Агроценози, їхня структура та особливості функціонування. Шляхи підвищення продуктивності агроценозів.

Завдання:

Опрацювати матеріал :

1. Прочитати текст завдання 1

2. Переглянути відео

3. Переглянути презентацію

4. Створити конспект теми

Записати конспект та сфотографувати,закріпити файл та надіслати

1. Агроценози

Що таке система? Чому і окремий організм, і популяція є системами? Що таке екосистема? Які штучні екосистеми може створювати людина? Які фактори можуть впливати на врожайність сільськогосподарських культур? Яким чином людина може підвищувати їхню врожайність?

Структура агроценозів

Штучні екосистеми часто розглядають як окремий тип екосистем (агроценози). Вони створюються людиною й використовуються нею для господарських цілей (мал. 31.1). До агроценозів належать поля сільськогосподарських культур, городи, теплиці, сади, морські ферми, виноградники, парки тощо.

Мал. 31.1. Агроценози в морі і на суходолі

Агроценози містять такі самі екологічні групи організмів, як і природні екосистеми, — продуценти, консументи і редуценти. Але в них один вид суттєво переважає за кількістю особин. Агроценози й створюються задля одержання людиною продукції від цього виду. Консументи у складі агроценозів представлені людиною і шкідниками та збудниками захворювань виду, який є об'єктом вирощування. Фактично, шкідники і збудники захворювань — це конкуренти людини зі споживання ресурсів певного агроценозу.

Особливості функціонування агроценозів

Існувати без підтримки людини такі екосистеми не можуть. У них переважають організми одного виду, і вони не здатні до саморегуляції або така здатність є слабкою. Регуляцію цих систем здійснює людина.

Основний спосіб регуляції — ліквідація конкуруючих видів та створення сприятливих умов для вирощування корисних видів. Це досягається або агротехнічними прийомами (обробка ґрунту для збереження вологи, снігозатримання, прополювання тощо), або використанням хімічних препаратів (гербіцидів, фунгіцидів, акарицидів, родентоцидів тощо).

Регуляція процесів в агроценозах ускладнюється тим фактом, що наявність великої кількості особин одного виду, ще й розташованих із великою щільністю, створює сприятливі умови для поширення шкідників і захворювань. Для представників цих видів агроценози є величезним харчовим ресурсом, наявність якого дає гарні можливості для їх швидкого розмноження.

І ще один фактор впливає на цей процес. Генетичне різноманіття культурних організмів є меншим, ніж у диких видів. Причина цього — жорсткий відбір для використання людиною лише певних генетичних варіантів. Тому будь-якому патогену набагато легше пристосуватися до систем захисту організмів культурних видів.

Підвищення продуктивності агроценозів

Людина постійно вилучає з агроценозу речовини (коли споживає вирощену в них продукцію). Тому ці речовини доводиться постійно поновлювати (наприклад, вносити добрива). Без внесення добрив продуктивність агроценозу протягом кількох років суттєво знижується.

Для агроценозів можуть використовуватися як природні, так і синтетичні добрива. Кожен із цих типів добрив має свої переваги та недоліки.

Крім внесення добрив, існують й інші способи підвищення продуктивності агроценозів. У першу чергу, це селекційна робота, яка дозволяє отримувати сорти рослин і породи тварин зі значно більшою продуктивністю. Крім того, велике значення має технологія сівозмін. Чергуючи на одній території різні агроценози, можна підтримувати загальну продуктивність такої системи протягом тривалого часу і з високою ефективністю.

УЗАГАЛЬНЕННЯ

АГРОЕКОСИСТЕМИ (агроценози) - це штучні екосистеми, створені людиною для отримання сільськогосподарської продукції( поля, штучні пасовища, городи, сади, виноградники, ягідники, квітники, лісопаркові смуги).

За оцінками науковців усі агроценози займають близько 10 % поверхні суші і дають людству 90% харчової енергії.

Структура агроценозу. Агроценозам притаманні ті самі ознаки, що й природним екосистемам. До їх складу входять певні види рослин або тварин, що визначають вид агроценозу, вони мають певний тип взаємодії між організмами, що їх утворюють. Такі штучні екосистеми містять ті самі складники, що й природні: продуценти, наприклад, жито й бур'яни, консументи, поміж яких комахи, гризуни, а також редуценти - гриби та бактерії . Людина є обов'язковою ланкою харчового ланцюга в будь-якому агроценозі. Вона створює цей агроценоз, забезпечує його високу продуктивність, а потім збирає та використовує врожай.

Агроекологія - розділ екології, що вивчає взаємини організмів з чинниками довкілля у процесі сільськогосподарського виробництва. Найважливіше завдання цього розділу - розроблення методів, які забезпечили б високу продуктивність угідь та отримання екологічно чистої продукції з найменшими затратами енергії.

Основними екологічними проблемами сучасного землеробства (самостійна робота з матеріалом підручника)

• спустелювання земель - деградація земель у посушливих ділянках земної поверхні, що відбувається під дією природних (зміни клімату, водний дефіцит) або антропічних (надмірне випасання, вирубування лісів, будівництво доріг тощо) чинників;

• ерозія ґрунту - процес руйнування й знищення ґрунтового покриву під дією води (водяна ерозія), вітру (вітрова ерозія), перевипасу, тобто надмірного випасання (пасовищна ерозія), зрошення (іригаційна ерозія), промислової діяльності (техногенна ерозія);

• засолення ґрунту - накопичення в його верхніх шарах солі, що виникає під дією ґрунтових і поверхневих вод, надмірного поливу, надмірного зрошення;

• підтоплення та заболочування - збільшення вмісту води в ґрунті внаслідок зміни гідрологічного режиму території;

• забруднення ґрунтів - надходження й накопичення в ґрунті сполук важких металів, пестицидів, радіонуклідів, що позначаються на родючості ґрунтів й здоров'ї людини;

• виснаження ґрунту - збіднення ґрунтів на вміст гумусу (дегуміфікація), Кальцію (декальцинація) та інших елементів живлення рослин;

• забур'яненість угідь - поширення аборигенних (щириця звичайна, осот польовий рожевий), інвазійних (галінсога дрібноквіткова, амброзія полинолиста), стійких до гербіцидів (лобода біла, березка польова) видів бур'янів, що знижує врожайність і якість продукції, є причинами отруєння тварин і захворювань людей, поширення паразитів рослин.

Основою сучасного землеробства мають стати закони екології та екологічно обґрунтовані заходи:

фітомеліорація, сівозміна, застосування сидератів (зелених добрив).

Сьогодні в світі впроваджують кілька напрямів альтернативного землеробства: органічне землеробство, біодинамічне землеробство, біоінтенсивне мініземлеробство, мало затратне стале землеробство, екологічне землеробство, пермакультура. Все більше застосовують контурне землеробство (формування полів відповідно до контурів певного типу ґрунтів), адаптивне рослинництво (управління ростом і розвитком культурних рослин на основі інформації про стан рослин у кожний даний момент), органічне землеробство (з повною відмовою від мінеральних добрив, отрутохімікатів). Застосування закритих або краплинних зрошувальних систем.

Отже, тепер ви знаєте

1. Що таке агроценози?

2. Які існують відмінності між агроценозами і природними екосистемами?

3. Як людина регулює процеси в агроценозах?

4. Яким чином можна збільшити продуктивність агроценозів?

5*. Чи можна збільшити продуктивність агроценозу, використовуючи лише один метод (наприклад, внесення добрив)?

Запитання та завдання

6. Які властивості повинні мати шкідники для ефективного поширення в агроценозах?

7. Різке збільшення продуктивності агроценозів спостерігається протягом останніх 150 років. З чим це може бути пов'язано?

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ/ з презентації/!!!!! Чекаю в класруме

Опрацювати матеріал. Порівняйте природні екосистеми та агроекосистеми. Сформулюйте висновок про їхню стійкість у часі. стор.161, підручник

Агроценози, їхня структура та особливості функціонування

Що таке екосистема? Яка структура екосистеми?

Що таке продуценти, консументи та редуценти?

Як вам відомо, розрізняють природні (наземні, водні) (рис. 148) та штучні екосистеми (рис. 149). Прикладами наземних природних екосистем є тундра, тайга, широколистяні ліси, степ, савана, пустеля, тропічні лісі. Водні природні екосистеми - озера, річки, струмки, болота, відкритий океан, прибережні води тощо.

Поняття агроценозу.

У підручнику для дев'ятого класу було наголошено, що штучні екосистеми людина створює для задоволення власних потреб. Це сади, парки, городи, поля, штучні водойми тощо. Від природних угруповань вони відрізняються властивостями й особливостями функціонування. Незначне видове різноманіття та погано розгалужені трофічні зв'язки зумовлюють слабку стійкість штучних екосистем, натомість забезпечують високу продуктивність одного чи кількох видів у їхньому складі. У штучних екосистемах можуть бути представники дикої фауни й флори, без яких їхнє існування не можливе. Але, на відміну від природних екосистем, у штучних практично немає саморегуляції: без постійного втручання людини вони руйнуються й зникають.

Агроценоз (від грец. agros - поле, koinos - загальний) - штучна екосистема, створена людиною для своїх цілей шляхом посіву або посадки й подальшого культивування рослин, а також використання території для інтенсивного випасу свійських тварин.

Рис. 148. Приклади природних екосистем (Україна)

Озеро Синевир «Долина нарцисів»

Рис. 149. Приклади штучних екосистем (Україна)

Каховське водосховище Виноградники, Закарпатська область

Підготуйте повідомлення про одну з наведених природних або штучних екосистем, використовуючи додаткові джерела й інтернет-ресурси.

За оцінками науковців усі агроценози займають близько 10 % поверхні суші і дають людству 90% харчової енергії.

Структура агроценозу.

Агроценозам притаманні ті самі ознаки, що й природним екосистемам. До їх складу входять певні види рослин або тварин, що визначають вид агроценозу, вони мають певний тип взаємодії між організмами, що їх утворюють. Такі штучні екосистеми містять ті самі складники, що й природні: продуценти, наприклад, жито й бур'яни, консументи, поміж яких комахи, гризуни, а також редуценти - гриби та бактерії (рис. 150). Людина є обов'язковою ланкою харчового ланцюга в будь-якому агроценозі. Вона створює цей агроценоз, забезпечує його високу продуктивність, а потім збирає та використовує врожай.

Особливості функціонування агроценозів.

На відміну від природних екосистем, для агроценозів характерне невелике видове різноманіття: переважають одна або декілька культур, обраних людиною для вирощування (поле пшениці, жита чи кукурудзи). Відповідно, кількість видів тварин, грибів і бактерій теж є обмеженою.

У природних екосистемах діє природний добір, який відкидає неконкурентоспроможні види. За рахунок цього забезпечується стійкість екосистеми. В агроценозах діє переважно штучний добір, спрямований людиною на підвищення врожайності сільськогосподарських культур. Отже, екологічна стійкість агроценозів невелика. Вони не здатні до саморегуляції й самовідтворення, тому без участі людини агроценози зернових та овочевих культур існують не більше року, багаторічних трав - 3-4 роки, плодових культур - 20-30 років.

Для природних екосистем єдиним джерелом енергії є сонячне світло. Натомість агроценози, окрім сонячної енергії, отримують додаткову енергію, яку витратила людина на виробництво добрив, хімічних засобів проти бур'янів, шкідників і хвороб, на зрошення або осушення земель тощо. Без цієї енергії тривале існування агроценозів не можливе.

Рис. 150. Складники агроценозу житнього поля

Продуцент Консумент Редуцент

Жито посівне Миша польова Дощовий черв'як

Наведіть приклади складників інших агроценозів.

У природних екосистемах первинна продукція рослин споживається в численних ланцюгах живлення і знову повертається в систему біологічного колообігу у вигляді вуглекислого газу, води й елементів мінерального живлення. Натомість в агроценозах такий колообіг елементів порушується, оскільки значну їх частину людина вилучає з урожаєм, тому для відшкодування їх втрат і підвищення врожайності культурних рослин необхідно постійно вносити в ґрунт добрива.

Отже, порівняно з природними екосистемами агроценози мають обмежений видовий склад рослин і тварин, не здатні до самовідновлення та саморегуляції, схильні до загибелі в результаті масового розмноження шкідників або збудників хвороб і потребують постійної уваги людини.

Шляхи підвищення продуктивності агроценозів.

Наразі проводиться меліорація земель - осушення і зрошування ґрунтів, боротьба з ерозією (зміцнення схилів, безвідвальна оранка, висаджування лісосмуг, залуження колишніх торф'яників тощо). Людина застосовує раціональне внесення добрив, дозоване застосування засобів для боротьби зі шкідниками та хворобами рослин і з бур'янами.

Сучасні сільськогосподарські виробники створюють агропромислові комплекси, використовують високопродуктивну техніку, виводять нові високоврожайні сорти культурних рослин, стійкі до хвороб і шкідників, застосовують біологічні способи боротьби зі шкідниками.

В овочівництві і квітникарстві широко використовують теплиці, парники й вирощування овочів без ґрунту - гідропоніку (як субстрат застосовують гравій, зрошуваний розчинами солей) (рис. 151) та аеропоніку (субстрат відсутній, а коріння періодично обприскується розчинами мінеральних солей) (рис. 152).

Рис. 151. Гідропоніка Рис. 152. Аеропоніка

Підготуйте повідомлення про один зі шляхів підвищення продуктивності агроценозів.

• 1. Дайте означення поняття агроценоз.

• 2. Схарактеризуйте структуру агроценозу.

• 3. Порівняйте особливості функціонування природних екосистем та агроценозів.

• 4. Схарактеризуйте шляхи підвищення продуктивності агроценозів.

Чому тривале вирощування одного виду рослин на одній ділянці може негативно вплинути на продуктивність агроценоз?

Зелена революція й сільське господарство

«Зелена революція» – комплекс змін у сільському господарстві більшості країн світу, що привели до значного збільшення сільськогосподарської продукції. Ця аграрна революція включала в себе активне виведення більш продуктивних сортів рослин (здебільшого пшениці, рису й кукурудзи), розширення іригації, застосування добрив, пестицидів, сучасної техніки. «Зелена революція» неоднозначно вплинула на агросферу багатьох країн і континентів. Оцініть значення «зеленої революції» для суспільства й навколишнього середовища.

ВИСНОВКИ

Основні екологічні проблеми сучасного землеробства

1. спустелювання земель – деградація земель у посушливих ділянках земної поверхні, що відбувається під дією природних (зміни клімату, водний дефіцит) або антропічних (надмірне випасання, вирубування лісів, будівництво доріг тощо) чинників;

2. ерозія ґрунту – процес руйнування й знищення ґрунтового покриву під дією води (водяна ерозія), вітру (вітрова ерозія), перевипасу, тобто надмірного випасання (пасовищна ерозія), зрошення (іригаційна ерозія), промислової діяльності (техногенна ерозія);

3. засолення ґрунту – накопичення в його верхніх шарах солі, що виникає під дією ґрунтових і поверхневих вод, надмірного поливу, надмірного зрошення;

4. підтоплення та заболочування – збільшення вмісту води в ґрунті внаслідок зміни гідрологічного режиму території;

5. забруднення ґрунтів – надходження й накопичення в ґрунті сполук важких металів, пестицидів, радіонуклідів, що позначаються на родючості ґрунтів й здоров’ї людини;

6. виснаження ґрунту – збіднення ґрунтів на вміст гумусу (дегуміфікація), Кальцію (декальцинація) та інших елементів живлення рослин;

7. забур’яненість угідь – поширення аборигенних (щириця звичайна, осот польовий рожевий), інвазійних (галінсога дрібноквіткова, амброзія полинолиста), стійких до гербіцидів (лобода біла, березка польова) видів бур’янів, що  знижує врожайність і якість продукції, є причинами отруєння тварин і захворювань людей, поширення паразитів рослин.

ВИСНОВКИ

Шляхи підвищення продуктивності агроценозів

Основою сучасного землеробства мають стати закони екології та екологічно обґрунтовані заходи.

Фітомеліорація. Для підвищення продуктивності агроценозів здійснюють осушення і зрошування ґрунтів, проводять боротьбу з ерозією (зміцнення схилів, створення лісосмуг, залугування колишніх торф’яників тощо) за допомогою рослин.

Сівозміна. Це процес чергування культур на тому самому полі упродовж тривалого часу. Найважливіша умова застосування сівозмін – це розміщення сільськогосподарських культур по кращих попередниках (наприклад, кращими попередниками кукурудзи є зернобобові, які збагачують ґрунт азотом, а також картопля). Перспективним напрямом є розроблення методів сумісного вирощування двох або декількох культур на одній ділянці.

Застосування сидератів (зелених добрив). Це ті рослини (редька, гірчиця, люпин, овес, горошок), що їх тимчасово вирощують на вільних ділянках ґрунту з метою поліпшення структури ґрунту, збагачення азотом та пригнічення росту бур'янів.

Безвідвальну оранку ґрунту рекомендується почергово замінювати традиційною. Такий спосіб обробітку захищає ґрунт від ерозії. З метою збереження родючості земель дію цього заходу треба мінімізувати, щоб важка техніка не руйнувала його структуру.

Нові технології вирощування сільськогосподарських рослин і тварин. Сьогодні в світі впроваджують кілька напрямів альтернативного землеробства: органічне землеробство, біодинамічне землеробство, біоінтенсивне міні-землеробство, малозатратне стале землеробство, екологічне землеробство, пермакультура.

Застосування закритих або краплинних зрошувальних систем. В овочівництві й квітникарстві широко використовують теплиці, парники і методи вирощування овочів без ґрунту – гідропоніку (як субстрат використовують гравій, зрошуваний розчинами солей) та аеропоніку (коріння періодично обприскують розчинами мінеральних солей).

Впровадження біологічних методів боротьби зі шкідниками, хворобами та бур’янами.

Агроценози мають ті самі структури, умови існування, що й біогеоценози, але позбавлені таких властивостей, як стабільність і стійкість у часі.