Для получения большей биомассы выгоднее всего сажать посевы с

Обновлено: 05.10.2024

Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 г. Воронежа, РФ

Site biology teachers lyceum № 2 Voronezh city, Russian Federation

Законы биологической продуктивности

Сети питания в биоценозах на самом деле состоят из множества коротких рядов, в которых организмы передают друг другу вещество и энергию, сконцентрированные зелеными растениями. Такие ряды, в которых каждый предыдущий вид служит пищей последующему, называют цепями питания , или трофическими цепями . Отдельные звенья цепей питания называют трофическими уровнями .

Примеры цепей питания: А – цепи выедания; Б – цепи разложения

Цепи питания всегда начинаются с растений или их остатков, прошедших через кишечники животных. Это первый трофический уровень. Их потребители представляют второй трофический уровень и т. д. Примерами цепей питания могут служить ряды: растения – гусеницы и бабочки-имаго – насекомоядные птицы – хищные птицы; растительный опад – дождевые черви – землеройки– горностаи; коровий помет – личинки мух – скворцы – ястребы-перепелятники.

Многие виды могут входить в разные цепи питания. Например, медведи питаются и животной, и растительной пищей, и падалью. Различают цепи выедания, или пастбищные цепи питания (начинаются с живых растений) и цепи разложения, или детритные цепи питания (начинаются с мертвого растительного опада или помета животных, а в водных биоценозах - с ила). Цепи питания в природе сложно переплетены и образуют сети питания.

В конкретных цепях питания можно проследить и рассчитать передачу той энергии, которая заключается в растительной пище. Растения связывают в ходе фотосинтеза в среднем лишь около 1 % энергии света. Животное, съевшее растение, получает запасенную им энергию не полностью. Часть пищи не переваривается и выделяется в виде экскрементов. Обычно усваивается от 20 до 60% растительного корма. Усвоенная энергия идет на поддержание жизнедеятельности животного. Работа клеток и органов сопровождается выделением тепла, поэтому значительная доля энергии пищи вскоре рассеивается в окружающее пространство. Лишь небольшая часть усвоенной пищи идет на рост, т. е. на построение новых тканей, на запасы в виде отложения жиров. У молодых эта доля несколько больше, чем у взрослых.

Экологи в шутку подсчитали, что для того, чтобы прокормить в течение года одного мальчика весом в 45 кг, достаточно четырех с половиной телят общим весом в 1035 кг, а для них – 20 млн растений люцерны с биомассой 8,2 т. Энергия, заключенная в такой массе люцерны, составляет 14,9 млн калорий, в телятах содержится 1,19 млн калорий, а в мальчике остается из этого количества 8300 (мальчик ест мясо, но не кости, шкуру или шерсть, которые также содержат связанную энергию).

Следовательно, уже на первом этапе происходит значительная потеря энергии из пищевой цепи. Хищник, съевший растительноядное животное, представляет третий трофический уровень. Он получает только ту энергию из накопленной растением, которая задержалась в теле его жертвы в виде прироста.

В цепи питания переходит далеко не вся продукция фотосинтеза. Часть созданного органического вещества расходуется при обмене веществ самого растения, расщепляясь в ходе дыхания на углекислый газ и воду. Эта часть составляет обычно 20–50, а иногда и 70%. Общая скорость фотосинтеза называется валовой первичной продукцией . Ту ее часть, которая не тратится растением, а идет на его рост, называют чистой биологической продукцией .

Подсчитано, что на каждом этапе передачи вещества и энергии по пищевой цепи теряется примерно 90%, и только около одной десятой доли переходит к очередному потребителю. Это правило передачи энергии в пищевых связях организмов называют правилом десяти процентов .

Представителям четвертого трофического уровня (например, хищнику, поедающему другого хищника) достанется только около одной тысячной доли той энергии, усвоенной растением, с которого начиналась пищевая цепь. Поэтому отдельные цепи питания в природе не могут иметь слишком много звеньев, энергия в них быстро иссякает.

Органическое вещество, создаваемое в экосистемах в единицу времени (год, месяц и т. п.), называют биологической продукцией. Масса тела живых организмов называется биомассой. Биологическая продукция экосистем – это скорость создания в них биомассы.

Продукцию растений называют первичной , продукцию животных или других консументов – вторичной , потому что она создается за счет энергии, связанной растениями. Понятно, что вторичная продукция не может быть больше первичной продукции или даже равной ей.

Если оценить продукцию в последовательных трофических уровнях в любом биоценозе, мы получим убывающий ряд чисел, каждое из которых примерно в 10 раз меньше предыдущего. Этот ряд можно выразить графически в виде пирамиды с широким основанием и узкой вершиной. Поэтому закономерности создания биомассы в цепях питания экологи называют правилом пирамиды биологической продукции .

Пирамида продукции и поток энергии в экосистемах

Например, вес всех трав, выросших за год в степи, значительно больше, чем годовой прирост всех растительноядных животных, а прирост хищников меньше, чем растительноядных.

Из правила пирамиды биологической продукции нет исключений, потому что оно отражает законы передачи энергии в цепях питания. Соотношение биомасс может быть различным, потому что биомасса – это просто запас имеющихся в данный момент организмов.

Соотношение продукции и биомассы разных групп организмов в океане:
1 – бактерии; 2 – фитопланктон; 3 – зоопланктон; 4 – рыбы

Например, в океанах одноклеточные водоросли делятся с большой скоростью и дают очень высокую продукцию. Однако их общее количество меняется мало, потому что с не меньшей скоростью их поедают различные фильтраторы. Образно говоря, водоросли еле успевают размножаться, чтобы выжить. Рыбы, головоногие моллюски, крупные ракообразные растут и размножаются медленнее, но еще медленнее поедаются врагами, поэтому их биомасса накапливается. Если взвесить все водоросли и всех животных океана, то последние перевесят. Пирамида биомасс в океане оказывается, таким образом, перевернутой. В наземных экосистемах скорость выедания растительного прироста ниже и пирамида биомасс в большинстве случаев напоминает пирамиду продукции.

Среднее значение первичной продукции по всему земному шару составляет около 3 т сухого вещества на 1 га в год. В большинстве типов экосистем разные ограничивающие факторы снижают возможности фотосинтеза. Наименее продуктивны экосистемы жарких и холодных пустынь и центральных частей океанов.

Первичная продуктивность Мирового океана и суши

Среднюю продукцию дают леса умеренного климата, луга и степи. Самый высокий прирост растительной массы – в тропических лесах, в травянистых зарослях устьев рек в жарких районах, на коралловых рифах в океане.

Первичную биологическую продукцию экосистем ограничивают или климатические факторы (недостаток тепла, влаги), или нехватка биогенных элементов. Примеры продуктивности различных экосистем (в граммах сухого вещества на квадратный метр площади за сутки):

меньше 1 г – пустыни и глубокие моря;
1–3 г – луга, горные леса, пашни, мелкие моря, глубокие озера;
3–10 г – степи, мелкие озера, леса умеренной полосы, орошаемые поля;
10–25 г – коралловые рифы, заросли папируса, тропические леса, интенсивно возделываемые культуры на полях.

Продуктивность сельскохозяйственных угодий обычно несколько ниже, чем природных экосистем в той же зоне. Поля часть года пустуют, и на них обычно выращивают всего один какой-либо вид, который не в состоянии полностью использовать все имеющиеся ресурсы. Однако при интенсивном земледелии продуктивность полей может приближаться к максимальной, хотя человеку приходится вкладывать в это много дополнительных средств. Знание законов биологической продуктивности и потерь энергии в цепях питания имеет большое практическое значение. На их основе можно сознательно и грамотно строить хозяйственную деятельность таким образом, чтобы не подрывать воспроизводительные способности природных и антропогенных систем и получать возможно большую первичную и вторичную продукцию.

Разработана технология переработки отходов промышленного животноводства по принципу разворачивания в пространстве пищевой цепи. Навоз животных смывается в водоемы-отстойники. Из них взвесь дозировано подается в пруд-разбавитель, где в массе развиваются одноклеточные водоросли. Водоем "цветет". Отсюда вода вместе с водорослями периодически подается в другой, "рачковый" пруд, где многочисленные дафнии и другие рачки интенсивно фильтруют воду, отцеживая водоросли. В третьем пруду на рачках выращиваются мальки рыб. Здесь очистка воды обитателями пруда доводится до такого состояния, что ее можно вновь использовать на фермах. В результате такой переработки навоза хозяйства получают рыбную продукцию и часть продукции мелких рачков на белковый корм скоту.

Для человека энергетически выгоднее растительное питание, а наиболее дорого – использование в пищу хищных видов. Так, по энергии, затраченной на рост, 1 кг окуня или щуки обходится природе в 7 раз дороже, чем 1 кг говяжьего мяса. Поэтому плотоядные животные разводятся людьми в редких случаях, например в пушном звероводстве. Широкое одомашнивание нашими предками таких видов, как свиньи и куры, не случайно. Они характеризуются высоким коэффициентом использования энергии на рост, т. е. перевода пищи в собственную биомассу.

Одна растительная пища, как правило, для людей недостаточно полноценна, так как подавляющее большинство растений не обеспечивает людей некоторыми незаменимыми аминокислотами, входящими в состав животных белков. Производство вторичной продукции через выращивание животных, а также добыча диких видов (в основном путем рыболовства) – очень важное условие благополучия общества. Одна из самых злободневных для современного человечества проблем – это так называемое белковое голодание, недостаток животной пищи в рационах людей во многих районах мира.

По цепям питания вместе с веществом и энергией могут передаваться и стойкие ядовитые соединения, которые попадают в растения из окружающей среды. В малых дозах они не опасны для организма, но в результате постоянного питания и все нового поступления накапливаются в них. Хищники, поедающие таких растительноядных животных, еще сильнее концентрируют в себе ядохимикаты. Например, содержание яда ДДТ, применявшегося для борьбы с насекомыми, в телах хищных или рыбоядных птиц в некоторых районах в 500 тыс. раз превышало содержание его в воде или почве. Гибель хищников от отравления неоднократно отмечена в природе и служит людям острым сигналом об угрожающем загрязнении окружающей среды.

Вложение	Размер
stimulyatory_semyan.zip	2.39 МБ

Предварительный просмотр:

Министерство образования и науки Челябинской области

Областная конференция научного общества учащихся

Изучение и сравнение влияния стимуляторов на всхожесть семян и формирование зелёной биомассы растений

Автор: Шевкопляс Юлия

ученица 9 класса,

МОУ СОШ №1 г. Южноуральска

Научный руководитель: Щеголихина Е.В.

учитель биологии МОУ СОШ №1

Научный консультант: Гренец Л.В.,

кандидат биологических наук,

ст. преподаватель кафедры

Введение…………………………………….1
Семенное размножение растений…………2
Методика исследований……………………3
Результат исследований и их анализ………4
Выводы………………………………………8
Рекомендации……………………………….9
Литература………………………………….10
Приложение………………………………. 11

Русский крестьянин всегда любил землю, гордился своей работой и достигнутыми результатами. Сейчас возможность приобщаться к земле и работать на ней получили миллионы людей. Для одних свой участок земли – зона отдыха, но для многих – основной источник обеспечения семьи овощами и фруктами, для других – основной вид работы – фермерство. Выращивание зерновых культур для продажи государству и для корма скоту.

И начинающие, и опытные огородники стараются разнообразить ассортимент выращиваемых овощей, культур. Советы по выращиванию и другие рекомендации составлены в расчете на природно-климатические условия. В южных районах фазы роста и развития растений проходят на одну, две недели раньше, а в северных уральских – позже. Основные культуры садоводы выращивают через рассаду(томаты, перец, огурцы, свеклу, капусту, кабачки). Для получения раннего урожая и большого урожая необходима дополнительная предпосевная подготовка семян. Семена в магазинах продаются в пакетиках и в разных видах продаются дражированные семена. В последнее время стали появляться инкрустированные семена, покрытые гидрофобной пленкой с комплексом росторегулирующих веществ. Они дорогие для садоводов и фермеров. На пакетах с семенами рекомендуют применять стимуляторы роста и развития растений для получения больших урожаев. А какой лучше применить не указывают. В магазинах большой выбор стимуляторов: Форте, Планта-эффект, Планта чудо-рост, Гетероауксин, Этин, Рэкстра. В сельском хозяйстве для получения высоких урожаев бобовых(фасоль, соя, горох) и злаковых культур применяли стимулятор роста – Гетероауксин. Его временно запрещено было применять в производстве, но сейчас опять предлагают в магазинах.

Мы перед собой поставили проблему : какой стимулятор роста и развития растений эффективнее стимулирует всхожесть и развитие растений.

Исследуемый материал – это наиболее знакомые, быстропрорастающие растения – пшеница, овес, фасоль, лук. У них можно подсчитать прирост биомассы по длине листьев.

Цель нашей работы: изучить и сравнить влияние стимуляторов, предлагаемых в магазинах, на рост и развитие сельскохозяйственных культур.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

Изучить по литературным источникам семенное размножение растений и виды регуляторов роста и развития;
Изучить инструкции регуляторов роста и развития растений, предлагаемых в магазинах, которые будут использованы в опытах;
Выработать методику проведения опытов;
Проанализировать полученные результаты и определить практическое значение регуляторов роста.

Растения размножаются вегетативным способом (томат,фасоль,сморо-

дина) и семенным способом (овощные, сельскохозяйственные культуры). Величина и качество урожая зависит от предпосевной подготовки семян.

Предпосевной подготовке семян проводится в несколько этапов : колибровка семян, прогревание, обеззараживание, закаливание, намачивание, проращивание. Обратим внимание на нама-чивание. Семена овощных культур, которые имеют плотную оболочку или со-

держат эфирные масла, замедляющие прорастание , замачивают пред-

варительно в тёплой воде. Замечено , что у петрушки и моркови на-

моченные семена прорастают на 5-7-й день, не намоченные на 14-20-й

день. Намоченные семена овса, пшеницы прорастают на 3-4-й день. Плотную оболочку имеют семена свеклы, шпината, фасоли, лука. Их

тоже рекомендуется замачивать перед посевом.

Колоссальный успех дает намачивание семян в растворах различных

веществ. Для этого можно использовать 0,5 – 1%-ный раствор марганцево-кислого калия, питьевой соды, гумат натрия и калия, ивин, оксигумат. Значительно повышает энергию прорастания семян намачивание их в растворах ростовых веществах(стимуляторах роста и развития растений),макро- и микроэлементов .В качестве стимуляторов роста можно успешно использовать природные биологически активные соединения: лигнины, стероидные гликозиты , иммунноцитофит, креза-

цин, фузикокцин. Стероидные гликозиты чаще всего выделяют из перца стручкового. Кроме всего прочего, они обладают антивирусной активностью.Наиболее эффективны молдстим, павстим , экостим Помимо естественных регуляторов роста и развития(гормонов) образуемых самими растениями, для управления их ростом можно использовать целый ряд веществ синтезируемых искусственным путём.К ним относятся стимуляторы (для повышения укореняемости черенков, повышения всхожести семян,для выведения растения из периода покоя), ингибиторы ( тормозящие рост) , дефолианты (для удаления листьев перед уборкой), десиканты (для быстрого высушивания растения на корню), ретарданты (для борьбы с полеганием растений ).

В цветочных магазинах предлагают большой выбор регуляторов роста и развития растений: форте,корневин,укоренить, планта-эффект,эпин,гете-

роауксин,планта-чудо.Мы выбрали те стимуляторы ,которые применя –

ются для повышения всхожести семян.Это планта-эффект,эпинРэкстра,

Изучив литературу , мы не нашли рекомендаций по эффективному применению стимуляторов ,продаваемых в магазине: эпинР экстра, ге-

тероауксин, планта-эффект. Какой стимулятор лучше? Мы решили изучить и сравнить их влияние на растениях.

Вводное пояснение: Изучаем и сравниваем действие тех стимуляторов, которые применяются для обработки семян. Это стимуляторы: эпин, планта – эффект, гетероауксин.

В опыте №1 исследуется материал обработанный стимулятором – эпином.

В опыте №2 исследуется материал обработанный по инструкции стимулятором планта – эффектом.

В опыте №3 исследуется материал обработанный по инструкции гетероауксином.

Опыт №4 – это контрольный опыт. Исследуемый материал замоченный в воде.

Материал и оборудование:

Зерна овса – 20 шт (80 шт), пшеницы – 20 шт (80 шт), семян фасоли – 20 шт (80 шт), луковицы лука – 5 шт (20 шт) в каждом опыте. Четыре ящика с одинаковой почвой и количеством, препараты стимуляторов, линейка.

Отсчитываем по 20 шт семена пшеницы, овса, фасоли, 5луковиц лука. Обрабатываем их по инструкции (см.приложение) стимулятором эпином. Берем ящик с почвой и высаживаем семена на одинаковом расстоянии. Нумеруем и подписываем ящик №1 – опыт №1.

В ящик №2 – опыт №2 садим исследуемый материал, обработанный стимулятором – планта – эффект, (см.приложение1) В ящик №3 – опыт №3 садим на одинаковое расстояние исследуемый материал, обработанный по инструкции(см.прил.) гетероауксином.

В ящик №4 – опыт №4 – контрольный опыт. Высаживаем исследуемый материал, замоченный в воде.

Все четыре ящика (опыт №1, 2, 3, 4) ставим в одинаковые условия. Одинаковое освещение, t=20 0 , через 8, 10 и 30 дней подсчитываем количество появившихся всходов, измеряем высоту растения, находим среднюю высоту растения, заносим в таблицу и подсчитываем % всхожести. Делаем анализ, выводы, рекомендации о применении стимуляторов.

Результаты исследований и их анализ

Результаты собственных исследований . Опыт №1.

Кол-во всходов шт.

Суммарная высота раст. мм

Средняя длина растения мм.

Кол-во всходов шт.

Суммарная высота растений мм.

Средняя высота растения мм.

Анализируя таблицу 1,отмечаем эффективное влияние стимулятора- эпина на всхожесть семян овса- 100% ,луковиц лука – 100 % .Всхожесть пшеницы -85% .Всхожесть фасоли – 20% .Лук взошел-100% .Стимулятор – эпин зффективно влияет на формирование зеленой биомассы : у овса - 201,6 % ,у пшеницы-160,8 % ,у лука- 134,04%.(см. прил. №1).

Результаты собственных исследований. Опыт №2.

Кол-во всходов шт.

Суммарная высота растений мм.

Средняя длина растения мм.

Кол-во всходов шт.

Суммар-ная высота растений мм.

Средняя высота растения мм.

та расте-ния , % конт-роля

Анализируя таблицу № 2,отмечаем эффективное влияние планта- эффект на всхожесть луковиц лука- 100%(контроль- 60%).Всхожесть фасоли -60%( контроль- 15%).Это наилучший результат. Всхожесть овса -90%

(100%) пшеницы -65% (75%) - это не эффективное влияние стимулятора.

Планта-эффект влияет на формирование зелёной биомассы у овса-197,7%, а у пшеницы- 158,38%,на лук -154,86%.(см. прил. № 1).

Определить биомассу фасоли не возможно.

Результаты собственного исследования. Опыт №3.

Кол-во всходов шт.

Суммарная высота растений мм.

Средняя длина растения мм.

Кол-во всходов шт.

Суммар-ная высота растений мм.

Средняя высота растения мм.

Анализируя таблицу № 3, отмечаем высокую всхожесть овса -100% (конт-

роль-100%), лука-100% (контроль-60%).Всхожесть пшеницы-75%( 75%),

фасоли-20% (15%) без особых изменений.

Эффективно гетероауксин влияет на формирование зелёной биомассы растений:овёс-248,9%-это самый высокий результат,пшеница-145,62%, лук-170,3%.(см.приложение 1).

Результаты собственных исследований. Опыт №4.

Кол-во всходов шт.

Суммарная высота растений мм.

Средняя длина растения мм.

Кол-во всходов шт.

Суммарная высо-та расте-ний мм.

Средняя высота растения мм.

Анализируя все четыре таблицы, т.е. результаты четырёх опытов, можно сделать следующие выводы.

На всхожесть сельскохозяйственных культур стимуляторы влияют индивидуально.
Всхожесть овса эффективнее стимулирует ЭПИН – (100%) и ГЕТЕРОАУКСИН – (100%).(см. прил.№1,рис.1).
Семена пшеницы, обработанные ЭПИНОМ-ЭКСТРА,дают наибольшую всхожесть – 85%, (контроль 75%),(см. прил.№1,рис2).
На развитие зеленой биомассы у овса эффективно влияет ГЕТЕРОАУКСИН – (248,9%,127,68 мм.), (контроль – 51,3 мм). Биомасса увеличивается в сравнении с контролем в 2,5 раза,(см.прил.№1,рис 5).
На развитие зеленой биомассы у пшеницы эффективнее влияет ЭПИН –160,8%, 158,06 мм., (контроль 98,3 мм). Зеленая биомасса увеличивается в 1,6 раза.(см прил.1,рис 6).
На всхожесть бобовых эффективно влияет ПЛАНТА-ЭФФЕКТ – 60%, (контроль 15%). Всхожесть в 4 раза больше в сравнении с контролем.(см прил. 1,рис.3).
На произрастание лука все стимуляторы повлияли хорошо – 100% (контроль-60%),(см. прилож.1,рис.4).
На развитие биомассы луковых эффективно влияет ГЕТЕРОАУКСИН – 170,3%, 220,8мм (контроль -129,7 мм.). Величина биомассы увеличивается в 1,7 раза,(см. прил.1,рис.7).

9. Стимулятор- ЭПИН эффективно влияет на всхожесть злаковых: овёс-100%, пшеница-85%.Влияет на развитие зелёной биомассы с наилучшим результатом у пшеницы- 160,8%,вторым результатом у овса 201,6%,(см. прил. 1,рис.1,2,5,6).

10. Стимулятор- ПЛАНТА-ЭФФЕКТ эффективно влияет на всхожесть фасоли – 60%, она наивысшая из всех опытов, в 4 раза,(см прил.1,рис.3).

11.Стимулятор- ГЕТЕРОАУКСИН эффективно влияет на всхожесть овса-100%,(см. прил.1,рис.1). Колоссально влияет на развитие зелёной биомассы овса- 248.9% , т.е. в 2,5 раза больше,(см.прил.1,рис5)

у лука -170,3% ,т.е. в 1,7 раза больше (см. прил. 1,рис.7).

Для предпосевной обработки семян овса рекомендуем применять ГЕТЕРОАУКСИН, т.к. он стимулирует всхожесть семян и развитие зеленой биомассы . Можно порекомендовать стимулятор – ЭПИН.
Для предпосевной обработки семян пшеницы рекомендуем эффективный стимулятор – ЭПИН ,стимулирующий всхожесть семян и развитие зеленой биомассы .
Для предпосевной подготовки семян бобовых (горох,фасоль,соя)

рекомендуем эффективный стимулятор - ПЛАНТА-

ЭФФЕКТ ,повышающий всхожесть семян в 4 раза. Нет потери

семян. С целью материальной экономии и получается моральное

Для развития зеленой биомассы луковых рекомендуем приме-

нять стимулятор- гетероауксин. Зеленая биомасса

увеличивается в 1,7 раза.

Методика приготовления растворов стимуляторов

и обработка ими исследуемого материала

(семена пшеницы, овса, фасоли и луковицы лука)

1-2 капли на 100мл воды

Замачивание семян в

растворе в течение 4-6 часов при t20 0 С, луковицы замачиваем на 24часа

10гр препарата растворяем

в 2л теплой воды, настаиваем

0,5 таблетки растворяем в 5л

Замачиваем семена луковиц на 24часа в растворе

1.Для приготовления раствора не пользоваться пищевой посудой, а пользоваться химической посудой.

2.Препараты не трогать руками, а специальными шпателями или непищевой ложечкой.

3.Во время работы нельзя пить и принимать пищу.

4.При работе с препаратами соблюдайте элементарные гигиенические нормы.

5.По окончании работы вымыть руки и лицо с мылом.

6.При попадании на кожу – смыть водой с мылом, при попадании в глаза – промыть большим количеством воды.

7.При оральном попадании в организм человека выпить несколько стаканов воды со взвесью активированного угля, вызвать рвоту и обратиться к врачу.

Сравнение влияния стимуляторов на всхожесть семян исследуемых растений

Рис.1 Сравнение стимуляторов на всхожесть семян овса

Рис.2 Сравнение влияния стимуляторов на всхожесть семян пшеницы

Рис.3 Сравнение влияния стимуляторов на всхожесть семян фасоли

Рис.4 Сравнение влияния стимуляторов на всхожесть луковиц лука

Сравнение влияния стимуляторов на развитие зеленой биомассы у исследованных растений

Рис.5 Сравнение влияния стимуляторов на развитие зеленой биомассы у овса

Рис.6 Сравнение влияния стимуляторов на развитие зеленой биомассы пшеницы

Рис.7 Сравнение влияния стимуляторов на развитие зеленой массы у лука

Рис. 1. Подготовка семенного материала к опыту № 1, №2. (семена пшеницы и овса)

Рис.2. Подготовка семенного материала - луковиц лука. Опыт №3

Рис. 3. Измерение высоты растений на 10-й день.

Биологическая продукция – скорость накопления биомассы в экосистеме, отражающая способность организмов производить органическое вещество в процессе своей жизнедеятельности.

Биологическая продукция измеряется количеством органического вещества, создаваемого за единицу времени на единицу площади (т/га/год, кг/кв. м/год, г/кв. м/день и т.д.).

Р. Уиттекер (1980) по первичной биологической продукции (в сухом веществе) разделяет экосистемы на четыре класса:

– высокая (1–2 кг/м 2 в год). Это липово‑дубовые леса, прибрежные заросли рогоза или тростника на озере, посевы кукурузы и многолетних трав, если используются орошение и минеральные удобрения;

– низкая (менее 0,25 кг/м 2 в год). Это пустыни жаркого климата, арктические пустыни островов Северного Ледовитого океана, тундры, полупустыни Прикаспия, вытоптанные скотом степные пастбища с низким и редким травостоем, каменистые степи. Такую же низкую продукцию имеет большинство морских экосистем зоны пелагиали (см. 11.2).

Средняя биологическая продукция экосистем Земли не превышает 0,3 кг/м 2 в год, так как на планете преобладают низкопродуктивные экосистемы пустынь и океанов.

Основной химический элемент в биомассе – углерод, 1 г органического углерода соответствует в среднем 2,4 г сухой биомассы. В биомассе на 100 частей углерода приходится 15 частей азота и 1 часть фосфора. Однако соотношение углерода и азота различается в биомассах животных и растений, что и объясняет их разное качество как пищевого ресурса (см. 2.2.1).

Поскольку длительность жизни разных организмов различна, то биомасса может быть больше годичной продукции (в лесах – в 50 раз, в степи – в 3‑5 раз), равна ей (в сообществах культурных однолетних растений) или меньше (в водных экосистемах, где преобладают короткоживущие организмы планктона, дающие несколько поколений за год).

Обычно биомасса растений больше биомассы животных, хотя из этого правила есть исключения. Например в водоемах масса зоопланктона может быть больше массы фитопланктона, так как жизнь водорослей фитопланктона менее продолжительна, чем жизнь организмов зоопланктона (за время жизни планктонного рачка может смениться до 4 поколений водорослей).

Соотношение величины биомассы разных трофических уровней отражается экологическими пирамидами. Пирамиды биомассы наземных экосистем всегда имеют широкое основание и сужаются с повышением трофического уровня. Пирамиды биомассы водных экосистем могут иметь форму юлы (рис. 20): максимальная биомасса сосредоточена в среднем трофическом уровне зоопланктона, организмы которого живут дольше, чем одноклеточные водоросли фитопланктона. На высших уровнях нектона (рыб) также происходит снижение биомассы.

Рис. 20. Экологические пирамиды биомассы наземной и водной экосистем.

В структуре биомассы различают биомассу надземной и подземной части экосистемы. В большинстве экосистем подземная биомасса растений превышает надземную, причем у луговых сообществ в 3–10 раз, в степных в 30–50, в пустынных в 50–100 раз. Исключение составляют леса, где надземная биомасса значительно превышает подземную. Подземная биомасса животных всегда во много раз больше, чем надземная. В агроценозах надземная и подземная биомасса могут быть примерно равными, а в лесах надземная биомасса превышает подземную.

Круговорот органического вещества в биосфере происходит в среднем за 4 года. В разных экосистемах этот показатель сильно различается: в водных экосистемах круговорот происходит в 1000–2000 раз быстрее, чем в лесу.

Контрольные вопросы

1. Что такое первичная и вторичная биологическая продукция?

2. Как различается величина первичной и вторичной биологической продукции в разных экосистемах?

3. В каких пределах меняется биологическая продукция разных экосистем?

4. Какова средняя величина биологической продукции экосистем Земли?

6. Как меняется соотношение биологической продукции и биомассы в разных экосистемах?

7. Каков усредненный химический состав биомассы планеты?

8. Что такое экологическая пирамида? Какие варианты экологических пирамид Вы знаете?

9. Сравните экологические пирамиды наземной и водной экосистемы.

10. С какой скоростью происходит круговорот биомассы в разных экосистемах?

В книге с экологической и гидробиологической точки зрения рассмотрены основы классификации прибрежно-водной растительности, методы сбора, описания, картирования, определения биомассы и продукции растений. Рассматривается трофическая и экологическая роль растений в системе водного биоценоза. Описывается влияние абиотических факторов среды на развитие растений. Особое внимание уделено роли прибрежно-водной растительности в самоочищении водоемов, оценке степени загрязнения вод по индикаторным организмам Рассмотрены проблемы охраны и рационального использования прибрежно-водных растений: хозяйственное использование, культивирование и восстановление, ограничение численности и др. Предназначено для студентов вузов, обучающихся по направлению "Биология", "Биоэкология", "География", "Основы экологии и природопользования. Гидросфера", "Гидробиология", "Защита окружающей среды". Пособие может быть полезно студентам и преподавателям вузов, учителям и школьникам, специалистам-экологам и администраторам.

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.

Читайте также: