Файл: Bilet_1_-28.docx

Білет №28

1. Видовий склад і просторово-часова організація агрофітоценозу.

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).

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.

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.

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. Родючість грунту – важливий чинник функціонування агроекосистеми.

Родючість ґрунту - це властивість ґрунту задовольняти потреби рослин в елементах живлення, воді, забезпечувати кореневу систему достатньою кількістю повітря, тепла, сприятливими фізичними, хімічними та фізико-хімічними умовами для нормальної життєдіяльності.

Розрізняють такі види родючості ґрунту: природну, або потенційну, та штучну. Природна, або потенційна, родючість формується і змінюється під впливом природних процесів ґрунтотворення і залежить від хімічного складу ґрунту, біологічних процесів, які відбуваються в ньому, фізико-хімічних властивостей, кількості та якості гумусу, реакції ґрунтового розчину, інших показників.

Штучна родючість створюється в процесі використання ґрунту як основного засобу виробництва, залежить від продуктивних сил і виробничих відносин.

Ефективна, або економічна, родючість створюється сукупністю природної і штучної. Вона визначає кількість і якість урожаю.

Основні умови родючості грунту:

1) достатній вміст поживних речовин у доступній для рослин, що вирощуються, формі упродовж усього вегетаційного періоду;

2) повна забезпеченість фізіологічно доступною вологою;

3) оптимальний газообмін, який підтримує необхідний для рослин вміст кисню в ґрунтовому повітрі;

3) відсутність шкідливих речовин;

4) легка проникність коренів, яку забезпечує наявність потужного шару ґрунту, звідки рослини поглинають елементи живлення і вологу.

Кожна з цих умов має однаково важливе значення для функціонування конкретної агроекосистеми.

Агрономічно значущі показники родючості ґрунту:

1) гранулометричний склад;

2) вміст гумусу;

3) хімічний склад;

4) структурність;

5) водно-повітряний режим;

6) тепловий режим;

7) будова профілю;

8) рослинність;

9) біологічна активність.

Всі ці природні чинники взаємозумовлені і взаємопов'язані.

Активна, цілеспрямована діяльність людини щодо поліпшення якості ґрунту визначається поняттям «ефективна родючість». Сьогодні цю проблему розглядають на рівні моделювання родючості грунту. Це новий, ефективний, перспективний методологічний підхід у пізнанні і практичній реалізації шляхів керування родючістю ґрунту. Під моделлю родючості ґрунту слід розуміти сукупність агрономічно значущих властивостей ґрунту, які забезпечують певний рівень продуктивності рослин.

Екологічна роль гумусу. Гумус - складний динамічний комплекс органічних сполук, що створюється внаслідок розкладання і гуміфікації решток рослинного і тваринного походження. Рослинні рештки, що надходять у ґрунт, мають 17-21 кДж енергії на 1 г сухої речовини, 1 г гумінової кислоти - 18-22 кДж, 1 г фульвокислоти - близько 19 кДж, 1 г ліпідів - 35 кДж. Грунти із середнім вмістом зрганічної речовини 4 - 6 % і середніми запасами гумусу 200 - 400 т/га накопичують на одному гектарі стільки енергії, скільки дають 20 - 30 т антрациту.

Енергію органічної речовини ґрунтів використовують мікроорганізми і безхребетні тварини для забезпечення своєї життєдіяльності, для фіксації азоту, а також багатьох процесів у тілі ґрунтового профілю з трансформації маси ґрунту, відтворення і підтримання його родючості.

Гумусні речовини, особливо свіжоутворені, виявляють склеювальну здатність, що чинить великий вплив на утворення агроно­мічно цінної, зв'язної, водостійкої і пористої структур ґрунту.

Гумус і живлення рослин. Внаслідок обробітку ґрунту гумус поступово розкладається, поживні речовини, що вивільняються при цьому в мінеральній формі, використовуються рослинами. Особливе значення має азот органічної речовини ґрунту. За відсутності азотних добрив урожай однорічних небобових рослин майже цілком формується за рахунок азоту, що вивільняється під час мінералізації ґрунту.

У процесі розкладання гумусу мікроорганізмами крім азоту вивільняються й інші поживні речовини (фосфор, сірка, мікроелементи), а також діоксид вуглецю СО2, необхідний для фотосинтезу рослин.

Гумус і врожай. Гумус справляє прямий і опосередкований зплив на врожай сільськогосподарських культур. Прямий вплив зумовлений використанням рослинами азоту та інших поживних речовин, що містяться в гумусі і вивільняються під час його мінералізації; опосередкований полягає в поліпшенні умов росту рослин на більш гумусованих ґрунтах і підвищенні коефіцієнта використання поживних речовин добрив.