Реферат на тему агроэкосистемы
Обновлено: 30.06.2024
Лица, мало знакомые с достижениями современной биологии, да и с разнообразием локальных форм сельского хозяйства, часто утверждают, что в современном сельскохозяйственном производстве нет альтернативы пестицидам и что химизация является синонимом интенсификации сельского хозяйства.
Это неверно. Приведу типичный пример. В одном из районов Перу в 1949 г. для защиты хлопчатника были применены ДДТ и токсафен. В 1950 г. урожай составил здесь 494 кг/га, в 1954 — 728 кг/га. Однако уже в 1952 г. ДДТ перестал подавлять численность растительной тли, а к 1956 г. на хлопковых полях появились 6 новых видов, поражающих хлопчатник. В 1956 г. Урожай упал до 332 кг/га (при 4-кратном увеличении применения пестицидов).
С 1957 г. применение пестицидов было прекращено и стали использовать биологические методы защиты. В 1970-е годы урожай вновь вырос и составил 724-1036 кг/га.
Подчеркнем одно существенное обстоятельство. Выше уже говорилось о заинтересованности крупных транснациональных химических концернов в расширении производства пестицидов. Эта заинтересованность, подкрепленная очень значительными материальными ресурсами (напомним, что ежегодно в мире производится пестицидов на сумму не менее 15 млрд.долларов), в значительной степени препятствует широкому развитию альтернативных средств защиты растений.
Ниже кратко рассматриваются некоторые из возможных направлений экологизации сельского хозяйства, исключающие или резко снижающие использование пестицидов. Перед рассмотрением этих направлений коснемся результатов реальных опытов ведения сельского хозяйства без химизации.
ОРГАНИЧЕСКОЕ СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
Начиная с 1980 г. в США ежегодно проводятся национальные конференции по экологическому сельскому хозяйству, а начиная с 1988 г. министерство сельского хозяйства США выделяет несколько миллионов долларов на разработку нехимических путей ведения сельского хозяйства (organic farming). В этой же связи нужно рассматривать и заметное сокращение использования минеральных удобрений в США (общая их продажа сокращается начиная с середины 1980-х гг.).
В конце 1980-х гг. в США существовало более 30 тыс. ферм, не применявших не только пестициды, но и минеральные удобрения. Объем продаж органических сельских продуктов возрос в США с 1989 по 1994 г. в 4 раза и продолжает быстро увеличиваться. Особенно заметно изменение ситуации при выращивании хлопка: площади под органическим хозяйством возросли в 1990-1994 гг. более чем в 2000 раз — с 60 га в 1990 г.до 13 000 га). Сокращение применения пестицидов на хлопке особенно важно,так как в мире для хлопка используется около 25% всех производимых пестицидов.
В результате крупных правительственных субсидий в Германии только в 1989-1992 гг. число органических ферм увеличилось в 6 раз, при увеличении площадей под органическим хозяйством в 10 раз. Они произвели в 1993 г. 1,3% всей сельхозпродукции и по прогнозам произведут до 8% в 2000 г.
Опросы показывают, что каждый пятый датский фермер хотел бы перейти к органическому хозяйству. Это обстоятельство было переплавлено в соответствующие организационные и экономические формы. Дания оказалась первой из стран с высокоразвитым сельским хозяйством, которая поставила задачу полностью прекратить использование в сельском хозяйстве пестицидов к 2005 г. – сделать свое сельское хозяйство только органическим.
Желание получать здоровую пищу привело к развитию своеобразных кооперативов по производству экологически чистой продукции в США. Примером такой формы служит общественная ферма в Анн-Арборе: участники кооператива за 150 долларов получают в течение года около 100 кг экологически чистых овощей. Ферма процветает.
Мощные сельскохозяйственные объединения в Мексике и США по заказу американских крупных фирм происходят органические продукты — кофе, сезам, соевые бобы, бананы, ванилин, виноград и овощи.
По некоторым оценкам, потенциал органического сельского хозяйства лимитирован лишь объемами органики, идущей на удобрение. Поэтому без коренной реконструкции сельскохозяйственного производства он не сможет превысить более 10% производства.
После анализа, показавшего неэффективность применения пестицидов, Пакистан еще в 1980 г. отказался от правительственных субсидий на распространение пестицидов. В последующие годы продажа пестицидов сократилась в 2-3,5 раза без заметного ущерба для урожая.
В Венгрии широко развито ведение высокопродуктивного сельского хозяйства (50-100 ц/га) без применения пестицидов. По крайней мере в трех западноевропейских странах есть национальные программы по резкому сокращению применения пестицидов — Дании, Нидерландах, Швеции.
В России и других странах СНГ есть примеры длительного успешного ведения экологически чистого сельского хозяйства.
В Белореченском районе Краснодарского края в 1980-е гг. многие хозяйства работали без пестицидов, выращивая рис и гречиху. Кубанским сельскохозяйственным институтом были разработаны и внедрены в практику методы выращивания риса с резким сокращением расхода воды и без гербицидов. На протяжении ряда лет некоторые хозяйства в Белореченском, Красноармейском, Славянском районах Краснодарского края успешно работали по этой технологии, получая средние урожаи 75-76 ц/га. В частности, в Красноармейском районе в колхозе им.Мичурина при выращивании риса в 1987 г. на площади более чем 1000 га были получены урожаи больше, чем при использовании пестицидов. В целом на 40 тыс. га Краснодарского края беспестицидное выращивание риса давало в середине 1980-х гг. урожаи по 40 ц/га.
Разработаны и применяются безгербицидные технологии при выращивании кукурузы в Краснодарском крае. Урожаи зерна и зеленой массы при этом оказываются не меньшими, а прямые затраты сокращаются на 25-30%.
В Новгородском сельскохозяйственном институте в начале 1980-х гг. разработана эффективная агротехнология возделывания зерновых культур без применения минеральных удобрений и пестицидов.
Во всех регионах бывшего Советского Союза в 1980-х гг. были очаги беспестицидного высокопродуктивного земледелия.
В заключение этого раздела подчеркнем, что органическое сельское хозяйство — это не только способ получения экологически чистой продукции, но и эффективный путь к восстановлению природных биоценозов, к обогащению природного биоразнообразия, утрачивающегося из-за увлечения пестицидами. Совсем недавно в Шри Ланке было обнаружено возвращение лягушек в район тех чайных плантаций, где люди обратились к органическому (безгербицидному) выращиванию чая.
АГРОТЕХНИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ
Резко ограничено применение химических средств защиты растений при различных вариантах безотвальной обработки почв.
Одним из самых опасных врагов зерновых культур в лесостепи Западной Сибири оказывается водяная полевка. До 1980-х гг. при защите посевов от нее в основном использовался авиахимический метод. Фосфидом цинка, а затем глифтором обрабатывались сотни тысяч гектаров (в том числе и площади, свободные от посевов, на которых зверек в данный сезон не оказывал повреждающего действия!).
Отравленные приманки охотно поедались не столько полевкой, сколько тетеревами, журавлями, утками, гусями. В результате произошло резкое сокращение численности этих видов на огромных площадях.
Резко сократилась численность и врагов водяной крысы — горностаев, колонков, хорей, в массе погибавших от поедания полевок с накопленными в их организме ядами. Лишенные естественных врагов, популяции полевки резко увеличили численность. Для ее сдерживания необходимо было применять все больше и больше ядохимикатов.
Биологическим институтом СО РАН была разработана и на протяжении многих лет успешно применяется в Новосибирской области модель эффективной защиты урожая от водяной полевки — на основе перестройки структуры посевов в соответствии с прогнозируемой численностью полевок. Организационно-агротехнические мероприятия при этом выступают не как дополнение, а как альтернатива истреблению зверька химическими методами.
Потери урожая свеклы из-за свекловичной листовой тли в засушливые годы можно снизить с 81 до 6% простым дождеванием, без применения каких-либо химических средств защиты. В одном из крупных хозяйств Канады было установлено, что эта тля нападает на капусту только тогда, когда она высаживается рассадой. Когда капуста выращивается на поле с самого начала вегетации, тлей на ней не бывает. Предполагается, что стресс, вызываемый у растений пересадкой в новые условия, приводит к изменению биохимических особенностей, что и привлекает тлей. Так, предельно простые агротехнические приемы позволили полностью устранить необходимость химической защиты.
Строгое соблюдение всех рекомендованных агротехнических приемов издавна обеспечивало и обеспечивает защиту растений в условиях полезащитного и орошаемого земледелия Украины.
Одно из направлений экологизации земледелия – сохранение биоты почв, регулирование ее жизнедеятельности, организация биологического контроля всех агротехнических мероприятий, поддержание определенного гомеостаза почвенного населения (в том числе состава и численности населяющих почву микроорганизмов).
В заключение этого раздела отметим, что и агротехника не стоит на месте: распространяются специальные экологически безвредные средства отпугивания (а не уничтожения) нежелательных видов с определенных территорий.
ОТ МОНОКУЛЬТУР — К ПОЛИКУЛЬТУРАМ
Все без исключения искусственные агроценозы неустойчивы во времени. Поддержание их устойчивости на основе монокультур обходится человеку все более дороже. Выдающийся ботаник нашего времени А.Л.Тахтаджян пришел к выводу, что победа цветковых растений в борьбе за существование была обеспечена их способностью образовывать сложные многоярусные сообщества. Если это так, то, поддерживая монокультуры, мы идем против эволюционных традиций живой природы. Переход к поликультуре и щадящей почвообработке, использование при этом всех органических остатков на поле, наоборот, соответствовало бы тенденции развития природных биосферных процессов.
Агроэкосистемы будущего должны быть многокомпонентными (поликультуры), обеспечивающими кроме высокой продуктивности максимальную плотность зеленого покрова планеты.
Иногда говорят, что монокультуры в сельском хозяйстве более продуктивны, поскольку они способны продуцировать биомассу вдвое большую с единицы площади, чем естественные экосистемы. При этом, однако, не учитывается, что производство биомассы в естественных экосистемах не связано с затратами энергии человеком, тогда как энергетическая эффективность агроценозов может быть близкой к нулю или даже отрицательной.
Широкое распространение монокультур в современном сельском хозяйстве тесно связано с практически повсеместным применением химических средств защиты растений (так же как и с увеличенными дозами минеральных удобрений).
В средней полосе европейской части России поликультура кукурузы, овса и подсолнечника давала 415 ц/га кормовой массы при урожаях чистого посева кукурузы 327 ц/га. При посеве кукурузы с кормовыми бобами было получено повышение урожая кормовой массы на 40-80 ц/га при дополнительном сборе протеина 1,4 ц/га. В Белоруссии подсев люпина к кукурузе позволял дополнительно получать до 150 ц/га кормовой массы.
В условиях Подмосковья трехвидовые агроценозы (горох-горчица-подсолнечник, вика-горчица-подсолнечник) не только давали более высокие и устойчивые урожаи кормовой массы, но степень их засоренности снижалась в 3-4 раза, что делало ненужным использование гербицидов.
Среди примеров других поликультур, успешно осуществленных в разных экспериментах: кукуруза-ячмень; кукуруза-люпин; кукуруза-горчица; кукуруза-подсолнечник-бобы; вика-овес-райграс;хлопчатник-сорго; лен-клевер; кукуруза-соя-банан-маниок-кокосовая пальма-гевея. Среди популярных поликультур в Центральной Америке ныне: маис-тыквы (пепо и бутылочная); маис-бобы; кассава-бобы; кассава-сладкий картофель. В Руанде (Африка) используются поликультуры: бобы-маис-сладкий картофель; соя-сорго-сладкий картофель. Возможны разные варианты поликультур.
Еще несколько столетий назад сортосмеси применялись в Китае при возделывании двухсезонного риса: рассада позднего сорта подсаживалась в посевы раннего, и общий урожай повышался до 48%. В Перу издавна, на протяжении многих веков, для надежности на поля высевают одновременно по нескольку культур (небольшими квадратами), что обеспечивает урожай при любых погодных условиях. Смешанные посадки сортов риса получили широкое распространение в Японии. Сортосмеси пшеницы успешно применялись в ХIХ веке во Франции и России.
Многочисленны данные по успешному использованию сортосмесей кукурузы, хлопчатника, яровой пшеницы, гречихи и других культур.
Конечно, не всякие смеси и не всегда дают заметное повышение урожайности: требуется интенсивное исследование приемов массового усиления различий между растениями в посевах по развитию, органообразованию и росту, возрасту и продолжительности жизни, размножению и размещению на площади, т.е. учет разнообразных взаимоотношений компонентов на протяжении вегетации. В многолетних опытах П.В.Юрина (МГУ) урожай односортовых плантаций кукурузы составлял 343 ц/га, а в смешанных посевах с неодинаковой высотой растений и разными сроками цветения — 472 ц/га. На площади 4 тыс. га П.В.Юрин получал урожай пшеницы из смешанных сортов 43,3 ц/га, а при монокультуре — только 33,7 ц/га.
Отказ от монокультур и переход к поликультурам позволяет обеспечить неуязвимость полей при воздействии насекомых, клещей, грибковых и вирусных заболеваний в опасных для урожая масштабах.
В таких сложных экосистемах взаимосвязь видов такова, что постоянно высокая численность какого-либо одного вида невозможна. Кроме того, в поликультурах практически отсутствует почвоутомление.
Углубленное изучение межвидовых взаимоотношений в таких создаваемых человеком фитоценозах должно вскрыть большие резервы повышения урожайности сельскохозяйственных культур без применения химических средств защиты растений.
ПРИРОДНЫЕ ПЕСТИЦИДЫ
Важное направление современного сельского хозяйства — замена химических пестицидов на природные. В некоторых регионах мира природные нетоксичные пестициды применяются издавна.
Своеобразным направлением биозащиты может считаться использование пестицидных препаратов, основанных на природных, чаще всего растительных, ингредиентах. Известно, например, что высушенные или измельченные листья картофеля, помещенные с клубнями в хранилища, уменьшают потери картофеля при хранении до 40%.
Существует немало инсектицидных препаратов, основанных на растительных ингредиентах. С колорадским жуком, многими вирусами,в том числе вирусом табачной мозаики, эффективно борются посредством опрыскивания растений настоем зеленого перца, иногда смешиваемого с чесноком, табаком или корнями Croton tigleum.
К середине 1970-х гг. в мире было известно в общей сложности около 2000 видов растений с выраженной инсектицидной активностью. Для нашей флоры известны многие десятки растений с инсектицидной активностью — настоев, порошков из луков, чеснока, живокости, софоры, ежовника, молочая, хрена, горчицы, петрушки, багульника, белены, дурмана, маков и многих других.
ВЫВОДЫ
На основании вышеизложенного, предполагаю, что агроэкосистемы будущего без химии возможны. Применение методов посадки поликультур, использование метода Мальцева, а также отказ от пестицидов – наше будущее.
Нурланова Адия ИЯ-102
СРСП №4. Экология
Искусственные экосистемы.
В биосфере помимо естественных биогеоценозов и экосистем существуют сообщества, искусственно созданные хозяйственной деятельностьючеловека, — агроэкосистемы.
Агроэкосистема (от греч. agros — поле) — биотическое сообщество, созданное и регулярно поддерживаемое человеком с целью получения сельскохозяйственной продукции.
Кагроэкосистемам относят поля, сады, огороды, виноградники, крупные животноводческие комплексы с прилегающими искусственными пастбищами. Характерная особенность агроэкосистем — малая экологическая надежность, новысокая урожайность одного (нескольких) видов или сортов культивируемых растений или животных. Главное их отличие от естественных экосистем — упрощенная структура и обедненный видовой состав.
Разнообразие живыхорганизмов в них резко снижено для получения максимально высокой продукции. НАПРИМЕР, на ржаном или пшеничном поле кроме злаковой монокультуры можно встретить разве что несколько видов сорняков. Наестественном лугу биологическое разнообразие значительно выше, но биологическая продуктивность во много раз уступает засеянному полю.
Виды сельскохозяйственных растений и животных в агроэкосистемахполучены в результате действия искусственного, а не естественного отбора.
В связи с постоянным изъятием урожая и нарушением процессов почвообразования, при длительном выращивании монокультуры накультурных землях постепенно происходит снижение плодородия почв. Данное положение в экологии называется законом убывающего плодородия. Таким образом, для расчетливого и рационального ведения сельского хозяйстванеобходимо учитывать обеднение почвенных ресурсов и сохранять плодородие почв с помощью улучшенной агротехники, рационального севооборота и других приемов.
Главное отличие агроэкосистемы от природных экосистем —получение дополнительной энергии для нормального функционирования. Под дополнительной понимается любой тип энергии, привносимой в агроэкосистемы. Это может быть.
ГОСТ
Антропогенные экосистемы
Все антропогенные экосистемы можно подразделить на два основных вида:
- агроэкосистемы, или агроценозы,
- урбосистемы, или урбоценозы.
К последним очень близки по структуре экосистемы промзон. Часто они входят в качестве составной части в урбоэкосистемы, реже территориально обособлены от них.
Агроэкосистемы
Агроэкосистемы - искусственные экосистемы, сформированные при участии человека в результате его сельскохозяйственной деятельности. Примерами агроценозов служат пашни, сенокосы, пастбища. Продуцентами в агроценозах служат культурные и сорные растения, консументы обычно представлены небольшими животными:
- беспозвоночные,
- птицы,
- грызуны.
Редуцентами в агроценозах являются в основном грибы и бактерии, как и в естественных экосистемах.
Основными специфическими чертами агроэкосистем являются:
Готовые работы на аналогичную тему
Таким образом, агроэкосистемы – это неустойчивые сообщества, способные функционировать только в условиях поддержки человека.
Урбосистемы, или урбоценозы
Урбосистемы, или урбоценозы - искусственные экосистемы, которые формируются в результате развития городов. Они представляют собой средоточие населения, жилых построек, промышленных, бытовых, культурных объектов и некоторых видов биоты, которые могут обитать в таких условиях.
По мере антропогенной трансформации среды обычно выделяют несколько зон урбоценоза, их полный набор бывает представлен лишь в наиболее крупных населенных пунктах. Также существует подразделение урбоэкосистем по типу использования человеком, в этом случае выделяют: промышленные, селитебные, рекреационные зоны, транспортные системы и т.д.
Они отличаются от природных экосистем рядом специфичных особенностей. Урбоэкосистемы гетеротрофны, их существование зависит от используемых человеком горючих ископаемых и других источников энергии, а также агроэкосистем. Такое дополнительное поступление энергии из окружающих урбоэкосистемы территорий (и былых биосфер) способствует накоплению ими большей зоомассы, особенно позвоночных животных, которые менее строго связаны с продуктивностью фитоценозов.
При этом, нарушается характерное для естественных сообществ соотношение фито- и зоомассы. Относительно простая пространственная структура, сочетающаяся с высокой мозаичностью территории, обуславливается постоянно идущими антропическими сукцессиями, обычно хаотического характера.
Организмы, обитающие в урбоэкосистемах, называются синантропными, или урбофильными. Как правило, они обладают целым комплексом связей с антропогенным ландшафтом, среди которых важнейшее значение имеют трофические, топические и фабрические связи, т.е. элементы городской среды предоставляют организмам подходящие корма, микростации, места для отдыха, укрытия и т.д.
Значительная часть таких видов преадаптирована к обитанию в городской среде, поскольку происходит из скального ландшафта. Все они отличаются высокой антропотолерантностью. Эдификаторная роль в урбоэкосистемах человека осуществляет отбор в теоретически способных обитать в городской среде видов по степени устойчивости их к различным формам фактора беспокойства.
Руководитель: Баченина Татьяна Владиславовна – учитель географии.
Актуальность. Одна из основных причин не соблюдения норм охраны природы заключается в низкой экологической культуре самых широких слоев населения Воспитание нового экологического сознания – это нравственная база, которая может предотвратить экологические катастрофы.
Цель: познакомиться с агроэкосистемой поля и изучить у определенной группы растений (морковь, картофель, пшеница, сахарная свекла, горох) содержание основных химических элементов, влияющих на рост и развитие растений.
Задачи: изучить агроэкосистемы и взаимосвязи компонентов в них; какова физиологическая значимость и эффективность микро- и макрохимических элементов в жизни растений; выявить, что является главным источником азота, калия, фосфора для питания растений.
Гипотеза: Действительно ли, микро- и макроэлементы необходимы для жизни растений?
Методы исследования: Эксперимент, анализ и наблюдение; систематизация и обобщение
Прогнозируемый результат: Рост антропогенной нагрузки на агроэкосистему поля оказывает негативное влияние на плодородие почв. В результате своих исследований она пришла к выводу, что для того чтобы осуществить посев любого культурного растения и получить хороший результат необходимо:
- провести опыт и обследование почв, удобрений и растений; сделать анализ питательности удобрения; ввести контроль над правильным использованием удобрений, гербицидов; соблюдать севооборот растений, агротехнические приемы.
Все перечисленные приемы позволяют: увеличить урожайность сельскохозяйственных культур; повысить качество продукции; уменьшить экономические затраты на выращивание сельскохозяйственных культур.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| Тема: Агроэкосистема поля и питание растений | 157.5 КБ |
Предварительный просмотр:
Министерство образования и науки РФ
Филиал МБОУ Токаревской СОШ №2 в д. Чичерино
Токаревского района Тамбовской области
Секция: Естественные науки
Агроэкосистема поля и питание растений
Автор: ученица 9 класса Баранова Алена
Руководитель: Баченина Татьяна Владиславовна
II. Основная часть.
а) определение обеспеченности растений азотом;
б) определение обеспеченности растений фосфором;
в) определение обеспеченности растений калием.
3. Определение содержания крахмала
4. Содержание каротина в моркови
Гипотеза: Действительно ли, микро- и макроэлементы необходимы для жизни растений?
Цель моей исследовательской работы : познакомиться с агроэкосистемой поля и изучить у определенной группы растений (морковь, картофель, пшеница, сахарная свекла, горох) содержание основных химических элементов, влияющих на рост и развитие растений.
При написании своей исследовательской работы мне потребовалось решить следующие задачи:
- проанализировать литературу, где дается информация о экосистемах, о нормальном питании растений, которое являются обязательным условием для их роста и получения высокого урожая;
- выявить, что является главным источником азота, калия, фосфора для питания растений;
- какова физиологическая значимость и эффективность каждого химического компонента в жизни растений;
- изучить основные методы исследования, позволяющие определить содержание органических соединений.
В процессе работы над рефератом мною были изучены книги, которые дали информацию по содержанию основных химических компонентов у групп растений.
В Соровском Образовательном журнале я получила информацию, как определить колориметрическим методом содержание азота в наших лабораторных условиях, использую свои химические и биологические знания.
В книге Бравкина описывается методы определения калия в, как происходит процесс извлечения из почвы корневой системы растений.
Автор Мачугин описывает определение подвижного фосфора в солях фосфатов, что позволяет определить наличие элемента созревания в любой культуре. Данная информация дает возможность при неблагоприятных условиях у многих культур ускорить процесс созревания плодов и овощей.
Статья под редактором Пейве представляет интересную информацию о микроэлементах – ферментах, которые играют роль катализатора, регулирующих скорость биохимических реакций.
Объект исследования: сельскохозяйственные культуры (картофель, морковь, сахарная свекла, горох, пшеница).
Методы исследования: наблюдения, эксперимент, анализ, сравнение.
Место и время исследования: участок, в течение осеннего – весеннего периода.
С развитием цивилизации воздействие людей на природу становилось всё более и более мощным. К концу 20 века многие последствия этого воздействия приобрели катастрофический характер. Первыми тревогу забили учёные, потом врачи, а потом политики.
Все мы живём в какой-либо экологической системе. Каждая имеет свои характеристики, свои особенности. Приходится признать, что в районах интенсивного хозяйственного освоения территорий практически не осталось значимых по площади участков черноземов с неизмененными естественными функциями и сохранивших свое высокое природное плодородие. Повышение эффективного плодородия путем внесения минеральных удобрений привело к негативным изменениям почвенных процессов, связанных со значительными потерями гумуса.
В связи с этим в последние годы наблюдается низкая урожайность основных продовольственных культур. Ученые из России, а так же других стран мира стараются решить эту проблему. На основании этой информации я решила частично провести обследование у определенных групп растений, произрастающих в агроэкосистемах: на моем приусадебном участке, на колхозных полях. Выявить основные причины их низкой урожайности, невысоких вкусовых качеств. А так же как влияют органические и химические удобрения на продуктивность таких растений, как картофель, морковь, горох, пшеница и сахарная свекла.
Что такое экосистема? Классификация экосистем.
Существует огромное количество экосистем. Между экосистемами отсутствуют строгие границы, и одна система может постепенно переходить в другую.
К естественным относятся все природные экосистемы (луг, степь, лес, река..) Искусственные, т.е. антропогенные (созданные человеком) – это агроэкосистемы, промышленные экосистемы, экосистема города, экосистема жилища и т. д.
Агроэкосистемами можно считать пшеничное или картофельное поле, яблоневый сад, даже искусственно посаженый лес. По сравнению с естественными сообществами организмов они создаются трудом людей.
Связи агроэкосистем с природными экосистемами огромны. Они могут обмениваться живыми организмами. Ведь одинаковые виды растений и животных можно встретить в обеих системах. Вместе с тем агроэкосистемы неустойчивы. Для их длительного существования необходимо постоянное воздействие человека, который вносит удобрения, контролирует численность животных и растений, снижающих урожай или уничтожающих часть производственной продукции. Для равновесия необходимо и удаление отходов, образующихся в результате нашей жизнедеятельности.
Анализируя знания об экосистемах, я пришла к выводу, что мой огород, и колхозные поля - агроэкосистемы.
Но нельзя не отметить, что все природные экосистемы не зависимо от того, какие они: естественные или антропогенные, связаны между собой. Все вместе они образуют живую оболочку Земли , которую можно рассматривать как самую большую экосистему. Эта экосистема называется биосферой.
Нормальное питание растений является обязательным условием для их роста, развития и получения высокого урожая. Для своего питания растения используют все химические элементы, хотя некоторые из них поступают в очень малых количествах и они с трудом обнаруживаются в растениях обычными методами исследования. Из всего числа известных химических элементов к настоящему времени найдено в растениях более 70.
Ниже приведено среднее содержание некоторых химических элементов в растениях (в % к массе сухого вещества):
Элементы, потребляемые растениями в большом количестве, называют макроэлементами, потребляемые в малом количестве – микроэлементами. К первой группе относят кислород, водород, углерод, азот, фосфор, серу, калий, магний, кальций и железо. Ко второй – бор, марганец, медь, молибден, цинк, и др. Функции каждого макро- и микроэлемента специфичны. Ни один из них не может заменить другой
Углерод входит в состав всех органических веществ. Главный источник углерода при питании зелёных растений – атмосфера, содержащая углекислый газ, проникающий в растения из воздуха через листья; этому источнику углерода принадлежит основная роль в образовании органических веществ урожая.
Водород для синтеза органических веществ и кислород для дыхания растения берут из воды, разлагая её.
Азот – один из основных элементов, необходимых для растений. Он входит в состав всех белков, которые являются главной частью протоплазмы растительных клеток. Азот также находится в нуклеиновых кислотах (рибонуклеиновая кислота – РНК и дезоксирибонуклеиновая кислота - ДНК), а они играют исключительно важную роль в обмене веществ. Азот содержится в хлорофилле, фосфатидах, алкалоидах, некоторых витаминах, ферментах и многих других органических веществах растительных клеток. Главным источником азота для питания растений служат соли азотной кислоты и аммония. Поступившие в растение минеральные соединения азота проходят сложный цикл превращений, образуя аминокислоты, которые затем включаются в состав белковых молекул.
Для синтеза белков аминокислоты должны располагать химической энергией, получаемой в процессе дыхания растений и аккумулируемой в виде макроэргических связей аденозинтрифосфата (АТФ). В образовании белков большую роль играют нуклеиновые кислоты. Они являются как бы матрицей, на которой фиксируются аминокислоты при синтезе белка. В зависимости от интенсивности азотного обмена в разных частях растения происходит перераспределение азота. В стареющих органах растения, в основном в листьях, происходит распад белков и передвижение продуктов распада в молодые растущие органы растения, где они снова служат основой для синтеза белковых соединении. В момент созревания семян азот минеральных соединений перераспределяется в растении так, что происходит накопление белка в семенах. Общее количество азота в разных частях растений колеблется в значительных пределах. Наибольший процент азота содержат семена, особенно семена некоторых бобовых культур (4-7 %). Из вегетативных органов богаты азотом листья, особенно молодые, меньше азота в стеблях, ещё меньше в корнях.
При недостаточном поступлении веществ, содержащих азот, растения развиваются слабо, особенно это сказывается на развитии листьев. Листовая пластинка растений, получающих недостаточное количество азота, уменьшена в размерах, цвет листьев бледно – зелёный, всё растение имеет карликовый, недоразвитый вид.
Хорошее питание растений азотом оказывает существенное влияние на интенсивность синтеза органических веществ в растении. При избыточном азотном питании усиленно развивается вегетативная масса растения (стебли, листья), стимулируются ростовые процессы, удлиняется вегетативный период, задерживается созревание семян.
Фосфор. Подавляющее большинство процессов синтеза и многие стадии обмена веществ в растительном организме происходят с участием фосфорной кислоты. Очень важную роль в растении наряду с азотом играет фосфор, входящий в состав органических соединений. Среди них на первое место надо поставить нуклеиновые кислоты. Это сложные высокомолекулярные вещества, которые участвуют в самых важных процессах жизнедеятельности (синтез белков, рост и размножение, передача наследственных свойств). В растениях оба вида нуклеиновых кислот – рибонуклеиновая (РНК) и дезоксирибонуклеиновая (ДНК) – содержатся во всех органах и тканях, в любой растительной клетке. В листьях и стеблях большинства растений они составляют 0,1 – 1,0 % массы сухого вещества, в молодых листьях или точках роста побегов их больше, чем в старых листьях и стеблях.
К органическим соединениям фосфора следует отнести фосфопротеиды – соединения белковых веществ с фосфорной кислотой. Это ферменты, которые катализируют течение биохимических реакций. В растениях содержаться и другие органические соединения фосфора – фосфатиды, фитин, сахарофосфаты. Для осуществления синтетических процессов, например биосинтеза белков, жиров, крахмала, сахарозы, необходима затрата значительного количества энергии, которая доставляется так называемыми макроэргическими соединениями, основная роль среди них принадлежит аденозинтрифосфорной кислоте (АТФ). Именно она является главным акцептором энергии, освобождающейся при расщеплении органических соединений в клетках, и основным переносчиком и поставщиком энергии. Без АТФ не могут идти процессы фотосинтеза и дыхания, а также превращения многих соединений в растениях. В растение фосфор поступает в течение всей вегетации. Особенно важно обеспечить растения фосфором в начальный период их жизни. Недостаток фосфора не компенсируется усиленным фосфорным питанием в последующие периоды жизни.
При определении количества фосфора в растениях, почвах и удобрениях часто принято выражать содержание фосфора в единицах оксида фосфора (V). У сельскохозяйственных растений внешние признаки фосфорного голодания в
значительной степени изменчивы: может быть слабое развитие растений, мелкие листовые пластинки, темно – зеленая окраска листьев с фиолетовым оттенком. Для установления фосфорного голодания рекомендуется брать старые листья.
Калий. Содержание калия в растениях. Почве и удобрениях принято выражать в пересчёте не его оксид. Большая часть калия в растении находится в клеточном соке и извлекается водой. Калий легко передвигается в растении из одних органов в другие, ночью он частично выделяется из растения в почву, а днём снова поглощается. Дождь вымывает значительные количества этого элемента из старых листьев. Калий в растении разделён равномерно во всех органах и тканях, где интенсивно идет обмен веществ и деление клеток. Если азота, фосфора больше в зерне, то калия больше содержится в соломе зерновых культур. У картофеля же 96 % находится в клубнях.
Значения калия в жизни растений многообразно. Он способствует нормальному течению фотосинтеза, усиливая отток углеводов из пластинки листа в другие органы, а также синтезу и накоплению в организме некоторых витаминов. Если растение хорошо обеспеченно калием, оно легче переносит кратковременные засухи, чем при недостатке калия. При хорошем калийном питании и более интенсивном накоплении углеводов повышается содержание сахара в плодах и овощах, крахмала в картофеле, увеличивается зимостойкость культур, повышается устойчивость зерновых культур к полеганию. При калийном голодании понижается урожай и его качество, а также устойчивость к возбудителям грибковых заболеваний в период роста растений и во время хранения продукции. Внешние признаки калийного голодания проявляются в побурении краев листьев (они становятся как бы обожженными), на листьях появляются ржавые крапинки. Это обнаруживается у растений, когда содержание в них калия понижается в 3 – 5 раз против нормы.
Натрий необходим корнеплодам не менее чем калий. Соли натрия способствуют лучшему использованию других основных элементов питания.
Магний. Магний входит в состав хлорофилла и других органических веществ. Он усиливает образование аскорбиновой кислоты.
Кальций. Кальций играет большую роль в обмене веществ в растении, он регулирует реакцию клеточного сока растений.
Железо. Очень мало его в растении, но значение огромно. Железо участвует в окислительно-востановительных реакциях, входит в состав некоторых дыхательных ферментов, способствует образованию хлорофилла.
Микроэлементы . Микроэлементы также входят в состав ферментов – веществ, которые играют роль катализаторов, регулирующих скорость биохимических реакций. Действие каждого из микроэлементов специфично.
Если растения получают мало бора, то у них не образуется семян, лен, кроме того, заболевает бактериозом корней; сахарную и другие виды свеклы поражает гниль сердечка (загнивание центральной части корнеплода во время роста). При недостатке марганца задерживается рост растения, но верхняя точка роста не отмирает как при недостатке бора; при недостатке меди появляется неяркий хлороз молодых листьев, они становятся вялыми, рост замедляется; при недостатке молибдена рост и плодоношение ослабляются, а также могут отмирать точки роста.
По внешним признакам у растений можно определить недостаток того или иного элемента питания. Так, если мало азота в почве, то нижние листья растений становятся бледно – желтыми, затем бурыми и преждевременно отмирают, а стебли тонкими и слабо ветвятся. В плодах и семенах у таких растений мало белковых веществ, которые являются важной частью кормов и пищевых продуктов. При недостатке фосфора сильно задерживаются рост и развитие молодых растений, они поздно зацветают, листья приобретают желто – зеленую, иногда красноватую окраску, урожай низкий. Если недостает калия, то средние и нижние листья начинают с кончиков буреть и отмирать. В корнях сахарной свеклы мало накапливается сахара, а в клубнях картофеля – крахмала, что в значительной степени снижает их технологическую и пищевую ценность.
Однако визуальную диагностику нельзя считать абсолютной. Необходимо учитывать, что внешние признаки недостатка (или избытка) того или иного элемента обнаруживаются только после длительного периода голодания, когда нарушение питания вызвало глубокие необратимые изменения в растениях. Влиять на внешний вид растений могут и другие факторы, например грибные и бактериальные заболевания, вредители. Засуха, избыточное увлажнение, кислотность или засоленность почвы оказывают влияние на поступление и превращение питательных элементов в растениях, что тоже сказывается на внешнем виде листьев, стеблей, цветков и плодов. Поэтому
приступать к визуальной диагностике можно лишь после того, как будет установлено, что ни один из этих факторов не оказывает на растения угнетающего действия.
Для более раннего установления количества питательных элементов в почве пользуются методами химической диагностики. Самыми простыми и доступными являются экспресс – методы с использованием полевой лаборатории Магницкого или прибора ОП – 2.
Поступление питательных веществ в растение
Растения усваивают элементы питания через корневые волоски, находящиеся в контакте с почвой и почвенным раствором, что обусловлено процессами обмена ионов, выделяемых растениями при дыхании, на ионы почвенного раствора. При дыхании корней растений выделяется оксид углерода CO2 , который в процессе химических превращений в тканях с водой образует положительно заряженные ионы водорода H+ и отрицательно заряженные ионы HCO3-.
Читайте также: