Тема 2.4.Стійкість агроекосистеми як основаїї продуктивності (частина 2)

1. Нормування антропогенних впливів на агроекосистему

2. Техногенні та біологічні принципиінтенсифікації землеробства

3. Адаптивна стратегія інтенсифікаціїстійких агроекосистем

4. Структура і продуктивність агрофітоценозуяк чинник стійкості агроекосистеми

5. Вплив шкідників і хвороб на стійкість агроекосистеми.

1. Нормування антропогенних впливів на агроекосистему

2. Техногенні та біологічні принципиінтенсифікації землеробства

3. Адаптивна стратегія інтенсифікаціїстійких агроекосистем

4. Структура і продуктивність агрофітоценозуяк чинник стійкості агроекосистеми

5. Вплив шкідників і хвороб на стійкість агроекосистеми.

1. Нормування антропогенних впливів на агроекосистему

Норма — це середня величина, яка характеризує будь-яку масову сукупність випадкових явищ. Її використовують при дослідженнях із залученням методів математичної статистики.

Агроекологічне нормування — це система базових параметрів агроекосистеми, яка забезпечує її сталий розвиток. Створення такоїсистеми є однією з основних передумов підвищення екологічногорівня агросфери. Вона має бути націлена на формування агроландшафтів і зооценозів, здатних до прогресивного саморозвитку, якприродних складових біосфери.

Насьогоднітеоріяфункціонуванняагроекосистемрозробленапереважновсистемі «плаваючих» координатзвикористаннямопосередкованихтазвеликоютехнологічноюамплітудоюскладових,внаслідокчоговихіднірозрахунки, якіроблятьсянарівніелементарнихагроекосистем (чиокремихзначущихїїкомпонентів), регіональноїабонаціональноїагроекосистеми (агросфери), маютьзанадтонизькуекологічнунадійність. Це комплексне явище є похіднимнедосконалості агроекологічного нормування, що, в свою чергу, істотно знижує ефективність науково-технічних новацій у сільськогосподарському виробництві та його економічну ефективність загалом.При цьому треба усвідомити, що агроекологічне нормуванняфункціонування агроекосистем принципово різниться від санітарно-гігієнічних підходів і асимілює насамперед проблеми недостатнього агроекологічного обґрунтування проектів, техніки, технологійагропромислового комплексу України. Йдеться не просто про встановлення жорсткіших ГДК, а принциповою є зміна об’єкта нормування, тобто в центр уваги гігієнічного нормування потрапляютьпрояви токсичності на рівні окремого організму та його наступнихпоколінь. Іншими принципами слід керуватись при екологічній регламентації сільськогосподарського виробництва (агроекосистем),оскільки основним об’єктом нормування тут є системи надорганізменного рангу (агроценози різних рівнів, популяції сільськогосподарських тварин).

У зв’язку з цим особливе значення має проблемастійкості агроекосистем і можливість їх існування в кількох метастабільних станах. Це положення є базовою складовою концепціїсталого розвитку агропромислового комплексу. Звідси очевидно, щоподальший соціальний прогрес великою мірою визначається ефективністю заходів щодо мінімізації екологічних прорахунків, причому вони мають бути не заходами з ліквідації наслідків екологічнихпрорахунків (аварія на ЧАЕС, деградація ґрунтів, екологічна незбалансованість проектів, техніки, технологій АПК), а носити упереджувальний характер. Важливою складовою теорії агроекологічного нормування є відмова від егоцентричного підходу — «все дляблага людини», оскільки в умовах високого рівня техногенезу не вседобре для природи, що добре для людини. За сучасних умов і тенденцій потребує додаткових розробок і концепція ноосфери. На жаль,з урахуванням наслідків техногенної діяльності, Homo sapiens щемає довести свою видову належність — людина розумна. Застосування відповідних норм у землеробстві пов’язане з використаннямдобрив, пестицидів, регламентуючих (нормативних) параметрівмеліоративного землеробства (норма осушення, зрошення) та ін.

Наведемо декілька основних визначень.

Норма добрива — загальна його кількість, що вноситься під сільськогосподарську культуру за весь період її вегетації. Наприклад,норма внесення азотних добрив на дерново-підзолистих ґрунтахПолісся під озиму пшеницю становить 90 кг/га (N90).

Норма зрошування — річний об’єм води для зрошення одиниціплощі поливної землі. Для більшості районованих сільськогосподарських культур степової зони орієнтовно дорівнює 2,0 – 2,5 тис. м3.

Норма осушення — показник зниження рівня підґрунтових водна осушеній території, що забезпечує нормальний розвиток сільськогосподарських культур. Залежить від виду культури і властивостей ґрунту. Для основних культур Українського Полісся коливається від 0,6 м (багаторічні трави) до 1,0 м (зернові). Норма осушенняпід багаторічні насадження (хміль) — 1,5 – 2,0 м.

Нормування речовин — забрудників ґрунту полягає у встановленні межі допустимої залишкової кількості забруднювальних речовин у ґрунті. В агроекосистемах це насамперед стосується вміступестицидів в орному шарі ґрунту сільськогосподарських угідь.

Отже, екологічне нормування будь-якого антропогенного впливуна екосистему (агроекосистему) дає змогу визначити реакцію цієїсистеми на відповідне втручання і має зворотний зв’язок, що слугуєосновою для вдосконалення нормативної бази як передумови підвищення стійкості агроекосистеми. Цікавою щодо цього є теоретична розробка проблеми буферної здатності ґрунтів (Р.С. Трускавецький, 2003), згідно з якою доступність рослинам того чи іншого елемента родючості, ефективність енергообміну в системі ґрунт — рослина прямо залежить від функціонування буферних ґрунтових механізмів. Такі складові ґрунту, як гранулометричний склад, органомінеральний колоїдний комплекс, ґрунтові мікроорганізми, гумустощо, не є елементами родючості, бо їх вплив на рослини опосеред-

кований (непрямий). Пряму дію на рослини чинять елементи мінерального живлення (в макро-, мезо-, мікро-, нанокількостях), продуктивна волога ґрунту, газовий склад ґрунтового повітря, тепловаенергія ґрунту та аеротопу, наявність у ґрунтовому розчині токсинів(важких металів, алюмінію, оксиду заліза(ІІ), пестицидів, надлишкунітратів і нітритів, водорозчинних солей, радіонуклідів тощо), ґрунтовий простір для розвитку кореневої системи рослин. Ґрунтові токсини, які пригнічують рослини чи спричинюють їх загибель, мипропонуємо називати антиелементами родючості. Раніше цей термін у ґрунтознавчій літературі не траплявся, але його введенняагроекологічно обґрунтоване і необхідне. Будь-який елемент родючості, особливо в безбуферному ґрунті, за його надлишку трансформується в антиелемент, змінюючи свою функцію впливу на рослинуз позитивної на негативну. Пороги переходу елементів родючості вантиелементи характеризують їх гранично допустимі рівні в ґрунтовому середовищі.

Отже, різні види буферності ґрунту встановлюють залежно віделемента (антиелемента) родючості, який діагностують. Це означає,що скільки налічується елементів (антиелементів) родючості, стільки ж є видів буферної здатності ґрунтів. Однак буферність можнавизначати також відносно двох і більшої кількості елементів родючості, що синергічно чи антагоністично пов’язані між собою за місцями у ґрунтовому вбирному комплексі та в кореневій системі рослин у процесах їх мінерального живлення. До таких видів буферності належить зокрема буферність фосфатного, калійного, вапнякового чи солонцевого, окисно-відновного потенціалів. Тому видовий

склад буферності значно ширший, ніж елементів родючості. Сукупність основні видів буферності визначає стійкість функціонуваннята можливі напрями зміни агроекологічного стану ґрунтів як основистійкості і продуктивності агроекосистем. Під час оцінювання стійкості агроекосистем на рівні екологічної оптимізації агроландшафтурекомендують враховувати такі аспекти:

1) оцінку стану та прогнозування змін у ландшафті треба здійснювати на основі систематичного вивчення, оскільки науково доведено наявність біологічної саморегуляції та самоорганізації (в томучи іншому ступені) ландшафту як системи територіально стійкої ічітко обмеженої в просторі;

2) системний підхід до ландшафту дає змогу виявити його структуру, а також істотні зв’язки компонентів у просторі й часі; звідсивипливає можливість пошуку варіантів, принципів та методівузгодження взаємовідносин для різних типів ландшафтів;

3) екологічна стабільність і продуктивність екосистем (агроекосистем) тісно пов’язані з різноманіттям абіотичних та біотичних елементів ландшафту, тому особливо важливо грамотно оцінити ландшафтні структури, що склалися, та можливі їх модифікації з урахуванням коефіцієнтів екологічного різноманіття;

4) екологічна стійкість ландшафту включає як стійкість до антропогенних навантажень, так і гнучкість системи в її реакції на течи інше порушення, тому під час оцінювання речовинно-енергетичних та інших зв’язків між компонентами треба визначати потенційні навантаження на ландшафт;

5) щоб встановити оптимальну структуру та функціональнізв’язки окремих агроекосистем відповідно до еколого-економічногопотенціалу агроландшафту слід взяти до уваги первинну біологічнупродукцію, просторово-часовий розподіл популяції організму потрофічних ланцюгах, біорізноманіття.