Співжиття в агроекосистемах. Бур'яни, хвороби та шкідники

Однією з важливих характеристик агроекосистем є співвідношення в них посіву, пасовищ та поголів'я домашніх тварин. Звичайно у виробництві це співвідношення оцінюється за кількістю поголів'я худоби на гектар ріллі. Нормативи утримання тварин залежать від родючості ґрунту й типів його господарського використання. Згідно з балансовими розрахунками для Східної Європи з урахуванням кругообігу речовин у системі «ферма - гній -посів — 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 має завжди однакові наслідки: або дефіцит гною та деградація ґрунту через заміщення органічних до­брив мінеральними, або деградація агроекосистеми в силу необ­хідності інтенсифікації процесу кормовиробництва.

Має значення синхронізація життєдіяльності вищих рослин і мікроорганізмів у ґрунті. Вона визначає родючість ґрунту, стабілізує запаси поживних речовин і замикає кругообіг речовин. Співжиття в ґрунті зовні мало помітне, але дуже важливе. Відомо, що в середньому в товщі орної землі на 1 га живе 500 кг дощових черв'яків, 50 кг нематод, 40 кг ґрунтових ракоподібних і 20 кг змій та гризунів. На кожний квадратний метр ріллі при­падає 2-3 кг внутрішньоґрунтової живої речовини, з якої 1,5 кг складають корені рослин.

У межах окремого посіву чи стада стійкість видів забезпечується їхнім генетичним різноманіттям і проживанням у стабільному екологічному середовищі. Якщо практика сільського господарства враховує другу половину цього принципу й намагається вирівняти та оптимізувати умови існування в агроеко-системах, то перша частина порушується. Рослинництво й тва­ринництво спираються на посіви і стада, сформовані з генетичне однорідних груп рослин або тварин. Цим значною мірою визначається вразливість агроекосистем шкідниками, бур'янами та хворобами. Вони знаходять тут для себе сприятливе середовище у вигляді сконцентрованих кормів і ресурсів.

Зовні найбільш очевидними співмешканцями культурних рослин і домашніх тварин в агроекосистемах є бур'яни та кома-хи-шкідники. За походженням бур'яни поділяються на дві ос­новні групи:

1. аерофіти - справжні бур'яни, пов'язані з культурними рослинами протягом багатьох тисячоліть;

2. апофіти - вихідці з місцевої флори.

Загальна кількість видів бур'янів, шкідників, патогенних мікроорганізмів обчислюється десятками тисяч. Бур'яни знижують потенційний урожай сільськогосподарських рослин на 10-12%, шкідники і хвороби забирають до 25% агропродукції.

Боротьба з бур'янами і шкідниками здійснюється в сучасному сільському господарстві головним чином завдяки хімічним препаратам, що отримали загальну назву пестицидів. Залежно від характеру дії пестицидів їх поділяють на гербіциди - засоби знищення бур'янів, інсектициди - препарати для боротьби з ко­махами, фунгіциди - речовини, що пригнічують патогенні гриби і т.п. Світовий асортимент пестицидів налічує близько 900 основ­них типів. В Україні застосовується більше 170 видів.

Використання хімічних речовин для боротьби зі шкідника­ми, хворобами і бур'янами має довгу історію. Ще Гомер писав про очисну дію препаратів сірки. Але «переможний» хід пести­цидів почався з 40-50-х років XX століття. Відкрив його сумно­звісний ДДТ. Пестициди поділяються на два покоління. Пести­циди першого покоління - це неорганічні речовини з вираже­ною токсичною дією. Пестициди другого покоління - синтетич­ні органічні сполуки. Вважається, що пестициди першого поко­ління мали широкий спектр дії, знищуючи чи пригнічуючи всі організми, і були стійкими, довго зберігалися в природному середовищі, а пестициди другого покоління менш стійкі й мають велику вибірковість дії. Але ця вибірковість не така велика, як хотілося б. Такі препарати справді швидко розкладаються в ґру­нті, та однак продукти їх розпаду інколи виявляються більш токсичними, більш стійкими, ніж вихідний пестицид. Тому антиекологічність їхніх властивостей збереглася в повному обсязі. Пестицидам властиві особливості, які роблять їх масове застосу­вання неможливим. Перша полягає в тому, що пестицидів, які б діяли лише на один вид живого організму, немає і, скоріш за все, ніколи не буде. Вони так чи інакше впливають не тільки на той вид, з яким ведеться боротьба, але й на його паразитів і конкурентів. Більшість із них тією чи іншою мірою токсичні для людини. Друга особливість полягає в тому, що внаслідок генетичного різноманіття в межах виду завжди знаходяться форми, несприй­нятливі до даного пестициду. На загальному тлі пестицидних обробок такі форми швидко розмножуються і сумарна чисель­ність шкідників майже не знижується. Можливо, що йде мікро-еволюційний процес, який призводить до виникнення мутацій, не чутливих до даного пестициду.

Найбільш несприятливою екологічною особливістю пестици­дів є здатність багатьох із них переміщатися по харчових ланцю­гах і концентруватися в організмах, що знаходяться на вершині ланцюга живлення. Тому від пестициду першими і найбільшою мірою найчастіше страждають не комахи-фітофаги, проти яких спрямований пестицид, а консументи першого і другого порядку хижі комахи, комахоїдні птахи, тобто ті групи організмів, що є природними обмежувачами кількості шкідників у посівах. Від гербіцидів нерідко в першу чергу гинуть не бур'яни, на які спрямована дія гербіциду, а комахи-фітофаги, що харчуються цими бур'янами. Таким чином, головна шкода від пестицидів - це руйнування нормальних ланцюгів живлення в співтовариствах.

Інформації про нешкідливість пестицидів для людини поки що дуже мало. У США із загальної кількості використовуваних пестицидів тільки 10% перевірені на мутагенну активність, 30% на канцерогенну і 40% - на тератогенну. Решта пестицидів надходять у виробництво без усякої перевірки.

Пестициди відрізняються стійкістю. Обстеження, виконане у 1990 році в Україні, показало, що в ряді регіонів пестициди проникли у ґрунтові води на глибину до 220 м. А всього в підземних водах виявлено 40 видів залишкових кількостей пестицидів та їхніх метаболітів. До цього часу в ґрунтах і воді реєструється ДДТ, використання якого в Україні давно заборонене. Особливо схильні накопичувати залишкову кількість пестицидів агроеко-системи лісостепової зони. Обстеження продукції рослинництва в Україні показало, що 25% її містить залишкову кількість пестицидів, у тому числі 5,1% — у кількостях, які перевищують максимально допустимий рівень. Не випадково, що у світі щорічно реєструється до 3 млн. отруєнь від пестицидів і 20 тисяч смертельних випадків.

Ще в 1930-х роках відомий вчений О.О. Любищев показав, що в сільському господарстві оцінки шкідників як абсолютно небажаних і таких, що завдають тільки шкоди, не вірні. Саморе­гуляція агросистем досить висока, якщо не пригнічувати її над­мірно великими дозами пестицидів. Правильна агротехніка зі збереженням популяцій корисної фауни в посівах значно ефективніша, ніж застосування пестицидів. І. Павлов (1991) писав: «На мою думку, здійснення мрій деяких селекціонерів про створення сорту, непридатного в їжу комахам, шляхом вбудовування в тканини рослин спеціальних відлякуючих речовин, привело б до катастрофи. Це блокада природних трофічних ланцюгів: немає комах - гине велика кількість інших тварин і рослин».

Шкідливість і корисність бур'янів, як і шкода від комах-шкідників, визначається їх кількістю. Більш правильно говори­ти про контроль бур'янів і шкідників, а не про боротьбу з ними з метою повного їх знищення. Масове розмноження окремих видів у посівах зумовлене відсутністю ворогів і надлишком тро­фічних ресурсів. У напрямку контролю й регулювання чисель­ності бур'янів і шкідників лежить стратегічний успіх конструювання високопродуктивних агросистем.

Повернутись до плану лекції

Повернутись до змісту підручника