Видовий склад і просторово-часова організація агрофітоценозу

Лекція 3. Агрофітоценоз та зооценоз

Література:

1.Агроекологія: Навч. посібник / О.Ф. Смаглій, А.Т. Кардашов, П.В. Литвин та ін. – К.: Вища освіта., 2006. – 671 с.

2. Агроекологія: Навч. посібник / М.М.Городній, М.К.Шикула, І.М.Гудков та ін.; За ред.. М.М.Городнього. – К.: Вища шк., 1993. – 416 с.

3. Агроекологія: теорія та практикум. Навч. посібник / В.М.Писаренко, П.В.Писаренко, В.І.Перебійник та ін.; За ред. М.М.Чекаліна та О.М.Байрак. – Видавництво «ІнтерГрафіка», 2003. – 320 с.

4. Гончар М.Т. Экологические проблемы сельскохозяйственного производства. – Львов: Вища шк., 1986. – 144 с.

5. Жарінов В.І., Довгань С.В. Словник-довідник по агроекології. – К., 2001 р. – 376 с.

6. Куценко О.М., Писаренко В.М. Агроекологія. – К.: Урожай, 1995. – 256 с.

7. Лимарь А.О. Экологические основы систем орошаемого земледелия. – К.: Аграрная наука, 1997. – 400 с.

8. Мануш С.Г. Сельское хозяйство и охрана фауны. – М.: Агропромиздат, 1990. – 112 с.

План

1. Видовий склад і просторово-часова організація агрофітоценозу.

2. Фермський біогеоценоз (екосистема)

3. Внутрішньопопуляційні та міжвидові відносини між тваринами організмами.

4. Вплив тваринництва на навколишнє середовище

Видовий або флористичний склад угруповань - це перелік видів, які трапляються в ньому. Число видів, які можна знайти у даному угрупованні на певній одиниці площі (1, 10 або 100 м²), називають видовою насиченістю. Агрофітоценоз харак­теризується обов'язковим домінуванням вирощуваних культурних рослин. Зазвичай культурні види вирощують переважно як одновидові популяції. Залежно від умов вирощуван­ня, періоду онтогенетичного розвитку та морфолого-фізіологічних особливостей культури її едифікаторна роль різна. Найсильніші едифікаторні властивості мають багаторічні трави. За ступенем їх ослаблення однорічні культури утворюють такий ряд: озимі, ярі колосові, зернобобові, ярі просапні, баштанні, овочеві.

Бур'яни - це супутники культурних рослин поля і городу. Вони є другим автотрофним компонентом агрофітоценозу. Їх поділяють на дві групи: сегетальні та рудеральні. Сегетальні бур'яни засмічують польові й городні культури, рудеральні - оселяються на смітниках, узбіччях шляхів, вони також потрапляють на сільськогосподарські землі й завдають великої шкоди сільськогосподарському виробниц­тву. Культурні рослини і бур'яни - об'єкти вторинних місцезростань, еволюція яких відбувалася за участю людини, тобто агрофіти з'явилися з розвитком землеробства. В Європі вони поширились, починаючи з пізнього кам'яного віку (5000 — 6000 років тому).

Види рослин, які відомі з археологічних знахідок як бур'яни з до­історичного часу, називають археофітажи (волошка синя, кукіль звичайний, маки, стоколос житній, ромашка непахуча, талабан польовий, рутка лікарська, сокирки польові, люцерна хмелевидна, фіалка триколірна). Серед бур'янів є і неофіти - занесені рослини, які з'явилися в агрофітоценозах в історично недавній час (злинка канадська 1655 р. - з Північної Америки, а галінсога дрібноцвіта - з Мексики у 1880 р.). Рослини, які поширилися в місцевій флорі за участю людини (культурні бур'яни) і живуть на місцях зростання, створених людиною, називають антропофітами.

Аборигенні рослини, які поширилися з природних місцезростань на орні землі, називають апофітами. Види місцевої флори, що знаходять сприятливі умови для росту і розвитку на полях, стають злісними бур'янами - пирій повзучий, осот жовтий польовий, глуха кропива пурпурова, лобода біла, лобода багатонасінна, зірочник середній (мокрець).

За період свого існування бур'яни добре пристосувалися до штучних умов вирощування домінантної культури, а також до екстремальних умов, за яких агротехнічні та хімічні засоби боротьби спрямовані на їх знищення.

Структура і динаміка. Незважаючи на різноманітність компо­нентів агрофітоценозу, головними організаційними елементами його структури завжди є культурні рослини та бур'яни. Структурна організація агрофітоценозу досить спрощена, як і структура природ­них фітоценозів у тих же екологічних умовах. Чисті одновидові посіви за відсутності бур'янів є одноярусними угрупованнями. Зі зрос­танням забур'яненості ниви проявляється вертикальне розчленування агрофітоценозу, тобто формується його ярусність. Ярусність в агрофітоценозах простежується не лише в надземній частині, а й у підземній - в розміщенні кореневих систем.

Сезонна мінливість кількості бур'янів в агрофітоценозах характеризується швидким зростанням числа особин на одиницю площі залежно від погодних умов року. За достатньої кількості вологи і тепла бур'яни добре проростають і з часом формують генеративні органи. Строки генеративної фази залежать від погодних умов, що забезпечує їм високі пристосувальну здатність та стійкість.

Різнорічна динаміка пов'язана зі зміною погодних умов, але вона не призводить до істотних змін в агрофітоценозі, оскільки домінантність сільськогосподарської культури зберігається. Склад і кількість бур'янів можуть варіювати. Так, періодично спостерігається масове розмноження кудрявця Софії в лісостепових і особливо степових районах після вологої осені.

Співжиття в агрофітоценозах. Можливість спільного зростання різних видів зумовлена їхньою екологічною, біологічною специфікою, а також неординарністю умов зростання. Кожен вид у фіто­ценозі займає свою екологічну нішу. Певна ніша характеризується горизонтами середовища, де розміщені надземна і підземна частини фітомаси тіла рослини. Оскільки в агрофітоценозі умови зростання переважно одноманітні (оранка, добрива тощо) й вирощується тільки одна культура, всі особини якої здатні однаково поглинати сонячну енергію, воду, міне­ральні елементи, то надзвичайне значення має внутрішньовидова конкуренція. Конкуренцію в агрофітоценозі регулює людина за до­помогою норми висіву.

Міжвидова конкуренція в агрофітоценозах виникає між висіяними культурними рослинами та бур'янами за світло, вологу, поживні речовини. Осот польовий для утворення 3,6 т зеленої фітомаси поглинає з їрунту таку кількість поживних речовин, якої було б достатньо для отримання 3,2 т зерна або майже 20 т коренеплодів цукрового буряку. Забезпеченням оптимальних умов культурним рослинам підвищують їх конкурентність. Тому агротехніка фактично регулює співжиття культурних рослин і бур'янів.

В агрофітоценозах простежується значний взаємовплив через кореневі виділення і метаболіти ризосферних організмів. Так, із корінців пшениці в ґрунт виділяється до 10 різних цукрів, 19 амінокислот, 10 органічних кислот, 3 нуклеотиди та 3 ферменти. В агрофітоценозах алопатична дія одних рослин на інші важливіша, ніж у природних угрупованнях, де еволюція організмів відбувалася одночасно, тому збереглися тільки алопатично стійкі один до одного види. Інтродуковані або випадково занесені людиною види можуть пригнічувати аборигенні і навпаки.

Алелопатія - взаємний хімічний вплив сумісно існуючих організмів шляхом виділення ними в навколишнє середовище продуктів своєї життєдіяльності (фітонциди, ефірні олії тощо). Явище алелопатії враховують при вирощуванні сільськогосподарських культур (сівозміни, повторні посіви культур-санітарів, добір культур для змішаних посівів тощо).

Паразитизм - антагоністична форма взаємодії двох різних організмів, за якої один із них (паразит) використовує іншого (хазяїна) як джерело їжі або середовище оселення. Паразити можуть бути обов'язковими (облігатними) і факультативними - здатними переходити до іншого способу життя та живлення, тимчасовими і стаціонарними. Серед стаціонарних паразитів виділяють ендопаразитів, які оселяються в тканинах різних органів. Паразити завдають шкоди сільському господарству. У природі вони регулюють чисельність популяцій рослин і тварин.

Регулюванням строків посіву та норм висіву вдається підвищити конкурентну стійкість культурних рослин. Сучасна агротехніка, яка передбачена для інтенсивних сортів, у багатьох випадках забезпечує зрідження і загибель бур'янів внаслідок затінення. В разі ослаблення конкурентоспроможності культури спостерігається швидкий розвиток бур'янів. Очищення окремих земель від бур'янів за інтенсивного землеробства є результатом системи агротехніки, коли створено оптимальні умови для розвитку культури та знешкодження бур'янів, а також усунено можливість засмічення сільськогосподарських угідь.

Однією з важливих характеристик агроекосистем є співвідношення в них посівних площ, пасовищ та поголів'я свійських тварин. Згідно з балансовими розрахунками, для Східної Європи з урахуванням колообігу речовин у системі ферма - гній - засіяна площа - навколишнє середовище, на 1 га ріллі доцільно мати від 0,8 - 1,1 до 2,2 - 3,0 умовних голів великої рогатої худоби. Відхилення від цих параметрів завжди має однакові наслідки: або дефіцит гною та деградацію ґрунту через заміну органічних добрив на мінеральні, або деградацію агроекосистеми у зв'язку з необхідністю інтенсифікації процесу кормовиробництва.

Має значення синхронізація життєдіяльності вищих рослин та мікроорганізмів у ґрунті. Вона визначає родючість ґрунту, стабілізує запаси поживних речовин і замикає колообіг речовин. Співжиття в ґрунті зовні малопомітне, але дуже важливе. Відомо, що в серед­ньому в орному шарі на 1 га живе 500 кг дощових черв'яків, 50 кг нематод, 40 кг ґрунтових ракоподібних і 20 кг змій та гризунів. На кожен 1 м² ріллі припадає 2 - 3 кг внутрішньоґрунтової живої речовини, з якої 1,5 кг - це корені рослин.

2. Фермський біогеоценоз (екосистема)

Під терміном «фермський біогеоценоз», або фермська екосистема, розуміють природно-технічну систему, що складається з сільськогосподарських (свійських) тварин і екотопу середовища їх проживання в формі скотного двору (скотарні), тваринницької ферми або промислового комплексу. Способи утримання тварин розвивались і вдосконалювались по шляху збільшення масштабів виробництва продукції тваринництва (молока, м'яса, вовни, яєць тощо).

Сільськогосподарські тварини, яких утримують у приміщеннях, «зафіксовані» на своїх місцях проживання, не можуть вільно переміщуватися з одного біогеоценозу в інший. Режим їх поведінки і спосіб життя визначає людина (прив'язі, стійла, клітки тощо). Мала рухливість негативно відбивається на життєдіяльності тварин. У них знижується тонус організму, порушується діяльність органів і систем, уражуються кістки, суглоби, сухожилля кінцівок. Однак за стійлового утримання тварини захищені від несприятливих погодно-кліматичних умов (снігу, холоду, сильних вітрів, дощів, спекотного сонця), від хижаків (вовків) тощо.

Скотарні, тваринницькі ферми і комплекси належать до фермських біогеоценозів, оскільки в них відсутні екологічні групі організмів, які створюють органічну речовину (продуценти).

У тваринницьких приміщеннях дуже мало редуцентів - організмів, які розкладають органічну речовину рослинного і тваринного походження. Через відсутність продуцентів (в основному рослин, які споживають вуглекислий газ із повітря, що видихається) і недостатню кількість редуцентів (грибів і мікроорганізмів, здатних мінералізувати екскременти) в тваринницьких приміщеннях дуже швидко можуть змінюватись умови проживання тварин внаслідок забруднення середовища фекаліями і сечею, продуктами їх розкладання.

Домінантами-едифікаторами фермських біогеоценозів є свійські сільськогосподарські тварини. Роль неживих компонентів виконують штучно створені людиною різні пристрої: підлоги, стелі, стіни тваринницьких приміщень, кормороздавачі й автонапувалки, штучні джерела світла.

Для будівництва тваринницьких приміщень використовують дерево, цеглу, цемент, залізобетон та інші матеріали, часто неіндиферентні для тварин. Маючи тільки власні фізичні і хімічні властивості, вони прямо чи побічно впливають на тварин, їх життєдіяльність, продуктивність і відтворювальну здатність, стійкість чи, навпаки, сприйнятливість до хвороб.

Вважають, що з усіх конструкційних елементів тваринницького приміщення найбільше значення має підлога, яка впливає на кінцівки тварин, що стоять, легкість очищення від гною тощо. На стан впливають також стеля, стіни та інші конструкційні елементи фермських біогеоценозів. Стіни, стеля і дах призначенні для утеплення приміщень, підтримання в них належних температурного режиму і вологості. Життєдіяльність і продуктивність тварин значною мірою залежить від мікроклімату в тваринницьких приміщеннях (вологість повітря, освітлення, температура, загазованість тощо), багато параметрів яких змінено (слабке освітлення, підвищена вологість, виділення в середовище продуктів метаболізму тварин). Корова масою 600 кг, що дає 30 кг молока, виділяє за добу 4860 л СО₂ і 10 - 15 кг водяної пари.

Технології утримання різних видів тварин пов'язані з використанням спеціальних машин, механізмів, електродвигунів (апаратів), робота яких супроводжується виробничими шумами. Шум - це подразник, який може негативно впливати на організм тварини (підвищення температури, зміна фізико-хімічних властивостей, зниження продуктивності, збільшення витрат кормів на одиницю отриманої продукції). На великих тваринницьких комплексах формуються сильні електромагнітні поля, здатні викликати мутагенні ефекти і негативно впливати на потомство.

Дата добавления: 2014-01-06