証済みの組み合わせを使用することです。^[16]

栽培される植物の種類、それらの空間分布、およびそれらが一緒に成長する時間によって、実施される複合栽培の特定のタイプが決まります。複合栽培を形成するために一緒に栽培できる植物や動物の種類に制限はありません。植物間の時間の重複も非対称になる可能性があり、一方の植物が他方の植物に依存する時間が、相互に依存する時間よりも長くなることがよくあります。これは、寿命の違いによるものです。^[16]

2つ以上の作物が空間的および時間的に完全に重なり合って栽培される場合、その方法は農業では間作、園芸ではコンパニオンプランツと呼ばれます。間作は、土地の利用可能性が限られている区画で特に有効です。^[2]間作は、列状に、複数列の帯状に、または異なる時期に作物を植えるリレー方式で混合することができます。^[3]

条間耕作では、異なる植物を交互に、多くの場合は輪作で栽培します。これらは急峻な丘の斜面の輪郭に沿って耕され、通常は穀物作物の1列よりもかなり広くなります。条間耕作では植物種が完全に混ざるわけではありませんが、土壌浸食の軽減や栄養循環の促進など、条間耕作と同じ利点の多くが得られます。^[16]

マメ科植物は、特にマメ科植物と穀物の混合作物として、最も一般的に混作される作物の一つです。^{[5]マメ科植物は、}窒素固定と呼ばれるプロセスで大気中の窒素を土壌に固定し、他の植物が消費できるようにします。マメ科植物が存在すると、混作における人工窒素肥料の必要性がなくなります。^{[2] [18] [19]}

作物が作物ではない別の植物と一緒に栽培される場合、その組み合わせはカバークロップの一種です。非作物植物が雑草である場合、その組み合わせは雑草栽培と呼ばれます。^[16]イネ科植物とマメ科植物は最も一般的なカバークロップです。カバークロップは、土壌浸食を防ぎ、雑草を物理的に抑制し、地表水の保持を改善し、マメ科植物の場合は窒素化合物も提供するため、非常に有益です。単一種のカバークロップを換金作物と輪作することで、農業生態系の多様性が高まります。カバークロップのポリカルチャーはその多様性をさらに高め、マメ科植物の有無にかかわらずさまざまなカバークロップ処理を使用すると、雑草抑制、窒素保持、地上バイオマスの点で生態系の機能性が向上するという証拠があります。^[20]

リビングマルチは、主に園芸で使われる、2番目の作物を含む複合栽培である。主作物は収穫するために栽培され、2番目の作物はその下に播種されて土壌を覆い、浸食を減らし、緑肥を形成する。リビングマルチは、果樹園の木の下や、アスパラガスやルバーブなどの多年生野菜の下によく使われる。また、ナス、キャベツ、セロリ、ネギ、トウモロコシ、ピーマン、トマトなど、収穫前に長期間成長し、収穫が年の終わりになる一年生作物にも適していると考えられている。マリーゴールドは、雑草抑制リビングマルチの中でも特別な位置を占めており、線虫などの害虫を撃退するチオフェンを生成し、2番目の換金作物となる。^[3]

リビングマルチ作物と主作物の競合を最小限に抑えるには注意が必要です。間接的な方法としては、播種日を選択するか、主作物に直接水と肥料を与えるか、主作物に成長の早い品種を選択することなどがあります。直接的な方法としては、リビングマルチを刈り取って根の成長を阻害するか、リビングマルチに致死量未満の除草剤を散布することなどがあります。^[3]

耕作地では、小麦や大麦などの穀類、または菜種などの広葉作物を、クローバー、ソラマメ、またはその他のマメ科植物の生きたマルチで栽培することができます。しかし、主作物の収量が減少するため、この方法は穀類農家に広く採用されていません。特に、クローバーなどの生きたマルチは主作物の若い苗と競合するため、適切に抑制する必要があります。^[3]

混作は、すべての種子を混ぜて一緒に播種するという点で混作とは異なります。その結果、自然の植物の多様性が再現されます。取り扱いは簡単ですが、作物間で競合が発生する可能性があり、散布された農薬や肥料はすべての作物にかかります。収穫も1回の作業で、すべての作物が同じ用途に使用されます。^[3]

多くのラテンアメリカ諸国では、複合農業の一般的な形態は、樹木と作物を一緒に栽培するアグロフォレストリーです。 ^[1]樹木は、葉や果実を落とすときに、有機物と栄養素に加えて、作物に日陰を提供します。樹木の精巧な根系は、土壌浸食を防ぎ、土壌中の微生物の存在を増やすのにも役立ちます。作物に利益をもたらすことに加えて、樹木は紙、薬、木材、薪のために収穫される商品としても機能します。^[2]

コーヒーは日陰を好む作物で、伝統的に日陰で栽培されています。インドでは、低木層の代わりに自然林冠の下で栽培されることが多いです。^{[21] [22]メキシコでは、}コーヒーノキの茂みがインガ属のマメ科の木の下で栽培されるなど、異なる複合栽培システムがコーヒーに使用されています。^[21]

伝統的な一年生耕作作物の多年生作物品種は、持続可能性を高めることができる。耕作が少なくて済み、根が長いことが多いため、土壌浸食が減り、干ばつにも耐えられる。このような品種は、米、小麦、モロコシ、キマメ、大麦、ヒマワリで開発されている。これらをアルファルファなどのマメ科の被覆作物と組み合わせると窒素を固定でき、肥料の投入量を減らすことができる。^{[23] [24]}

東南アジアと中国では、水田での稲作・魚類養殖システムにより、米だけでなく淡水魚も育てられ、貴重な副産物が生産され、近隣の河川の富栄養化が軽減されている。 ^[26]

稲とアヒルの共生農業は熱帯アジアと亜熱帯アジア全域で行われています。インドネシアでは、稲、魚、アヒル、シダ植物を組み合わせた、回復力と生産性に優れたパーマカルチャーシステムが行われています。アヒルは、稲の生育を妨げる雑草を食べてくれるので、労力と除草剤の使用が減ります。シダ植物は窒素を固定し、アヒルの糞と魚の糞は肥料の必要性を減らします。^[25]

統合養殖は、魚やエビを海藻、貝類、微細藻類と一緒に育てる養殖の一種です。単一種の養殖は、農家や環境にとって問題を引き起こします。単一種の養殖で海藻を収穫すると、硝酸塩が水中に放出され、富栄養化につながる可能性があります。魚介類の単一種の養殖では、飼料のコストが高いことが最大の問題であり、その半分以上が廃棄され、窒素放出と富栄養化または藻類の大量発生を引き起こします。^{[7] [1]}細菌性バイオフィルターなどの技術的解決策はコストがかかることが証明されています。統合養殖では、植物を海洋動物の餌として、また水のろ過に使用して、硝酸塩と二酸化炭素を吸収します。これにより、化学物質の投入の必要性が減ります。魚介類と一緒に栽培された海藻などの植物には商業価値があります。^[7]再生型海洋農業は、海藻と貝類を混ぜて栽培し、収穫することで炭素を隔離するとともに、サンゴ礁の生態系のような地元の生息地の再生と回復に貢献しています。^[27]

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