*§ 49—2. Поле збожжавых як прыклад аграэкасістэмы. Шляхі павышэння прадукцыйнасці аграэкасістэм
- Успомніце, чым аграэкасістэмы адрозніваюцца ад прыродных экасістэм.
- Як вы думаеце? Чаму поле з культурнымі злакамі не можа доўга захоўваць свой відавы склад, а відавы склад дзікарослых злакаў лугавой экасістэмы доўгі час застаецца пастаянным?
- Вы даведаецеся пра асаблівасці структуры аграэкасістэмы на прыкладзе пшанічнага поля, пра разнастайнасць аграэкасістэм і шляхі павышэння іх прадукцыйнасці.
| Сайт: | Профильное обучение |
| Курс: | Біялогія. 10 клас |
| Книга: | *§ 49—2. Поле збожжавых як прыклад аграэкасістэмы. Шляхі павышэння прадукцыйнасці аграэкасістэм |
| Напечатано:: | Гость |
| Дата: | Вторник, 8 Июль 2025, 08:27 |
Поле збожжавых як прыклад аграэкасістэмы
Прыродныя біягеацэнозы ўяўляюць сабой сістэмы, здольныя да самарэгуляцыі. У іх усе рэчывы, якія спажываюцца раслінамі, у канчатковым выніку вяртаюцца ў глебу.
У выніку сельскагаспадарчай дзейнасці чалавека фарміруюцца штучныя біягеацэнозы — аграэкасістэмы, якія па цэлым шэрагу прымет адрозніваюцца ад прыродных экасістэм (гл. табл. *§49—1). Разнастайнасць жывых арганізмаў у іх рэзка зніжана для атрымання максімальна высокай прадукцыі (ураджаю), якую выкарыстоўвае чалавек. У выніку значная частка рэчываў выносіцца з сістэмы з ураджаем. Гэта парушае натуральны кругаварот рэчываў і прыводзіць да зніжэння ўрадлівасці глебы. У экалогіі такая заканамернасць называецца «законам спадаючай урадлівасці». Як супрацьстаяць гэтаму закону?
Структуру і функцыянаванне аграэкасістэмы разгледзім на прыкладзе пшанічнага поля. Яно, як і прыродныя экасістэмы, характарызуецца пэўным відавым складам арганізмаў і пэўнымі сувязямі і ўзаемаадносінамі паміж арганізмамі і асяроддзем пражывання. Аднак відавы склад раслін і жывёл у ім збеднены, бо малакампанентнасць — адна з прымет аграэкасістэмы. Так, на пшанічным полі прадуцэнты прадстаўлены пшаніцай — дамінантнай монакультурай і некалькімі відамі адносна малаколькаснага пустазелля (часцей за ўсё гэта пырнік, васілёк, асот, аўсюк).
На прыродным лузе біялагічная разнастайнасць прадуцэнтаў значна вышэйшая, але біялагічная прадукцыйнасць саступае засеянаму пшаніцай полю ў шмат разоў.
Кансументы на пшанічным полі звычайна прадстаўлены дробнымі грызунамі, якія кормяцца за кошт пшаніцы, драпежнымі жывёламі, што ядуць грызуноў, раслінаеднымі насякомымі-шкоднікамі, драпежнымі і паразітычнымі насякомымі, якія знішчаюць шкоднікаў пшаніцы.
Рэдуцэнтамі з’яўляюцца беспазваночныя жывёлы, грыбы, пратысты, бактэрыі, якія свабодна жывуць у глебе ці ў кантакце з каранёвай сістэмай культурных раслін і пустазелля.
Вышэйназваныя функцыянальныя групы арганізмаў фарміруюць трафічную структуру пшанічнага поля, якая складаецца з пашавых і дэтрытных ланцугоў. Аднак, у адрозненне ад натуральнай экасістэмы, тут пашавыя ланцугі кароткія (2—3 звяны), і абавязковым звяном харчовай сеткі з’яўляецца чалавек — ён забяспечвае высокую прадукцыйнасць пшанічнага поля і ўплывае на біятычныя ўзаемаадносіны паміж яго кампанентамі.
Асноўнымі тыпамі ўзаемаадносін у аграэкасістэме пшанічнага поля з’яўляюцца: раслінаеднасць, драпежніцтва, паразітызм, унутрывідавая і міжвідавая канкурэнцыя. Гэта адмоўныя ўзаемаадносіны, якія пераважаюць у маладых няўстойлівых экасістэмах, не здольных да самарэгуляцыі.
У цэлым трэба яшчэ раз адзначыць, што чалавек кіруе аграэкасістэмамі, уносячы ў іх значную колькасць дадатковай энергіі (апрацоўка глебы, паліванне, угнаенні, пестыцыды) і ўплываючы на іх трафічныя ўзроўні і асяроддзе пражывання.
Разнастайнасць аграэкасістэм і шляхі павышэння іх прадукцыйнасці
У цяперашні час у выніку гаспадарчай дзейнасці чалавека сфарміравалася вялікая разнастайнасць аграэкасістэм. Яны істотна адрозніваюцца па маштабах, структуры і складу відаў арганізмаў у залежнасці ад мэт іх фарміравання. Асноўнымі тыпамі аграэкасістэм у Рэспубліцы Беларусь з’яўляюцца: ворныя палі, лугі і пашы, фруктовыя сады, агароды, цяпліцы, фермы, сажалкі, курортна-санаторныя зоны.
У аграэкасістэмах паміж іх кампанентамі, гэтак жа як і ў прыродных экасістэмах, утвараюцца разнастайныя сувязі. Пры стварэнні штучных біягеацэнозаў неабходна больш поўна ўлічваць формы ўзаемаадносін, якія складаюцца паміж іх кампанентамі. Напрыклад, пасевы монакультурных раслін у аграэкасістэме з’яўляюцца практычна адзінай крыніцай харчавання для фітафагаў. Насякомыя, якія кормяцца гэтымі раслінамі, што ў натуральных біягеацэнозах сустракаліся рэдка, могуць моцна размножыцца і стаць небяспечнымі шкоднікамі культур, што прынясе вялікую шкоду ўраджаю. Брытанскі эколаг Ч. Элтан назваў празмернае павелічэнне колькасці асобных відаў «экалагічным выбухам».
Напрыклад, даўганосік бураковы на прыродных лугах карміўся нешматлікімі відамі раслін сямейства бурачнікавых, не робячы ім вялікай шкоды. Становішча ў корані змянілася, калі быў уведзены ў культуру цукровы бурак, які заняў вялізныя плошчы. «Бяскрыўдны» даўганосік бураковы ператварыўся ў масавага шкодніка адной з найважнейшых сельскагаспадарчых культур.
Натуральнае рэгуляванне колькасці фітафагаў за кошт іх прыродных ворагаў-драпежнікаў у аграэкасістэме не заўсёды дае патрэбныя вынікі з прычыны іх малаколькаснасці. Адсюль у сельскагаспадарчай практыцы ўжываецца штучнае рэгуляванне колькасці фітафагаў за кошт выкарыстання розных сродкаў аховы.
Сумна вядомая антывераб’іная кампанія ў Кітаі, калі было знішчана каля 2 млрд асобін гэтых птушак, якія нібыта прыносяць шкоду ўраджаю зерневых. А ўслед за гэтым адбылася ўспышка размнажэння шкоднікаў злакавых культур, якая выклікала па-сапраўднаму сур’ёзныя страты ў земляробаў краіны. Нярэдка шкода, прынесеная жывёламі, ураўнаважваецца іх карысцю. Так, гракі пры выкормліванні патомства знішчаюць шкоднікаў сельскагаспадарчых культур і ў той жа час пашкоджваюць усходы збожжавых культур.
У сельскай гаспадарцы ў вялікай колькасці ўжываюць разнастайныя хімічныя сродкі аховы раслін — пестыцыды. Большасць з іх прыгнятае не толькі тыя віды, супраць якіх ужываюцца, але і іх паразітаў і драпежнікаў. У выніку парушаюцца наяўныя ў аграэкасістэмах рэгулятарныя сувязі. І хімічныя сродкі барацьбы, акрамя забруджвання асяроддзя і ўключэння ў ланцугі харчавання, часта выклікаюць так званы «бумеранг-эфект»: услед за памяншэннем колькасці шкодніка хутка ўзнікае новая, яшчэ больш магутная яго ўспышка.
У цяперашні час, калі развіццё земляробства не можа ісці па шляху выкарыстання новых зямель пад сельскагаспадарчыя культуры, асабліва востра ўстае праблема павышэння прадукцыйнасці аграэкасістэм, якія ўжо існуюць. Павышэнню прадукцыйнасці аграэкасістэм спрыяе выкарыстанне новых тэхналогій вырошчвання сельскагаспадарчых раслін. Усё больш шырокае ўжыванне атрымлівае індустрыяльная тэхналогія. Яна характарызуецца прымяненнем дасягненняў селекцыі, аграхіміі, раслінаводства, выкарыстаннем высокапрадукцыйнай тэхнікі, якая працуе з улікам біялагічных асаблівасцей сельскагаспадарчых раслін і структуры глебы.
У мэтах захавання ўрадлівасці зямель праводзяць мінімальную колькасць апрацовак глебы, каб цяжкая тэхніка не разбурала структуру глебы. Так, перадпасяўную апрацоўку глебы сумяшчаюць з узнясеннем высокаэфектыўных хімічных прэпаратаў для знішчэння пустазелля, якія хутка раскладаюцца.
Інстытут агародніцтва НАН Беларусі распрацаваў комплекс машын па апрацоўцы культур агародніны з ужываннем сучасных тэхналогій. Напрыклад, культыватар-апырсквальнік не толькі апрацоўвае міжраддзі культур агародніны, але і ўносіць растваральныя пестыцыды і мінеральныя ўгнаенні. Яго можна выкарыстоўваць для апрацоўкі бульбы і іншых прапашных культур. Камбінаваны пасяўны агрэгат адначасова апрацоўвае глебу, рыхтуе яе да сяўбы і высейвае пункцірным спосабам насенне культур агародніны. Пры гэтым ён ажыццяўляе дазіраванае ўнясенне грануляваных мінеральных угнаенняў.
У сучаснай экалагічна арыентаванай сельскай гаспадарцы прымаюцца энергічныя меры па аднаўленні біялагічнай асновы ўрадлівасці глеб, разбуранай інтэнсіўнай хімізацыяй: у прамысловым маштабе выпускаюцца прэпараты, якія ўзбагачаюць глебу грыбамі, бактэрыямі, водарасцямі (напрыклад, прэпарат «Біяорган-Фортэ» змяшчае больш за 500 млрд мікраарганізмаў у адным граме). З’явіліся і спецыяльныя біяарганічныя ўгнаенні, узбагачаныя не толькі мікраарганізмамі, але і біякаталізатарамі. Гаворка ідзе, па сутнасці, пра развіццё новай галіны агранамічнай навукі — біятэхналогіі гумусу.
Індустрыяльная тэхналогія патрабуе вырошчвання на палях высокапрадукцыйных сартоў і гібрыдаў раслін, прадугледжвае пераход да арганічнай сельскай гаспадаркі (без ужывання мінеральных угнаенняў) і атрымання экалагічна чыстай прадукцыі.
Важны напрамак сучаснай сельскай гаспадаркі — замена хімічных пестыцыдаў на прыродныя. Існуе нямала інсектыцыдных прэпаратаў, заснаваных на раслінных інгрэдыентах.
З каларадскім жуком, шмат якімі вірусамі, у тым ліку вірусам тытунёвай мазаікі, эфектыўна змагаюцца пры дапамозе апырсквання раслін настоем зялёнага перцу, часам з часнаком ці з тытунем. Пудра з лістоў папаі засцерагае кававае дрэва ад іржы і іншых грыбковых захворванняў. Нямала раслінных прэпаратаў выкарыстоўваюцца для захавання ўраджаю. Напрыклад, высушаныя і здробленыя лісты бульбы, змешчаныя з клубнямі ў сховішчы, памяншаюць страты бульбы пры захоўванні да 40 %.
Для нашай флоры вядомыя шматлікія дзясяткі раслін з інсектыцыднай актыўнасцю: лук, часнок, рагулька, брыца, малачай, хрэн, гарчыца, пятрушка, багун, блёкат, дурман і інш.
Найважнейшая ўмова ўжывання індустрыяльнай тэхналогіі — размяшчэнне (пасеў) сельскагаспадарчых культур па лепшых папярэдніках.
Напрыклад, папярэднік кукурузы павінен быць прыбраны рана з поля, каб восенню можна было старанна апрацаваць глебу, ачысціць поле ад пустазелля, забяспечыць дастатковы запас вільгаці ў глебе. Папярэднік кукурузы не павінен мець агульных з ёй шкоднікаў, узбуджальнікаў захворванняў. Гэтым патрабаванням задавальняюць зернебабовыя культуры, якія ўзбагачаюць глебу азотам, а таксама бульба.
Адна з умоў атрымання высокіх ураджаяў — своечасовае правядзенне ўсіх відаў сельгасработ. Нельга спазняцца з пасевам насення, правядзеннем агратэхнічных мерапрыемстваў па доглядзе за раслінамі, уборкай ураджаю.
Яшчэ адзін важны напрамак — спецыяльнае выкарыстанне натуральных ворагаў — паразітычных ці драпежных насякомых, насякомаедных ці драпежных птушак, бактэрый для памяншэння колькасці шкоднікаў. Наезнікі і яйцаеды — памочнікі чалавека ў барацьбе са шкоднікамі сельскай гаспадаркі.
Адмаўленне ад монакультур і пераход да полікультур (сумеснае вырошчванне некалькіх культур) дазваляе забяспечыць непаражальнасць палёў пры ўздзеянні насякомых, кляшчоў, грыбковых і вірусных захворванняў у небяспечных для ўраджаю маштабах. У такіх складаных экасістэмах узаемасувязь відаў такая, што ўвесь час высокая колькасць якога-небудзь аднаго віду немагчымая. Акрамя таго, у полікультурах практычна адсутнічае глебастамленне. Паглыбленае вывучэнне міжвідавых узаемаадносін у такіх ствараемых чалавекам фітацэнозах павінна выявіць вялікія рэзервы павышэння ўраджайнасці сельскагаспадарчых культур без ужывання хімічных сродкаў аховы раслін.
Біялагічная разнастайнасць можа падтрымлівацца за кошт спецыяльнага планавання ландшафту. Аграрны ландшафт павінен быць разнастайным: з ляснымі палосамі вакол палёў, жывымі загарадзямі і пералескамі, з чаргаваннем палёў, лугоў, лясоў, лесапалос, вадаёмаў. Разнастайнасць відаў на палях павінна падтрымлівацца чаргаваннем культур не толькі ў часе, але і ў прасторы.
Ужыванне індустрыяльнай тэхналогіі вырошчвання сельскагаспадарчых культур спрыяе значнаму павышэнню прадукцыйнасці аграэкасістэм і зніжэнню іх экалагічнай небяспекі.
Паўторым галоўнае. У аграэкасістэме пшанічнага поля прадуцэнты прадстаўлены пшаніцай (дамінантная монакультура) і відамі пустазелля (пырнік, васілёк, асот). Кансументамі з’яўляюцца насякомыя-шкоднікі і дробныя грызуны, а таксама звязаныя з імі харчовымі сувязямі драпежнікі і паразіты. Склад рэдуцэнтаў істотна не адрозніваецца ад складу рэдуцэнтаў у прыродных экасістэмах. Асноўнымі тыпамі аграэкасістэм у Беларусі з’яўляюцца: ворныя палі, лугі і пашы, фруктовыя сады, агароды, цяпліцы, фермы, сажалкі. У цяперашні час для павышэння прадукцыйнасці аграэкасістэм выкарыстоўваецца індустрыяльная тэхналогія: захаванне структуры глебы і аднаўленне яе прыроднай урадлівасці; выкарыстанне высокапрадукцыйных сартоў і гібрыдаў раслін; пераход да арганічнай сельскай гаспадаркі; замена хімічных пестыцыдаў на прыродныя; выкананне правільнага севазвароту і своечасовае правядзенне аграмерапрыемстваў; выкарыстанне прыродных ворагаў; пераход ад монакультуры да полікультуры; планаванне аграландшафту.
Праверым веды
Ключавыя пытанні
1. На птушкафабрыках ужываюць дадатковае штучнае асвятленне. Як вы думаеце, з якой мэтай гэта робіцца?
2. Чаму сельская гаспадарка з’яўляецца крыніцай небяспечнага забруджвання навакольнага асяроддзя?
3. Растлумачце, чаму культурныя расліны не могуць канкурыраваць з пустазеллем.
4. Растлумачце, чаму ў закінутых вёсках шмат пустак і бур’яну і якія прычыны распаўсюджвання пустазелля на закінутых палях.
Складаныя пытанні
1. Складзіце схемы трох харчовых ланцугоў аграэкасістэмы, якія пачынаюцца з раслін пшаніцы.
2. Чаму ў аграэкасістэмах насякомыя-шкоднікі могуць дасягаць высокай колькасці, а ў прыродных экасістэмах іх колькасць адносна пастаянная? Растлумачце з экалагічнага пункту гледжання, што такое «бумеранг-эфект».
3. Адзін з перадавых метадаў сучаснай аграноміі — пераход ад монакультуры да полікультуры. Што гэта дае з экалагічнага пункту гледжання?
4. Чаму хутка вычэрпваецца ўрадлівасць глебы ў аграэкасістэмах? Якая сутнасць «закона спадаючай урадлівасці»? Вызначыце шляхі вяртання пажыўных рэчываў у глебу.
Індывідуальнае дамашняе заданне. Прапануйце комплекс мерапрыемстваў, якія дазваляюць атрымліваць высокія ўраджаі таматаў ці бульбы ў кліматычных умовах Беларусі.