Численность вредителей культурных растений в агроценозе значительно возрастает из за

Обновлено: 07.07.2024

А.С. Степановских
Экология. Учебник для вузов
М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. — 703 с.

18.6. Роль отдельных компонентов в агроэкосистемах

Известно, что естественные экосистемы проявляют значительное однообразие в общей реакции на случайные природные стрессы (действие низких температур, затопление, пожары, эпифитотии вредителей, болезней и т. д.), сохраняя относительную стабильность. В условиях же длительных интенсивных или хронических стрессов изменения экосистем становятся необратимыми. Отбор человеком из дикой природы полезных для себя растений и животных Ч. Дарвин (1859) назвал искусственным отбором. Выступая в роли одомашливателя, организатора и инициатора искусственного отбора и изменяя таким образом дикие виды, человек тоже претерпевает изменения в социальном и экологическом отношениях. Ю. Одум (1975) по этому поводу сделал следующее высказывание, что человек в той же мере зависит от кукурузы, как кукуруза зависит от человека. Общество, хозяйство которого построено на возделывании кукурузы, в культурном отношении развивается совершенно иначе, чем общество, занятое пастбищным скотоводством. Следовательно, одомашнивание животных, создание культурных растений — это особая форма мутуализма.

Культивируемое растение является главным компонентом агроэкосистемы. Посевы сельскохозяйственных культур, кормовых и лекарственных трав, обеспечивая потребности людей в продукции растительного происхождения (пища, корма, сырье для промышленности и т. д.), являются не только продуктом природы, но и объектом человеческого труда. Отсюда их рост и развитие определяются антропогенными факторами. Из общего количества видов растений на Земле человек интенсивно использует не многим больше 20, при этом 85% их площади занимают злаковые (рис, пшеница, кукуруза, ячмень, овес, сорго, просо, сахарный тростник, рожь) и бобовые (соя, арахис, кормовые бобы, горох,вика).

Культурные растения, занимая центральное место в агроценозе, оказывают наиболее сильное, зачастую господствующее влияние на агрофитоценоз.

Культурные растения в агроценозе являются доминантами-эдификаторами, чаще всего это пшеница, рожь или кукуруза.

Реже встречаются смешанные посевы двух или более видов (кондоминантов), например вика или горох с овсом, многокомпонентная травяная смесь. Эдификаторные воздействия растений-доминантов, а также кондоминантов разнообразны. Эдифакторы изменяют микроклимат агроэкосистемы, оказывают влияние на физико-химические свойства почвы и почвенной влаги. Выделяя биологически активные вещества, эдификаторы оказывают существенное влияние на флору и фауну агроэкосистемы. Культурные растения воздействуют на среду при помощи выделения метаболитов. Важную эдификаторную роль в фитоценозе среды метаболитов играют колины (агенты влияния высших растений на высшие) и фитонциды (агенты влияния высших растений на низшие).

В. В. Туганаевым культурные растения по способности влиять на среду подразделены на три группы.

— Первая группа — силъноэдификаторные растения. Сюда относятся растения сплошного посева, со 100% покрытием занимаемой площади. В эту группу отнесены высокорослые (до 3 м) и среднерослые растения, быстро развивающиеся с весны, такие, как озимая рожь, рапс, подсолнечник на силос.

— Вторая группа — среднеэдификаторные растения. Это растения сплошного и рядкового весеннего посева, сравнительно высокорослые, с 70—80% покрытием занимаемой площади, как правило, быстро развивающиеся после появления всходов (яровые зерновые, включая рис), пропашные (кукуруза, гречиха и др.).

— Третья группа — слабоэдификаторные растения. К данной группе относят растения с медленным развитием после появления всходов и покрытием не выше 50% занимаемой площади: овощные, бахчевые культуры, горох и др. Возделываемые культурные растения, выполняя роль доминантов-эдификаторов, определяют структуру и функцию агроэкосистем, их компонентный состав, на вредных и полезных насекомых, возбудителей болезней и сорные растения.

Насекомые. К классу насекомых на нашей планете относится самое большое число форм жизни и самое большое число видов живых организмов (в России и странах СНГ 80—100 тыс. видов), участвующих в круговороте веществ. Например, в среднем даа каждый гектар естественного биоценоза приходится 500 г птиц, 3—4 кг грызунов, до 15 кг крупных млекопитающих и до 300кг насекомых. В отдельные годы масса некоторых бабочек и их гусениц возрастает до 600 кг на 1 га, а саранчи — до нескольких тонн. Эти фитофаги поглощают огромное количество фитомассы. В переработанном виде они вместе с погибшими насекомыми попадают в почву, превращаясь в плодородный гумус.

Важнейшей функцией многих видов насекомых в биоценозе является опыление цветковых растений. Без насекомых человечество было бы лишено значительной части урожая полей, садов и лесов. Вредными насекомыми является лишь 1% общей их численности в агроценозах и сопутствующих им естественных биоценозах. Зачастую насекомые, опыляя растения, ими же и питаются. В естественных условиях насекомые-фитофаги, как правило, не наносят растениям невосполнимый урон, не вызывают их гибель. Например, гусеницы некоторых чешуекрылых, весной объедая листья и хвою лесных деревьев, способствуют более равномерному отложению опада, а поступление испражнений (капролитов) насекомых способствует подкормке растений.

Вместе с тем любое насекомое-фитофаг в агроценозе становится потенциальным вредителем. Назовем главнейшие причины.

Первая — это разрушение исторически сложившихся экосистем, свойственных им межвидовых отношений и механизмов регуляции численности живых организмов. Там, где природа еще не тронута человеком, существует уравновешенность взаимоотношений между растениями: питающимися ими животными и хищниками, паразитами этих животных. Выжить способны только те формы, которые не могут полностью истребить свою кормовую базу. Чтобы этого не случилось, выработались сложные механизмы отношений между живыми организмами. Более того, как теперь установлено, животные, питающиеся растениями, даже оказывают содействие процветанию видов животных, являющихся их пищей. В целом же взаимоотношения видов-компонентов гарантирует устойчивое существование этого природного комплекса.

При освоении же территории под земледелие создаются новые условия: меняется кормовая база, возможности существования многих видов. Те из них, которые способны существовать за счет культурных растений, становятся более многочисленными. Из их среды и образуется вредная фауна. Это можно показать сопоставлением состава насекомых, обитающих в ковыльной степи и на расположенном рядом посеве пшеницы. На посевах пшеницы численность хлебной полосатой блохи была в 20,6 раза, серой зерновой совки в 25 раз больше, чем в степи. Так, в условиях степей южного Зауралья, Западной Сибири до 50-х гг. XX в. серая зерновая совка не считалась опасным вредителем, хотя массовые вспышки происходили каждые 11 лет. После освоения целинных и залежных земель в этих регионах в середине 50-х гг. произошло значительное нарастание численности серой зерновой совки, и она стала главным и постоянным вредителем пшеницы.

Вторая причина — генетическая и селекционная работа, проведенная человеком, в значительной степени изменила культурные растения, придав им новые качества, которых не было у их диких прародителей. Приобретая все более ценные качества для человека, культурные растения в неменьшей степени являются благоприятной кормовой базой и для вредителей. Обеспечение потребностей в пище вредными организмами способствует более быстрому их размножению.

Третья причина — изменение условий для выживания (резервации) и расселение вредных видов, связаны в первую очередь с перестройкой технологии сельскохозяйственного производства.

Четвертая причина — разрушая механизмы, уравновешивающие межведовые отношения в природе, человек тем самым создал условия для более быстрой микроэволюции отдельных видов. Они быстрее приспосабливаются к изменившейся среде, отбор закрепляет эту приспособленность. Установлено, что даже на тех территориях, где влияние человека на природу сказывается косвенным образом, микроэволюция идет ускоренно. У вредных видов этот процесс вызывает расширение зон их обитания, так называемых зон вредности. В 80—90-х гг. XX в. в России появились и широко распространились такие опасные вредители, как колорадский жук, американская белая бабочка и т. д.

Мировое сельское хозяйство в конце XX в.платит насекомым—вредителям сельскохозяйственных культур дань, достигающую 1/5 части выращенного урожая и более (рис. 18.14).

Рис. 18.14. Потери урожая до его сбора для основных

культур во всех странах мира, % (по Н. Ф. Реймерсу, 1990)

Вредители приобрели свое значение не вследствие того, что ослабло влияние на их численность хищников и паразитов, а в результате исключительной благоприятности для них всего комплекса условий, созданных человеком на полях, и их приспособительной изменчивости к этим условиям.

В снижении потерь урожая от вредителей важная роль должна отводиться полезным насекомым-энтомофагам (рис. 18.15).

Рис. 18.15. Полезные насекомые-энтомофаги (по В. Н. Корчагину, 1987):

1 — златоглазка: а — взрослое насекомое, б — яйца, в — личинка, уничтожающая тлей. 2 — семиточечная божья коровка: а — взрослое насекомое, б — кладка яиц, в — личинка, уничтожающая тлей. 3 — муха-журчалка: а — взрослое насекомое, б — личинки, уничтожающие тлей. 4 — трихограмма: а — взрослое насекомое, б — самка, откладывающая яйцо в яйцо бабочки. 5 — жужелица, поедающая гусеницу

В агроэкосистемах структура ценозов вредных и полезных членистоногих в значительной мере определяется наличием севооборотов, лесных полос и в целом методами ведения сельского хозяйства. Должна способствовать сохранению комплекса хищник — жертва.

Фитопатогенные грибы. Паразитирует на культурных растениях не менее 10 тыс. видов грибов. В агроценозах основой вызываемых ими эпифитотий являются несколько причин, которые обусловлены особенностями размножения, распространения и сохранения этих организмов.

Современное сельское хозяйство связано с возделыванием на больших площадях однородных в генетическом отношении культурных растений-хозяев. Здесь, как правило, доминируют возбудители болезней, которые лучше приспособлены к распространению в пространстве, выживанию во времени. Распространяются грибы — возбудители болезней в пространстве быстрее при воздушно-капельной инфекции, медленнее — при почвенной. Промежуточное положение занимают возбудители семенных и трансмиссионных инфекций. Отсюда огромная опасность, что при расширении площадей под генетически однородными культурами преимущество будут иметь воздушно-капельные инфекции, особенно ржавчинных грибов, с возможностями заражения растений на значительных расстояниях от первичного очага инфекции. При повторном же возделывании культур на огромных площадях, в первую очередь при монокультуре, будет возрастать вредоносность почвенных патогенов, лучше адаптированных для выживания во времени.

При бессменных посевах сельскохозяйственных культур и несоблюдении севооборотов не случайно на первое место по вредоносности во всем мире выходят корневые и прикорневые инфекции.

По В. А. Чулкиной (1991), различают основные (+) и дополнительные [(+)] экологические ниши возбудителей болезней сельскохозяйственных культур (табл. 18.2).

Экологические ниши различных возбудителей эпифитотиологических групп инфекций на уровне агроэкосистем (по В. А. Чулкиной, 1991)

Задания Д23 № 7101

Основным источником энергии для агроэкосистем являются

Агроэкосистема обязательно содержит продуценты, поэтому основным источником энергии является солнце.

Задания Д23 № 7102

Почему поле, засеянное культурными растениями, нельзя считать природной экосистемой?

Отличительный признак агроэкосистем – невозможность существовать без человека: без полива, вспашки, прополки поле станет лугом. Поэтому кроме солнечной энергии для поддержания этой искусственной экосистемы необходима дополнительная энергия.

Растения получают энергию преобразуя солнечное излучение. А при удобрении они получают миниральные вещества энергию связи которых они не используют. А полив и прополка тем более энергию передать не смогут. А круговорот веществ в агроэкосистемах частично размыкается при сборе урожая.

дополнительная энергия - это как раз и есть затраченный физический труд, и энергия сжигания топлива при механизированном с/х.

На мой взгляд в данном вопросе допущена ошибка. Наличие нескольких правильных вариантов ответа делает невозможным корректное решение. Круговорот веществ в агроэкосистеме не замкнут(сбор урожая человеком), "кроме солнечной используется дополнительная энергия"-являются правильными ответами.

Но данное утверждение не верное. круговорот есть, просто он не замкнут. Поэтому вариант ответа только один - 3

Полностью согласен с Всеволодом. Наталья, слово "Круговорот" означает движение по кругу, а не по прямой. Если круговорот не замкнут - это не круговорот, а цепь передачи, как с энергией. Два верных ответа не дают возможности выбрать "самый верный".

Прочитайте сравнительную характеристику агроценоза и естественной экосистемы в любом учебнике, в любом "репетиторе".

Естественная экосистема характеризуется замкнутым круговоротом веществ; а агросистема - не замкнутым (т.к. большая часть продукции изымается человеком)

Наталья, "не замкнутый круговорот" и "отсутсвие круговорота" это синонимы. Если круг не замкуть - это не круг. Согласны? Следовательно, отсутствие круговорота - свойство агроценоза.

Агроценоз представляет собой особую экологическую систему, которая искусственно создавалась людьми для получения сельскохозяйственной продукции, разведения животных и прочих целей. Иначе его называют агроэкосистема.

Искусственными агроценозами считаются фруктовые сады, кукурузные поля, пастбище для выгона скота, виноградники с огородами. Людям, для удовлетворения своих постоянных нужд, приходится менять и нарушать множество природных экосистем.

Чтобы увеличивать объемы сельскохозяйственной продукции им приходится создавать множество разнообразных агроэкосистем. Свыше десяти процентов территорий занято насаждениями сельскохозяйственных культур, а под пастбища отведено в 2 раза больше территорий.

Отличие агроценоза от естественного биогеоценоза.

Главными отличиями считаются следующие факторы:

– Искусственные насаждения не выдерживают конкуренции с дикорастущими растениями, а искусственно выведенные животные слабее диких животных.

– Агроэкосистема не может самовосстанавливаться, находясь в полнейшей зависимости от человека и без его поддержки слабеет и может погибнуть.

– Большинство одновидовых представителей растительного и животного миров в агроценозе подвержены поголовным заражениям бактериями, вирусами и набегам насекомых вредителей.

– Природные условия отличаются большим видовым многообразием, нежели искусственно созданная среда.

Искусственно созданная среда должна подвергаться полнейшему контролю со стороны человека. Недостатками агроценозов является частое возрастание численности вредителей с грибками, приносящими урон урожаям и наносящим вред природе.

Количество популяций агроценозов может возрастать лишь при следующих условиях:

– Регулярному уничтожению вредителей и сорняков.
– Орошению засушливых участков.
– Высушиванию увлажненных земель.
– Замене сортовых культур.
– Удобрению при помощи органических и минеральных веществ.

На всех этапах создания искусственных экосистем человечество выстраивает искусственные стадии становления экосистем. Чрезвычайно популярна искусственная почвенная мелиорация. Это обширные мероприятия, организованные с целью улучшения природных факторов для получения максимальной урожайности.

Лишь верно выбранные научные подходы и полнейший контроль за почвенными состояниями, степенью увлажненности и подбоом минеральных удобрений могут повышать производительность агроценозов относительно естественных экологических систем.

Биогеоценозами используется только энергия солнечных лучей. Агроценозы владеют дополнительными резервами. В них входят энергии, затрачиваемые людьми в процессе орошений, земляных распашек, внесении удобрения и специальных подкормок, а также при борьбе с сорняками и паразитами с помощью отравляющих веществ.

Признаки агроценоза

Агроценоз отличает низкая видовая численность. В связи с тем, что эти структуры образованы лишь с целями производства конкретных сельскохозяйственных продуктов, в них входит не более двух представителей принадлежащих органическому миру. В результате наблюдается снижение числа прочего видового состава, которые населяют данную местность.

Агроценозы являются слабоустойчивой структурной организацией. Она не имеет самостоятельности и может развиваться лишь при человеческом влиянии в искусственно созданной обстановке. Выдерживать постоянно меняющиеся природные факторы без вмешательства человека в структуру агроценозы не могут.

Скудное разнообразие видов способствует слабому развитию пищевых цепей. При сборах урожаев люди их полностью забирают. В результате, наблюдается полный разрыв трофических связей. Чтобы восполнить потери, нужно регулярно удобрять почвенные покровы. Повышение уровня урожайности и продуктивность происходит с помощью искусственных отборов.

В результате этих процессов, людьми отбираются наиболее ценные представители видов, которые могут произвести здоровых и сильных потомков. Данный метод более эффективен, нежели естественный отбор. Но в то же время, может возникнуть неспособность к обновлению и регуляции. При резком прекращении человеческой деятельности, агроценозы разрушаются. Этот процесс происходит постепенно.

Например, представители травянистых культурных многолетников могут существовать 4 года, а древесные плодовые растения могут прожить еще десятки лет.

Виды агроценоза

Выделяют 2 разновидности агроценозов. В основе первой разновидности лежит наличие единственного или нескольких видов растительного мира, которые выращиваются в рамках данного агроценоза. Например, овес с рожью и пшеницей. В основе второй разновидности лежат растения, произрастающие в естественной природной среде, в дополнение к ним, подсеивают семена культурных растений.

Так появляются пастбища с парками, лесами и лугами. Учеными Л.Раменским и С.Хохловым в 20 веке разрабатывалась классификация агроценозов. Они выделяли окультуренный агроценоз. Это может быть природный луг или лес, слегка подвергшийся человеческому воздействию. Полукультурный агроценоз. Он образуется на основе естественных природных условий и не подвергающийся ежедневному контролю со стороны человека.

Примером может стать засеянный луг. Третьим видом классификации является культурный агроценоз. Это полностью искусственное образование, созданное руками человека, подверженное ежедневному контролю, имеющее конкретный видовой состав и специфические условия среды. Примером может служить плантация растений.

Цели аргоценоза

Основными целями агроценозов являются следующие цели:
– Получение богатого урожая конкретных растительных культур.
– Рост многообразия видов культурных растений.
– Снижение количества паразитов и сорняков.
– Рост плодородности почвенных покровов.

Примеры агроценоза

Одним из ярких примеров агроценоза являются пшеничные поля. Состав их растительных покровов представляет собой пшеницу с примесью разнообразных сорняков. Другими примерами агроценозов являются сады с огородами. В саду выращивают следующие культурные растения: яблони со сливами, грушами, смородину с крыжовником.

На огородных участках выращивается картофель со свеклой, перцем и укропом, огурцами и дынями. Чтобы повысить урожайность садоводы и огородники вносят минеральные удобрения в почвенные покровы, осуществляют регулярную прополку и полив, уничтожение вредителей с паразитами. Городские скверы с парками также являются примерами агроценозов.

В них посажены руками людей конкретные виды деревьев: березы с липами, тополя с рябинами и вязами. Лесные ельники также являются наглядным примером агроценоза. В них выращиваются хвойные растения одного вида – ели. Поля также являются искусственными агроценозами.

К сельскохозяйственным угодьям относят пашню, многолетние насаждения, сенокос и пастбище. Пашни являются земельными участками, которые систематически обрабатываются и используют для засевания сельскохозяйственными и пропашными многолетними культурами.

Яркими примерами миниатюрных агроценозов являются обычная цветочная клумба и цветочный бордюр. Клумбой называется небольшой участок земли для выращивания растений и цветов. Бордюром является земельный участок, представляющий собой полосу, примыкающий к стенам, заборам, живым изгородям.

Также бордюры тянутся по контурам клумб и газонов. Традиционные клумбы можно встретить по углам садов и вокруг деревьев. Чаще всего, наиболее высокие растения размещаются в центре клумбы.

Значение агроценоза

Роль агроценозов в человеческой жизни велика. С их помощью человечество получает разнообразие сельскохозяйственной продукции, используемой в качестве пищи и сырья.

Преимущество искусственно организованных систем считается возможность их управления и способности неограниченного повышения урожайности. Однако, человеческая активность может иметь и крайне негативные результаты.

Лесные вырубки и земельные распашки часто нарушают природный баланс. Очень важно, при организациях агроценозов обращать внимание на взаимосвязи между дикорастущими и культурными растениями. Для своих нужд человек выращивает продуктивных животных, наиболее ценные и урожайные растения, полезные разновидности грибов.

Каждый год, агроценозами производится примерно 2500 миллионов тонн разнообразных сельскохозяйственных продуктов. Половину от них занимают картофель с пшеницей, рисом и кукурузой. 10 % от всей Земной поверхности составляют искусственные агроценозы. Самые лучшие земли отданы для распашки и сельского хозяйства. На сегодняшний день, свыше 90 % пищевой продукции производится именно агроценозами.

Положительные последствия агроценоза

Большинство агроценозов создается с целью производства сельскохозяйственных продуктов. При человеческой регуляции, их характеризует высокая урожайность. Агроценозы позволяют сконцентрироваться на выращивании одного или двух разновидностей растений.

Человеческий фактор ослабляет естественный отбор. Действие искусственного отбора направлено на сохранение максимально продуктивных организмов и растений. Число популяций находится под четким контролем человека, осуществляющим меры для ее поддержания с помощью борьбы с сорняками и вредителями, мелиорацию, культурную замену, почвенное удобрение.

Помимо энергии солнца, в агроценозе участвуют водные ресурсы с минеральными и органическими удобрениями. Человек стремится сохранить плодородие почв и осуществляет охранные меры от различных неблагоприятных факторов природы . Почвенные мелиорации способствуют благоприятным условиям для развития растительных культур, улучшения водного режима. В мелиорацию входит расчистка территории от камня, удаление мусора, вспашка, насыщение кислой почвы известью, ликвидация эрозий, осушения переувлажненных почвенных покровов, строительство систем орошения и множество других природоохранных мероприятий.

В пищевых цепочках агроценозов ведущее и зачастую единственное место занимает человек. Однако, многие виды агроценозов имеют питательные цепи, насчитывающие до четырех звеньев. Агроценозы формируют в своем составе сообщества, имеющие высокую выживаемость при регулярном человеческом воздействии на них. Значительная часть полезных веществ получаемого урожая изымается для человеческих нужд, не участвуя в природном круговороте.

Пищевые доминанты задает сам человек, выращивая самое необходимое для своих потребительских нужд. Существование и смена одних агроценозов другими осуществляется лишь по воле человека.

Отрицательные последствия агроценоза

Для всего человечества необходимо поддерживать аграрные и природные экологические системы в балансе. Создается множество агроэкосистем с целью увеличения производства пищевой продукции и использования в промышленных нуждах. В связи с этими факторами, возникновение искусственных агроценозов ведет за собой освоение новых территориальных участков.

Человечеству приходится прибегать к лесным вырубкам, земельным распашкам, что ведет к уничтожению действующих в природе экологических систем. В результате этого происходит нарушение баланса между дикими и культурными популяциями растительного и животного миров.

Вторым негативным фактором является множество пестицидов, регулярно используемых в борьбе с паразитами и вредителями в рамках аграрных экологических сообществ. Большое количество этих препаратов проникает в воздушные и водные массы, а также с насекомыми-переносчиками внедряется в экологические системы природы и вызывает загрязнения окружающей среды.

Помимо этого, чрезмерное удобрение почвенных покровов может загрязнять грунтовые воды с водоемами. Агроценозы способствуют снижению разновидностей растений и животных, концентрируясь на единичных полезных видах. Понижается почвенное плодородие. В почвах искусственных сообществ находится минимальное количество отмерших растительных частиц.