Устойчивость агроценоза


Одним из факторов, определяющих продуктивность сельскохозяйственных культур является взаимодействие культурных и сорных компонентов агрофитоценоза. Многообразие форм прямых и косвенных взаимодействий обусловлено видами растений, их биологическими свойствами, агроэкологическими условиями, изменчивостью в течение сезона, средой местообитания.

Выделяют следующие прямые формы взаимодействия между растениями полевого сообщества:

  1. Паразитизм и полупаразитизм.
  2. Механическое давление на корни и надземную часть одного растения вьющимся и цепляющимся другим растением (горох посевной (Pisum sativum), подмаренник цепкий (Galium aparine), горец вьющийся (Fallopia convolvulus), вьюнок полевой (Convolvulus arvensis)), сильно ветвящимся растением (пикульник заметный (Galeopsis speciosa), марь белая (Chenopodium album), редька дикая (Raphanus raphanistrum), мать-и-мачеха (Tussilago) и др.) за счет мощной развитой корневой системы (мятлик однолетний (Poa annua), пырей ползучий (Elytrigia repens), хвощ полевой (Equisetum arvense) и др.).

  3. Аллелопатия (биохимическое воздействие) — явление влияния одного растения (донора) посредством выделения активных веществ — колинов, ингибирующих (угнетающих) или стимулирующих жизнедеятельность другого растения (акцептора) или живого организма. Активные вещества, образующиеся при разложении отмерших растений или их частей называются миазминами.
  4. Конкуренция за факторы жизни растений (свет, вода, элементы минерального питания и др.).

Косвенные формы взаимодействия:

  1. Фитогенное воздействие — средообразующее влияние растений на формирование и состояние внутренней среды полевого агрофитоценоза. Сущность воздействия заключается в формирование доминирующим по численности и, прежде всего по массе органического вещества, растением физического состояния  и химического состава приземного слоя атмосферы. Фитогенное воздействие может быть односторонним и взаимным. Таким образом, доминирующее растение создает в приземном слое наиболее подходящие для себя условия: освещенность, температуру, влажность, движение воздуха (физическое состояние), концентрацию кислорода, летучих веществ, радиационной активности соединений, ионный состав (химический состав). Для других видов растений полевого сообщества эти условия становятся внешними, определяющими их факторы жизни.

  2. Эдафические факторы — влияние посредством почвенных условий. Первичная совокупность почвенных условий (экотоп), определяемая физико-географическими свойствами среды, под воздействием растений полевого сообщества меняется в соответствии с потребностями растений (биотоп). В результате, в процессе жизнедеятельности растений, количественное (содержание питательных веществ, рН) и качественное (подвижность макро- и микроэлементов, почвенная влага, гумусовый состав) состояние почвы претерпевает изменения.
  3. Отзывчивость растений на внешние воздействия — обуславливается  изменчивостью климатических (недостаток тепла, затяжные дожди, высокие температуры, засуха, градобитие, эрозия почвы и др.); биогенных (жизнедеятельность микроорганизмов, насекомых, птиц, животных и других живых организмов), антропогенных, связанных с производственной деятельностью человека.

Направленность воздействия также определяет состав агрофитоценоза. Например, если какая-либо форма взаимодействия носит отрицательный характер, то возрастает фитоценотическая роль в сообществе тех видов, которые слабо реагируют на это негативные воздействия или быстро оправляются от нанесенных повреждений.


И наоборот, если внешнее воздействие положительно влияет на жизнедеятельность компонентов, то повышается фитоценотическая роль видов, которые наиболее отзывчивы на действующий фактор. Например, внесение полного минерального удобрения (NPK) в посевах льна-долгунца и ячменя резко усиливает роль культуры в формировании сообщества. Напротив, внесение только азотных удобрений сильно повышает фитоценотическую значимость редьки дикой, горчицы полевой, горца щавелелистного, пикульника двугубого, что приводит к росту сорного компонента агрофитоценоза.

Источник: universityagro.ru

По­яс­не­ние.

От­ли­чия аг­ро­це­но­зов от есте­ствен­ных био­гео­це­но­зов. Между есте­ствен­ны­ми и ис­кус­ствен­ны­ми био­гео­це­но­за­ми на­ря­ду со сход­ством су­ще­ству­ют и боль­шие раз­ли­чия, ко­то­рые важно учи­ты­вать в сель­ско­хо­зяй­ствен­ной прак­ти­ке.

Пер­вое от­ли­чие со­сто­ит в раз­ном на­прав­ле­нии от­бо­ра.


при­род­ных эко­си­сте­мах су­ще­ству­ет есте­ствен­ный отбор, от­вер­га­ю­щий не­кон­ку­рен­то­спо­соб­ные виды и формы ор­га­низ­мов и их со­об­ществ в эко­си­сте­ме и тем самым обес­пе­чи­ва­ю­щий ее ос­нов­ное свой­ство — устой­чи­вость. В аг­ро­це­но­зах дей­ству­ет пре­иму­ще­ствен­но ис­кус­ствен­ный отбор, на­прав­лен­ный че­ло­ве­ком пре­жде всего на мак­си­маль­ное по­вы­ше­ние уро­жай­но­сти сель­ско­хо­зяй­ствен­ных куль­тур. По этой при­чи­не эко­ло­ги­че­ская устой­чи­вость аг­ро­це­но­зов не­ве­ли­ка. Они не спо­соб­ны к са­мо­ре­гу­ля­ции и са­мо­воз­об­нов­ле­нию, под­вер­же­ны угро­зе ги­бе­ли при мас­со­вом раз­мно­же­нии вре­ди­те­лей или воз­бу­ди­те­лей бо­лез­ней. По­это­му без уча­стия че­ло­ве­ка, его не­устан­но­го вни­ма­ния и ак­тив­но­го вме­ша­тель­ства в их жизнь аг­ро­це­но­зы зер­но­вых и овощ­ных куль­тур су­ще­ству­ют не более года, мно­го­лет­них трав — 3−4 года, пло­до­вых куль­тур — 20−30 лет. Затем они рас­па­да­ют­ся или от­ми­ра­ют.


Вто­рое от­ли­чие — в ис­точ­ни­ке ис­поль­зу­е­мой энер­гии. Для есте­ствен­но­го био­гео­це­но­за един­ствен­ным ис­точ­ни­ком энер­гии яв­ля­ет­ся Солн­це. В то же время аг­ро­це­но­зы, по­ми­мо сол­неч­ной энер­гии, по­лу­ча­ют до­пол­ни­тель­ную энер­гию, ко­то­рую за­тра­тил че­ло­век на про­из­вод­ство удоб­ре­ний, хи­ми­че­ских средств про­тив сор­ня­ков, вре­ди­те­лей и бо­лез­ней, на оро­ше­ние или осу­ше­ние зе­мель и т. д. Без такой до­пол­ни­тель­ной за­тра­ты энер­гии дли­тель­ное су­ще­ство­ва­ние аг­ро­це­но­зов прак­ти­че­ски не­воз­мож­но.

Тре­тье от­ли­чие сво­дит­ся к тому, что в аг­ро­э­ко­си­сте­мах резко сни­же­но ви­до­вое раз­но­об­ра­зие живых ор­га­низ­мов. На полях обыч­но куль­ти­ви­ру­ют один или не­сколь­ко видов (сор­тов) рас­те­ний, что при­во­дит к зна­чи­тель­но­му обед­не­нию ви­до­во­го со­ста­ва жи­вот­ных, гри­бов, бак­те­рий.


оме того, био­ло­ги­че­ское од­но­об­ра­зие сор­тов куль­тур­ных рас­те­ний, за­ни­ма­ю­щих боль­шие пло­ща­ди (ино­гда де­сят­ки тысяч гек­та­ров), часто яв­ля­ет­ся ос­нов­ной при­чи­ной их мас­со­во­го уни­что­же­ния спе­ци­а­ли­зи­ро­ван­ны­ми на­се­ко­мы­ми (на­при­мер, ко­ло­рад­ским жуком) или по­ра­же­ния воз­бу­ди­те­ля­ми бо­лез­ней (муч­нис-то­ро­ся­ны­ми, ржав­чин­ны­ми, го­лов­не­вы­ми гри­ба­ми, фи­тофто­рой и др.).

Чет­вер­тое от­ли­чие со­сто­ит в раз­ном ба­лан­се пи­та­тель­ных эле­мен­тов. В есте­ствен­ном био­гео­це­но­зе пер­вич­ная про­дук­ция рас­те­ний (уро­жай) по­треб­ля­ет­ся в мно­го­чис­лен­ных цепях (сетях) пи­та­ния и вновь воз­вра­ща­ет­ся в си­сте­му био­ло­ги­че­ско­го кру­го­во­ро­та в виде уг­ле­кис­ло­го газа, воды и эле­мен­тов ми­не­раль­но­го пи­та­ния.


В аг­ро­це­но­зе такой кру­го­во­рот эле­мен­тов резко на­ру­ша­ет­ся, по­сколь­ку зна­чи­тель­ную их часть че­ло­век изы­ма­ет с уро­жа­ем. По­это­му для воз­ме­ще­ния их по­терь и, сле­до­ва­тель­но, по­вы­ше­ния уро­жай­но­сти куль­тур­ных рас­те­ний не­об­хо­ди­мо по­сто­ян­но вно­сить в почву удоб­ре­ния.

Таким об­ра­зом, по срав­не­нию с есте­ствен­ны­ми био­гео­це­но­за­ми аг­ро­це­но­зы имеют огра­ни­чен­ный ви­до­вой со­став рас­те­ний и жи­вот­ных, не спо­соб­ны к са­мо­об­нов­ле­нию и са­мо­ре­гу­ли­ро­ва­нию, под­вер­же­ны угро­зе ги­бе­ли в ре­зуль­та­те мас­со­во­го раз­мно­же­ния вре­ди­те­лей или воз­бу­ди­те­лей бо­лез­ней и тре­бу­ют не­устан­ной де­я­тель­но­сти че­ло­ве­ка по их под­дер­жа­нию.

Под циф­ра­ми 3, 4, 5 — ха­рак­те­ри­зу­ет аг­ро­це­ноз; 1, 2, 6 — есте­ствен­ный био­гео­це­ноз.


 

Ответ: 345.

Источник: bio-ege.sdamgia.ru

Агроценозы – искусственные экосистемы, структуру и функцию которых создаёт, поддерживает и контролирует человек в своих интересах. Природные биогеоценозы – саморегулирующиеся экосистемы, агроценозы регулируются человеком.

Главная цель создания агроэкосистемы – рациональное использование тех биологических ресурсов, которые непосредственно вовлекаются в сферу деятельности человека – источники пищевых продуктов, технологического сырья, лекарственных препаратов. Сюда же относятся специально культивируемые человеком виды, являющиеся объектами сельскохозяйственного производства: рыбоводства, звероводства, специального выращивания лесных культур, а также виды, используемые для промышленных технологий.

Отличия агроценозов от естественных биогеоценозов Между естественными и искусственными биогеоценозами наряду со сходством существуют и большие различия, которые важно учитывать в сельскохозяйственной практике.

Первое отличие состоит в разном направлении отбора. В природных экосистемах действует естественный отбор, отвергающий неконкурентоспособные виды и формы организмов в экосистеме и тем самым обеспечивающий её основное свойство – устойчивость. В агроценозах наряду с естественным действует искусственный отбор, направленный человеком прежде всего на максимальное повышение урожайности сельскохозяйственных культур.


этой причине экологическая устойчивость агроценозов невелика. Они не способны к саморегуляции и самовозобновлению, подвержены угрозе гибели при массовом размножении вредителей или возбудителей болезней. Поэтому без участия человека, его неустанного внимания и активного вмешательства в их жизнь агроценозы зерновых и овощных культур существуют не более года, многолетних трав – 3–4 года, плодовых культур – 20−30 лет. Затем они сменяются естественным биогеоценозом.

Второе отличие – в источнике используемой энергии. Для естественного биогеоценоза единственным источником энергии является Солнце. В то же время агроценозы, помимо солнечной энергии, получают дополнительную энергию, которую затратил человек на производство удобрений, химических средств против сорняков, вредителей и болезней, на орошение или осушение земель и т. д. Без такой дополнительной затраты энергии длительное существование агроценозов практически невозможно.

Третье отличие сводится к тому, что в агроэкосистемах резко снижено видовое разнообразие живых организмов. На полях обычно культивируют один или несколько видов (сортов) растений, что приводит к значительному обеднению видового состава животных, грибов, бактерий. Кроме того, биологическое однообразие сортов культурных растений, занимающих большие площади (иногда десятки тысяч гектаров), часто является основной причиной их массового уничтожения насекомыми-вредителями (например, колорадским жуком) или поражения возбудителями болезней (ржавчинными, головнёвыми грибами, фитофторой и др.).


Четвёртое отличие состоит в разном балансе питательных элементов. В естественном биогеоценозе первичная продукция растений (урожай) потребляется в многочисленных цепях (сетях) питания и вновь возвращается в систему биологического круговорота в виде углекислого газа, воды и элементов минерального питания.

В агроценозе такой круговорот элементов резко нарушается, поскольку значительную их часть человек изымает с урожаем. Поэтому для возмещения их потерь и, следовательно, повышения урожайности культурных растений необходимо постоянно вносить в почву удобрения.

Таким образом, по сравнению с естественными биогеоценозами агроценозы имеют ограниченный видовой состав растений и животных, не способны к самообновлению и саморегулированию, подвержены угрозе гибели в результате массового размножения вредителей или возбудителей болезней и требуют неустанной деятельности человека по их поддержанию.

Источник: resh.edu.ru

Агроценоз, или агроэкосистема, — это сообщество растений, животных, грибов и микроорганизмов, созданное для получения сельскохозяйственной продукции и регулярно поддерживаемое человеком. Примерами таких экосистем, созданных человеком, являются поля, огороды, сады, парки, лесные насаждения, пастбища. Сообщества растений и животных, искусственно создаваемые человеком в морских и пресноводных водоемах, также можно отнести к категории агробиоценозов.

Агроценозы, как и любые другие природные экосистемы, обладают определенным видовым составом (культурные растения, сорняки, насекомые, дождевые черви и др.) и определенными взаимоотношениями между живыми организмами и средой обитания. Эти взаимоотношения наиболее четко проявляются на уровне трофических связей между организмами, особенно при воздействии на ценоз человека (обработка почвы, подсев культурных растений на лугах и т. д.). В агробиоценозе (например, пшеничного поля) складываются те же пищевые цепи, что и в природной экосистеме: продуценты (пшеница и сорняки), консументы (насекомые, птицы, полевки, лисы) и редуценты (грибы и бактерии). Обязательным звеном этой пищевой цепи является человек, который своим трудом создает каждый агроценоз и обеспечивает его высокую продуктивность, а затем собирает и использует урожай.

Между агроценозом и естественным биогеоценозом существует ряд различий. Первое различие состоит в разном направлении отбора. В природных экосистемах (леса, тундры, степи, пустыни, реки, моря и т.д.) действует естественный отбор, отметающий неконкурентоспособные формы организмов и их сообществ в биогеоценозе и тем самым обеспечивающий его основное свойство — устойчивость. В агроценозах действует преимущественно искусственный отбор, направляемый человеком прежде всего на повышение урожайности сельскохозяйственных культур. Экологическая устойчивость агробиоценозов невелика. Без участия человека агроценозы зерновых и овощных культур существуют не более года, многолетних трав — 3—4 года, плодовых культур — 20-30 лет. Затем они распадаются или отмирают.

Второе различие между ними заключается в использовании энергии. Для естественного биоценоза единственным источником энергии является Солнце. В то же время агроценозы, помимо солнечной энергии, получают дополнительную энергию, которую затратил человек ка производство удобрений, препаратов против сорняков, вредителей и болезней, орошение или осушение земель и т. д. Без такой дополнительной затраты энергии существование агроценозов практически невозможно.

Одним из самых существенных различий между биогеоценозом и агроценозом является баланс питательных элементов. В биогеоценозе первичная продукция растений (урожай) потребляется в многочисленных цепях питания и вновь возвращается в виде CO2, воды и элементов минерального питания в систему биологического круговорота. В агроценозе такой круговорот элементов резко нарушается, поскольку значительную их часть человек изымает с урожаем. Поэтому для возмещения потерь необходимо постоянно вносить в почву удобрения.

Таким образом, по сравнению с естественными биогеоценозами агроценозы имеют ограниченный состав растительных и животных компонентов, не способны к самообновлению и саморегулированию, подвержены угрозе гибели от массового размножения вредителей или болезней и требуют неустанной деятельности по их поддержанию со стороны человека.

Агробиоценозы занимают примерно 10 % всей поверхности суши (1,2 млрд га) и дают человечеству около 90 % пищевой энергии. Их неоспоримые преимущества перед естественными экосистемами — неограниченные потенциальные возможности увеличения продуктивности. Однако их реализация возможна только при постоянной, научно обоснованной заботе о плодородии почвы, обеспечении растений влагой и элементами минерального питания, охране сортов растений и пород животных от неблагоприятных абиотических и биотических условий среды.

Источник: jbio.ru

Биогеоценозы — сложные биологические системы, функционирование которых направлено на самосохранение и воспроизведение. Одним из важных индикаторов устойчивости естественных биогеоценозов является сложность их структуры. Как известно, системы, состоящие из большого числа разнородных элементов меньше подвержены колебаниям.
Агроценозы — сообщества организмов, возникающие в результате сельскохозяйственной деятельности человека. В условиях интенсификации растениеводства деятельность человека направлена на получение всей продукции одного или нескольких видов растений, при этом другие виды растений (сорняки), возбудители болезней, животные-фитофаги уничтожаются. В результате снижаются разноообразие и устойчивость системы. Все мероприятия, направленные на снижение разнообразия агроценозов, максимальное повышение продуктивности только одного элемента этой системы требуют все больших усилий для подавления естественной регуляции агроценоза. Первоначально на новых землях за счет естественного потенциала, применения удобрений, пестицидов, машин интенсификация растениеводства определила небывалый скачок производства ресурсов питания за счет увеличения урожайности всех культур. Постепенное истощение земель, невнимание к использованию альтернативных мер, агротехнических, биологических, агрохимических приемов, сдерживающих распространение вредных организмов, способствовали увеличению неустойчивости агроценозов. В настоящее время для удвоения урожая культур в США, Японии требуется 10-11-кратное увеличение количества удобрений, 4-5-кратное — пестицидов, 3- кратное — затрат мощностей машин.
В настоящее время назрела острая необходимость детального изучения особенностей функционирования агроценозов с целью повышения их устойчивости, обеспечения равновесного состояния за счет процессов саморегуляции, усложнения структуры, сохранения и увеличения биоразнообразия, числа биоценотических связей.
138

При решении этих вопросов большое значение имеет изучение пищевых цепей, трофических уровней, их оптимизация в различных типах агроценозов. Пищевой цепью называется перенос энергии пищи от ее источника (растений) через ряд организмов, происходящий путем поедания одних организмов другими. Пищевые цепи делятся на два типа. Пастбищная цепь начинается с зеленого растения (его живых органов), идет к животным- фитофагам, хищникам, паразитам. Детритная цепь идет от мертвого органического вещества к микроорганизмам, затем к детритофагам — хищникам — паразитам. Пастбищные пищевые цепи в агроценозах связаны прежде всего с культурными растениями и сорняками, их цветками, семенами, плодами, зелеными листьями, стеблями, подземными органами. Чем длиннее пищевые цепи, тем меньше колебания численности их основных компонентов и тем устойчивее экосистемы и, в частности, агроценозы. В пастбищных цепях обилие вредных организмов остается на хозяйственно неощутимом уровне при максимумах обилия нечетных составляющих цепей (1-ой, 3-ей, 5-ой и т.д.) и минимумах — четных (2-ой, 4-ой, 6-ой и т.д.). Высокое разнообразие детритных пищевых цепей, оптимальное сочетание и разнообразие гумусообразователей и минерализаторов, грибной и бактериальной микрофлоры, способствуют повышению плодородия почв, устойчивости агроценозов.
Важное диагностическое значение имеет исследование экологических ниш вредителей и возбудителей болезней в агроценозах, их функциональной роли в сообществе; степени занятости, сопряженности и перекрыванию ниш на популяционном и биохимическом уровнях. Так высокая численность тлей обусловливает, как правило, повышенное распространение вирусных болезней в агроценозах, цикадовых — фитоплазменных заболеваний. Это связано с тем, что тли питаются содержимым отдельных клеток растений, где протекает развитие вирусов. Высасывая содержимое клеток здоровых и больных растений, они выступают в качестве основных переносчиков возбудителей вирусных болезней. Цикадовые чаще питаются содержимым ситовидных трубок флоэмы, по которым движутся продукты фотосинтеза от листьев к другим органам растений. С флоэмой также связано развитие фитоплазмов, имеющих более крупные размеры, по сравнению с вирусами.
По мере интенсификации растениеводства, выращивании сельскохозяйственных культур на больших площадях, в агроценозах появилось значительное количество благоприятных для заселения, но незанятых экологических ниш, что создало предпосылки для их освоения вредными организмами. В частности, ряд видов сапротрофных микроорганизмов, трофически связанных с отмираюшими и отмершими частями растений, перешли к паразитированию на их живых органах и стали возбудителями болезней. Распашка больших массивов целинных земель в Казахстане способствовала переходу серой зерновой совки, пшеничного трипса с диких злаков (пырея) на яровую пшеницу. Это привело к вспышке их высокой численности. В целях прогноза большое значение имеет сравнительное изучение развития вредителей и возбудителей болезней в естественных условиях на дикорастущих растениях и сельскохозяйственных культурах. Высокая численность вредителя в значительной мере связана с резким увеличением кормовой базы и плодовитости вредителя при отсутствии конкурентов. Например, плодовитость колорадского жука после появления в новом районе при пониженной внутривидовой и межвидовой конкуренции составляет несколько тысяч яиц на одну самку, а через 10-20 лет после появления она снижается до 800 яиц, 50 лет

  • 300-400 яиц.

Источник: uchebnikfree.com


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.