Применение удобрений изменяет численность вредных организмов в агроценозе в результате

Обновлено: 05.10.2024

Человек в конкурентной борьбе за выживание в окружающей среде начал строить свои искусственные экосистемы десять тысяч лет назад, создав сельское хозяйство - растениеводство и животно­водство.

На современном этапе он для удовлетворения все возрастаю­щих потребностей вынужден изменить и даже разрушить природ­ные экосистемы, может, и не желая этого.

Энергия - это изначальная движущая сила природных и антро­погенных экосистем. Их энергетические ресурсы могут быть неис­черпаемы (солнце, ветер, приливы) и исчерпаемы (топливно-энергетические). Используя топливо, человек может добавлять энергию в систему или даже полностью ее субсидировать энергией.

Совсем иначе работают антропогенные экосистемы. К ним можно отнести агроэкосистемы и агроценозы. Биоценозы, которые возникают на землях сельскохозяйственного пользования, называ­ют агроценозами.

Агроценоз – это антропогенный биоценоз. Агроэкосистемы – это сельскохозяйственные угодья, созданные и поддерживаемые человеком. Человек определяет их структуру и продуктивность: он распахивает часть земель, высевает сельскохозяйственные культуры, создает сенокосы и пастбища на месте лесов, разводит сельскохозяйственных животных. Агроэкосистемы автотрофны: их основной источник – солнце. Дополнительная энергия, которую они получают, не превышает 1 % от солнечной энергии.

Продуцентами в агроэкосистеме являются культурные растения, травы сенокосов или пастбищ, деревья садов. Одновременно продуцентами являются и сорняки – спутники культурных растений.

Консументами является человек и сельскохозяйственные животные. К консументам относятся и вредители полевых культур, паразиты.

Редуцентами в агроэкосистеме являются в основном бактерии. Они поддерживают плодородие почв.

Все компоненты в агроэкосистеме тесно связаны, но полного экологического равновесия в ней не возникает. Поддерживать равновесие в агроэкосистеме должен сам человек.

Почва является главным ресурсом агроэкосистемы. Плодородие почвы зависит от запаса органического вещества – гумуса, содержания доступных растениям питательных элементов, структуры, обеспеченности влагой. Гумус образуется микроорганизмами – гуммификатотрами из остатков растений и животных. Запас гумусового слоя зависит от мощности гумусового слоя и от процентного содержания гумуса в нем. Другие микроорганизмы высвобождают из гумуса в почвенный раствор питательные элементы. Среди них различают макроэлементы (азот, фосфор, калий), которые требуются растениям в большем количестве и микроэлементы (марганец, бор, медь), которых растениям требуется немного.

Севообороты, которые организованы правильно, способствуют восстановлению состава почвы. Особенности севооборотов зависят от климатических и почвенных условий и от хозяйственной задачи: они могут быть зерновыми, кормовыми, свекловичными, картофельными. Культура, которая выращивалась на поле в прошлом году, называется предшественником. Горох, обогащающий почву азотом, является отличным предшественником для зерновых и пропашных культур. Озимая рожь очищает поля от сорняков за счет дружного развития с весны и ранней уборки, позволяющей рано провести зяблевую вспашку и спровоцировать прорастание семян сорняков. После ржи можно высевать дополнительную сидеральную культуру, которую затем как зеленое удобрение запахивают в почву. Яровые зерновые (пшеница, ячмень) – хорошие предшественники для гороха, сахарной свеклы, подсолнечника, рапса.

Очень опасным сельскохозяйственным загрязнением является загрязнение пестицидами (вещества, которые используются в сельском хозяйстве для борьбы с сорняками, вредителями). Остатки пестицидов могут попасть в воду (особенно при орошаемом земледелии и выращивании риса), в атмосферу, в продукты питания. Большая часть пестицидов и продуктов их неполного разложения токсична и отрицательно влияет на здоровье человека.

Опасными загрязнителями продуктов питания являются нитраты. Попав с продуктами в организм человека, они нарушают нормальную работу кровеносной системы. Нитраты вступают в сложные комплексные соединения, называемые нитрозными. Нитрозные соединения канцерогенны, т.е. могут стать причиной развития раковых опухолей.

Чтобы в овощах не накапливались нитраты, нужно ограничивать применение минеральных азотных удобрений и использовать их одновременно с органическими удобрениями (навозом). Нитраты накапливаются растениями при недостатке света.

Полезно знать как распределяются нитраты в овощах. Так, у свеклы нитраты сконцентрированы в верхней части корнеплода. В моркови в центральной желтой части нитратов больше, чем в окружающей красной. У капусты самая опасная часть – кочерыжка. При квашении нитраты улетучиваются. У картофеля в мелких клубнях нитратов больше, чем в крупных. Кроме того, они сосредоточены под кожурой.

2. Дискуссия на основе работы по учебнику.

Задание 1. Укажите отличия агроценозов от природных био­ценозов.

В агроценозах, в отличие от природных биоценозов:

пониженное видовое разнообразие (природный биоценоз в сотни и тысячи раз богаче по видовому составу);

виды, культивируемые человеком, не могут выдержать кон­куренцию с дикими видами без поддержки человека;

значительное использование дополнительной энергии (мус­кульная сила человека, животных; сельскохозяйственная техника) для поддержания урожая растений;

пищевые цепи короткие (в природном сообществе - разветв­ленные пищевые сети);

круговорот веществ неполный (в отличие от достаточно пол­ного в природном сообществе);

агроценоз - неустойчивая система, тогда как природный биоценоз способен существовать достаточно длительное время.

Задание 2 . Начертите схемы 3-4 пищевых цепей, начинающихся в агроценозе с растений пшеницы.

Ответ: пшеница — ► хлебный комарик —► луговой чекан —► лунь;

пшеница —► полевка —► хорь; пшеница —► перепел — ► коршун.

Задание 3 . Составьте несколько цепей питания в произволь­но выбранном агроценозе.

Пример: капуста —> гусеницы бабочки-капустницы —► наезд­ник.

При анализе составленных цепей питания нужно указать возможность регуляции численности вредителей (видов - конкурентов человека за воз­делываемые культурные растения) усилением последующего звена, что в итоге сохранит урожай (обсудите перспективы использования биологиче­ского метода защиты растений).


Задание 5. Объясните, почему культурные растения не мо­гут конкурировать с сорняками.

Ответ. Культурные растения изменены человеком в свою пользу: основная их энергия идет на развитие органов, нужных че­ловеку. Такие растения не способны сопротивляться натиску кон­курентов. Хорошо известна негативная роль сорняков в перехвате воды и элементов минерального питания, что заметно снижает урожай культурных растений.

Задание 6. Почему быстро истощается почва в агроценозах?

Ответ. Растения в процессе жизнедеятельности используют большое количество питательных веществ из почвы. Человек изы­мает урожай и нарушает круговорот элементов.

Задание 7. Укажите пути возврата питательных веществ в почву.

внесение минеральных, органических, бактериальных удоб­рений;

запахивание в почву зеленых растений, имеющих малый ве­гетационный период (горох, рапс и др.).

Задание 8. Укажите значение агроценозов для обеспечения населения продуктами питания, развития народного хозяйства.

Вопрос 1 : Каковы способы повышения продуктивности агроценозов?

внесение удобрений, научно-обоснованное их использование;

подбор культур, ведение грамотных севооборотов;

использование высокоурожайных сортов с учетом природно-климатических зон;

борьба с эрозией;

защита растений от болезней, вредителей и сорняков (биоло­гическая, химическая).

Вопрос 2. Каким образом можно уменьшить потери урожая?

уменьшить численность фитофагов;

увеличить количество паразитов насекомых-фитофагов (биометод);

Таким образом, крестьянам удается добиваться высоких урожа­ев, но ценой больших затрат на борьбу с сорняками, на минераль­ные удобрения, на обработку почв и т. п. Сорняки и вредители по­лей (насекомые и микроорганизмы) все вместе могут уничтожить весь урожай.

Животноводство - это также путь к упрощению экосистемы. Охраняя полезных ему сельскохозяйственных животных (коров, свиней, овец и др.), человек уничтожает диких животных: хищни­ков и травоядных - конкурентов в пище. Рыбоводство упрощает экосистемы водоемов. В целом же, по мере роста народонаселения, люди будут вынуждены преобразовывать все новые зрелые экоси­стемы в простые молодые, продуктивные (например, уничтожая тропические леса). На поддержание этих систем возрастет исполь­зование топливно-энергетических ресурсов, произойдет утрата их видового разнообразия и природных ландшафтов.

Молодые, продуктивные экосистемы очень уязвимы из-за мо­нотипного видового состава, так как в случае разрушения такой экосистемы, например засухой, ее уже невозможно восстановить. Но для жизни человечества они необходимы. Поэтому основная задача - сохранить баланс между упрощенными антропогенными и соседствующими с ними более сложными, с богатейшим генофон­дом природными экосистемами, от которых они зависят.

Агроэкосистемы - это такие сознательно спланированные человеком территории, на которых сбалансировано получение сельскохозяйственной продукции и возврат ее составляющих на поля. В правильно спланированные агроэкосистемы, кроме пашен, входят пастбища (или луга) и животноводческие комплексы.

Агроэкосистемы создаются человеком для получения высокого урожая - чистой продукции автотрофов.

Основные их отличия от природных следующие:

Резко снижено разнообразие видов культивируемых расте­ний и животного населения биоценоза; видовое разнообразие раз раз­водимых животных ничтожно мало по сравнению с природным.

Растения и животные, культивируемые человеком, неконку­рентноспособны в борьбе с дикими видами без поддержки человека.

Агроэкосистемы получают, кроме солнечного, дополнитель­ную энергию, субсидируемую человеком.

Чистая продукция (урожай) удаляется из экосистемы и не попадает в цепи питания биоценоза.

Экосистемы полей, садов, пастбищ, огородов - это упрощен­ные системы, поддерживаемые человеком на ранних стадиях раз­вития, и они столь же неспособны к саморегуляции, как и природ­ные пионерные сообщества; поэтому они не могут существовать без поддержки человека.

Упрощение природного окружения человека экологически очень опасно. Поэтому нельзя превращать весь ландшафт в агрохо-зяйственный, необходимо сохранять и умножать его многообразие, оставляя нетронутыми заповедные участки, которые могли бы быть источником видов для восстанавливающихся сообществ.

IV . Закрепление изученного материала.

1 . Особенностью агроэкосистем является их:

а) высокая устойчивость;

в) небольшие размеры и расположение в пределах сельской
местности с обязательным включением озера, реки, болота в их состав;

г) большое разнообразие форм жизни по сравнению с окру­жающей территорией.

2. В отличие от естественных биоценозов все агроценозы яв­ляются:

а) более закрытыми;

б) более открытыми;

в) местом избыточного накопления органических и мине­ральных веществ;

г) более устойчивыми к различным факторам среды.

3. Приток энергии в агроценоз по сравнению с природной эко­системой оказывается:

в) большим незначительно, не более чем на 1 %;

г) значительно большим за счет внесения удобрений, исполь­зования пестицидов, обработки почвы и т. д.

4. Основным и важнейшим для человека свойством агроценоза является его:

а) уникальность (неповторимость);

в) самоподдержание и саморазвитие;

V . Подведение итогов занятия (оценивание результатов, рефлексия) –3 - 5 мин.

используется для выявления уровня осознания содержания пройденного, в конце занятия подводятся итоги, проходит обсуждение того, что узнали, и того, как работали – т.е. каждый оценивает свой вклад в достижение поставленных в начале занятия целей, свою активность, эффективность работы группы.

VI . Домашнее задание: Изучить конспект, выучить определения.

Похожие документы:

Программа подготовки базовая

. Мониторинг окружающей среды Тема 1.6 Источники загрязнения, основные группы загрязняющих веществ в . 2.1 Популяции, их структура и экологические характеристики Тема 2.2 Экосистемы. Биогеоценоз Тема 2.3 Автотрофные экосистемы. Агроэкосистемы Раздел 3 .

. экосистема. Возможные источники загрязнения квартиры. Населенный пункт как экосистема. Требования к экосистеме . экосистемы (агроэкосистемы). Продуктивность агроценозов. Понятие агроценоза и агроэкосистемы. Экологические особенности агроценозов. Их .

. отличительные особенности гетеротрофного и автотрофного питания; отличия классов . признаки агроэкосистемы. Сравнивать экосистемы и агроэкосистемы и делать выводы на их сравнения . изменение почвы; - радиоактивное загрязнение биосферы; - влияние человека .

Рабочая учебная программа по биологии для 10-11 классов Составитель: Поликарпова С. В

. других млекопитающих, природные экосистемы и агроэкосистемы своей местности), . проявлений ее жизнедеятельности. Автотрофные и гетеротрофные организмы . биосферы. Агроэкосистемы, их разнообразие, . вырубки; г) химическому загрязнению лесных водоемов. Ответ .

Биология 9 класс Примерные ответы на вопросы билетов

. хемосинтезирующие бактерии питаются автотрофно, используя энергию, . как индикатор загрязнений при проведении санитарно . Агроэкосистемы, их отличия от природных экосистем. Последствия деятельности человека в экосистемах. Сохранение экосистем. Экосистемы .

Поиски максимальной продуктивности сельскохозяйственных земель во многих развитых странах уже привели к пересыщению почв химическими удобрениями, что угрожает не только здоровью человека, но подвергает опасности и стабильность агроэкосистем.

Лесоводы в достаточной мере владеют экологическими приемами сохранения и повышения плодородия лесных почв — это смена пород, оптимизация структуры породного состава и густота насаждений, использование порубочных остатков, люпинизация, использование торфяных запасов. Применение же химических удобрений на лесных площадях, где это необходимо, целесообразно ограничить территориями лесных питомников и плантаций.

Среди видов загрязняющих веществ особое место занимают пестициды. Их вносят в естественную среду для уничтожения вредных, с точки зрения человека, насекомых, грибной инфекции, грызунов, а также сорной травянистой и древесной растительности. Необычайный успех пестицидов объясняется большой эффективностью их воздействия и резким снижением затрат ручного труда и технических средств в сельском и лесном хозяйствах. Современные пестициды являются органическими синтезированными веществами, которые делят в зависимости от назначения на следующие категории: инсектициды (предназначены для уничтожения вредных насекомых); фунгициды (служат для борьбы с фитопатогенными грибами); гербициды (позволяют уничтожать сорную травянистую растительность); арборициды (служат для уничтожения нежелательной древесно-кустарниковой растительности); родентициды (употребляют против грызунов и др.).

Инсектициды по происхождению разделяют на три основные группы: минеральные вещества, инсектициды растительного происхождения и синтезированные вещества, которые в настоящее время употребляются чаще других. Современные синтезированные инсектициды делятся на 5 основных групп: хлорорганические, фосфорорганические, карбаматы, пиретроиды и гормоноподобные инсектициды.

Хлорорганические инсектициды получают путем хлорирования ароматических или гетероциклических жидких углеводородов (например, терпенов). Органофосфаты — это сложные эфиры различных спиртов ортофосфорной кислоты или одной из ее производных — тиофосфорной. Карбаматные инсектициды — это, как правило, сложные эфиры N-метилкарбаминовой кислоты. Пиретроидные соединения представляют собой искусственно полученные аналоги широко известного природного инсектицида пиретрина, содержащегося в далматской ромашке. Действующим веществом димилина является дифтор-бензурон-1-(4-хлорфенил)-3 (2,6-дифторбензол) мочевина.

Все они в достаточной степени токсичны и способны вызывать быстрое отравление насекомых, поскольку совершенно свободно проходят через их кутикулярный покров, а также воздействуют через пищевой тракт при попадании туда с пищей; хорошо испаряющиеся инсектициды поражают насекомых через дыхательные пути. Ряд инсектицидов (системные), проникая в соки растений через листья и корневые системы, могут делать эти соки токсичными для колющих насекомых — клопов, тлей, щитовок, клещей. В настоящее время большое внимание исследователей и практиков защиты растений в СССР и за рубежом привлекают инсектициды на основе синтетических пиретроидных соединений и препараты гормоноподобного действия, из которых наиболее изучен димилин. Эти препараты отличаются от других исключительно высокой инсектицидностью, эффективны в малых дозах; по мнению испытателей, они мало токсичны для млекопитающих, экологически толерантны (устойчивы) и считаются наиболее совершенными и перспективными из современных химических средств борьбы с насекомыми. Специфика действия гормоноподобных соединений заключается в способности блокировать метаморфоз насекомого. К этой группе инсектицидов — ингибиторов синтеза хитина у насекомых принадлежит препарат димилин. Своеобразное действие димилина позволяет применять его против многих насекомых, резистентных к фосфорорганическим, карбаматным и хлорорганическим инсектицидам. В СССР димилин испытывался в основном из расчета 10—25 г/га действующего вещества для защиты сосновых и дубовых насаждений от группы наиболее обычных для этих пород филлофагов. Смертность при авиационном применении препарата составила 90—100 %. Отмечено также, что применение небольших доз димилина (2,5—5 г/га д. в.) в качестве добавки к бактериальным препаратам повышает эффективность последних, особенно в борьбе с устойчивыми популяциями вредных насекомых, что очень важно для защиты лесов, в которых запрещено использование химических средств при обычных нормах расхода.

Фунгициды применяются против инфекционного полегания хвойных, снежного и обыкновенного шютте сосны, шютте лиственницы, корневой губки сосны, мучнистой росы дуба, ржавчины сосны, лиственницы, пихты, тополя, осины, березы, ивы и др., парши тополя и осины, некрозно-раковых болезней лиственных и хвойных пород, сосудистого микоза, соснового вертуна, цитоспороза тополя и осины, язвенного рака ивы и др.

Самые старые из известных фунгицидов (соли меди, сера и ряд минеральных соединений серы) в настоящее время хотя и не потеряли своего значения, но уже в значительной мере замещаются органическими соединениями.

Гербициды объединяют большую группу химических веществ, применяемых для уничтожения нежелательной (сорной) растительности. Гербициды, уничтожающие древесную растительность, относятся к арборицидам. Известно свыше 1000 соединений с гербицидными свойствами, однако на практике их используется около 250, Различают гербициды сплошного действия и избирательного (селективные); деление это условно, так как результат воздействия зависит от концентрации, норм расхода и условий применения. Контактные гербициды, попадая на растения, вызывают местное отравление тканей, а системные, передвигаясь по сосудам растений, вызывают общее отравление.

Стремясь предупредить нежелательную смену пород и таким образом повысить производительность древостоев, в последние десятилетия в некоторых районах нашей страны начали использовать арборициды с целью изменить состав молодняков в пользу хвойных пород. Дефицит рабочей силы провоцирует лесоводов на применение арборицидов. Обработка насаждений арборицидами проводится обычно с помощью авиации и, как правило, на значительных площадях. Химический уход за составом в лиственно-хвойных молодняках, с лесоводственной точки зрения, создает специфические условия среды, характеризующиеся усилением солнечной радиации, увеличением амплитуды суточных колебаний температуры приземного слоя воздуха и влажности, обогащением почв гумусом и доступными формами NPK, изменением живого напочвенного покрова в пользу светолюбивых видов, а в сырых условиях обитания в пользу политрихума и сфагнума. На достаточно богатых почвах изменение всей совокупности условий среды в молодняках после интенсивного химического ухода крайне неблагоприятно для последующего семенного возобновления хвойных и лиственных пород.

Применение химических и биологических средств защиты растений от вредителей и болезней в лесах СССР строго лимитируется. Госкомлесом СССР периодически публикуются списки разрешенных для применения в лесном хозяйстве препаратов. Они служат официальным документом, устанавливающим на определенный срок основные регламенты использования пестицидов для защиты растений от вредителей и болезней. Последний список со сроком действия с 1986 по 1990 г. содержит 105 наименований, среди них инсектицидов — 49, фунгицидов — 20, протравителей (по существу также фунгицидов) — 13, биопрепаратов — 18, антибиотиков для предпосевной обработки семян и полегания сеянцев — 3, феромонов для надзора и борьбы с короедом типографом — 2. Кроме того, в период действия основного списка ежегодно будет устанавливаться дополнительный перечень средств защиты растений, а также вноситься необходимые изменения в регламент применения рекомендованных препаратов.

Списки утверждаются Госкомлесом СССР после согласования их с заместителем Главного государственного санитарного врача СССР, Государственной комиссией по химическим средствам борьбы с вредителями и болезнями растений и сорняками, Главным управлением по охране и воспроизводству рыбных запасов и регулированию рыболовства Минрыбхоза СССР, Главным управлением ветеринарии Госагропрома СССР, Государственным комитетом СССР по гидрометеорологии. Чем вызвана такая строгость, выразившаяся в подключении большого количества ответственных государственных инстанций? Дело в том, что пестицид, каким бы он ни был, неизбежно вызывает глубокие изменения всей экосистемы, в которую его внедрили. Его действие никогда не бывает однозначным, что вытекает из совокупности следующих свойств пестицидов.

1. В большинстве случаев пестициды имеют широкий спектр токсического воздействия как на виды растений, так и на виды животных. Таким образом, названия инсектициды, фунгициды, гербициды и др. порой вводят в заблуждение, так как не дают представления о реальном воздействии этих веществ.

2. Пестициды очень токсичны для теплокровных и пойкилотермных позвоночных.

3. Пестициды воздействуют на все живые организмы.

4. Действие пестицидов не зависит от плотности популяции, но их употребляют только тогда, когда численность вредителя достигает большого значения, т. е. их применение зависит от плотности.

6. Обрабатываемые пестицидами площади в современном мире весьма значительны, что заставляет предполагать негативные последствия их применения (угроза здоровью людей и стабильности экосистем планеты).

7. Многие пестициды могут сохраняться в почве месяцами и в течение многих лет. Их стабильность чревата различными последствиями, которые еще больше усугубляют проблемы, связанные с этим видом загрязнения. Пестициды распространяются далеко за пределы обрабатываемых площадей. Даже при использовании наименее летучих компонентов более 50 % активных веществ в момент воздействия переходит в атмосферу.

Согласно систематике, различают две категории форм воздействия пестицидов.

Первая категория — демоэкологическая, она выражается совокупностью воздействий на уровне популяций отдельных видов, чувствительных к какому-либо фйтосанитарному веществу. В этой категории различают ряд эффектов. Первый эффект, когда последствия применения пестицида сказываются незамедлительно. Пестицид является экологическим фактором, независимым от плотности популяции, т. е. какой бы ни была численность популяции, занимающей определенную территорию, данная концентрация пестицидов вызовет одинаковый процент смертности в популяции. Другие эффекты характеризуются замедленным действием. Например, есть пестициды, обладающие свойством накапливаться в пищевой цепи до тех пор, пока животное (пищевой объект хищника) не достигает критического порога, с которого начинается хроническая интоксикация. И наконец, третий демоэкологический эффект характеризуется не столь явной, но не менее вредной формой влияния пестицидов на биологические виды, которая выражается в уменьшении их биотического потенциала, т. е. в снижении плодовитости или полном бесплодии.

Вторая категория объединяет более сложные формы воздействия пестицидов, получившие название биоценотических. Примером могут служить случаи, когда нечувствительные или малочувствительные к воздействию данного пестицида виды могут значительно снизить свою плотность вследствие уничтожения растений или животных, которые служат им пищей и добычей. Другие последствия биоценотического воздействия пестицидов выражаются в том, что увеличивается численность популяций, плотность которых до обработки была относительно небольшой вследствие гибели конкурирующих видов или подавления хищников и паразитов.

Последствия загрязнения пестицидами, особенно биоценотические, изучены еще недостаточно. Сведения, которыми располагает каждое лесное предприятие, основываясь на собственном опыте, ограничиваются чаще всего видами, против и в защиту которых проводились обработки, т. е. определяется только целенаправленный положительный или отрицательный эффект, который, по существу, не дает полного представления о негативных последствиях применения пестицидов. А они огромны! Применение пестицидов на больших площадях всякий раз вызывает ощутимые потрясения структуры лесной экосистемы вплоть до нарушений биологического равновесия. И как это непарадоксально, нередко оно проявляется в увеличении численности той популяции, против которой проводили борьбу.

Обработка инсектицидами может стимулировать размножение других видов с аналогичной специализацией, в том числе и тех, которые не считались прежде массовыми видами, но теперь заняли освободившиеся экологические ниши. Примером могут служить пяденицы-шелкопряды, вспышки массового размножения которых имели место в 60—70-х гг. в ряде районов, где ежегодно проводились авиахимобработки против обычных массовых видов.

Инсектициды убивают не только насекомых-филлофагов или кровососущих, но и в такой же степени, если не в большей, насекомых опылителей и энтомофагов, без которых не может нормально существовать растительность, в том числе и та, ради которой применялись обработки. Так как обрабатываются, строго говоря, не вредители, а экосистемы, то смертность вредителя нередко уравновешивается смертностью полезных видов. Изучение влияния хлорорганических и фосфорорганических соединений на энтомофауну дубрав показало, что оба соединения вызывают гибель сотен видов насекомых. Фосфорорганические соединения, которые чаще других применялись в лесном хозяйстве, отрицательно влияют на фауну позвоночных животных. Например, даже малые дозы фосфорорганических соединений (0,6 кг/га действующего вещества) при обработке насаждений в штилевую погоду могут вызывать гибель птиц, рептилий и мелких млекопитающих.

В последнее время все чаще стали сталкиваться с аналогичными явлениями и при применении фунгицидов. Многие грибы — возбудители заболеваний проявляют резистентность к тем или иным фунгицидам.

Инсектициды и фунгициды могут снижать эффективность фотосинтеза у обрабатываемых растений вследствие загрязнения поверхности листьев, засорения устьиц и нарушения физиологических процессов в листьях. Физиологическое воздействие на листья оказывает, например, бордоская жидкость, уменьшение фотосинтеза вызывает фракция растворимой меди. Особой способностью к подавлению фотосинтеза обладают инсектициды на масляной основе.

Все пестициды очень токсичны. Сложные последствия, вызываемые их массовым применением в сельском и лесном хозяйствах, все более настоятельно требуют поиска более совершенных из них, а также совершенствования машин и технологии обработок в направлений снижения доз, постепенной замены пестицидов биологическими средствами защиты растений.

Лесные предприятия посредством совершенствования агротехники выращивания устойчивых насаждений должны стремиться к умеренному использованию инсектицидов и жесткому ограничению применения гербицидов и арборицидов на лесных площадях.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Агроценоз представляет собой искусственный . , возникший в результате . . Агроценозы могут существовать только при постоянных затратах . со стороны человека.

(Ответ: биоценоз, деятельности человека, энергии.)

2. Замечено, что в агроценозах численность видов – потребителей растений при массовых вспышках размножения многократно превосходит их численность в естественных биоценозах. Это связано с:

а) повышенной продуктивностью агроценозов;
б) произрастанием на огромных территориях монокультур;
в) чередованием разных агроценозов из года в год на одной территории;
г)высоким биологическим разнообразием агроценозов.

3.Нередко использование химических препаратов (пестицидов) против сельскохозяйственных вредителей вызывает на следующий год еще большую вспышку их численности. Это связано с тем, что современные пестициды:

а) не очень ядовиты для вредителей;
б) подавляют вредителей и одновременно их естественных регуляторов (хищников и паразитов);
в) усиливают репродуктивные способности вредителей;
г) ослабляют репродуктивные способности вредителей.

4. Приведите примеры агроценозов. Назовите агроценозы, которые можно встретить в вашей местности.

(Ответ: это могут быть поля с различными культурами, сенокосные луга, выпасные луга (пастбища), искусственные рыборазводные пруды, сады, плантации овощей, ягод, лекарственных растений, плантации морских животных, фермы и др.)

5.* Вещества, используемые в сельском хозяйстве для уничтожения насекомых, называются:

а) гербициды;
б) фитонциды;
в) фунгициды;
г) инсектициды.

6.*Как изменяется мощность (толщина) почвы в природных зонах от тундры через лесную зону к степям и далее к пустыням?

(Ответ: от тундры к степям мощность почвы в среднем увеличивается, от степи к пустыне резко падает.)

7.*Летом в прудах и небольших озерах, расположенных рядом с полями, которые интенсивно обрабатывались азотными удобрениями, погибла практически вся рыба. Было установлено, что гибель наступила из-за нехватки кислорода. Объясните это явление.

(Ответ: азотистые удобрения во время дождя смывало с полей в близлежащие водоемы. Повышенная концентрация растворимых в воде соединений азота вызвала бурное размножение водорослей и цианобактерий. Погибая, эти организмы разлагались. Процесс разложения связан с потреблением большого количества кислорода. Таким образом, нехватка кислорода в водоемах со стоячей водой вызвала гибель рыбы.)

8.*Для того чтобы выжить, серой жабе необходимо съедать в день 5 г слизней – вредителей сельскохозяйственных культур. На площади в 1 га обитает около 10 жаб. Рассчитайте массу вредителей, которых уничтожат жабы, на небольшом поле площадью 10 га за теплое время года (с мая по конец сентября – 150 дней).

(Ответ: 75 кг.)

9.*Экологи убеждены, что использование более продуктивных сортов сельскохозяйственных растений и пород животных решает не только экономические, но и природоохранные проблемы. Почему?

(Ответ: в этом случае с одной и той же площади сельхозугодий человек получит больше продукции, следовательно, увеличится емкость среды. Соответственно, для увеличения количества получаемой продукции нет надобности в освоении новых территорий, поэтому часть уже имеющихся сельскохозяйственных территорий может быть освобождена и вновь занята природными сообществами.)

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)

Читайте также: