Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Агроэкология. Учебное пособие
.pdf
Стратегия интенсификации сельскохозяйственного производства, обеспечившая значительный рост урожайности в
странах Западной Европы и США, несовершенна прежде всего потому, что базируется на экспоненциальном росте затрат
невозобновимой энергии и быстром истощении ее мировых
запасов, которых даже при нынешнем неравномерном использовании хватит не более чем на 100–130 лет. Можно ли считать
перспективной
стратегию интенсификации сельского хозяйства, позволяющую обеспечить избыток продовольствия в одних странах и обрекающую на нищету другие? Сотни миллионов голодающих в Африке, Азии и Латинской Америке не способны тиражировать евро-американскую модель в первую
очередь по причине недостатка энергетических ресурсов. Реализация данной модели привела и к
тому, что разлад человека
с природой начинается именно с сельского хозяйства, о чем
свидетельствуют не только всевозрастающие масштабы эрозии и засоления почв, но и исчезновение многих видов фауны
и флоры, загрязнение окружающей среды нитратами, фосфатами и пестицидами, нарушение экологического равновесия в
агроэкосистемах и биосфере в целом. Ориентация на усиление
техногенной интенсификации растениеводства особенно малоэффективна в неблагоприятных почвенно-климатических и
погодных условиях, где даже при значительных затратах невосполнимой энергии на коренную и эксплуатационную мелиорацию не удается снизить зависимость величины и качества урожая от «капризов» погоды.
Интенсификация растениеводства вне зависимости от не-
обходимости поддержания экологического равновесия в
агроэкосистемах (переход к монокультуре, снижение генетического разнообразия культивируемых видов и сортов растений
и др.) требует использования все большего количества пестицидов и удобрений. Последствия такого подхода широко известны: появляются устойчивые к пестицидам и более вредоносные популяции возбудителей болезней, вредителей и сорняков; усиливается нарушение экологического равновесия в
агроэкосистемах вследствие гибели полезной энтомо- и орнитофауны, снижения биогенности почвы; возрастает опасность
загрязнения сельскохозяйственной продукции и природной
среды. Иными словами, попытки смягчить противоречия односторонней, в основном техногенной, интенсификации за
счет дополнительных вложений невосполнимой энергии сопровождаются «бумеранговым» эффектом и лишь усугубляют
ситуацию.
311
Анализ евро-американской модели интенсификации растениеводства раскрывает масштабность и глубину ее противоречий. Поэтому необходим поиск альтернативных концепций и
стратегий производства продуктов питания, позволяющих в
наибольшей мере использовать громадный потенциал научных
знаний, накопленных человечеством.
Повышение наукоемкости и наукообеспеченностн сельскохозяйственного производства требует высочайшего уровня и
больших масштабов исследований в области
тальной, так и прикладной науки. Главный недостаток современных концепций и стратегий интенсификации сельского хозяйства состоит в том, что они не учитывают в должной мере
уже познанные законы развития биосферы Земли, а сами агросистемы не рассматривают в качестве ее составной части.
Между тем без использования достижений
ческой теории эволюции, общей генетики, эволюционной ботаники, экологии, физиологии, микробиологии, почвоведения,
климатологии и других фундаментальных наук не могут быть
познаны закономерности формирования адаптивных реакций
культивируемых растений и разработаны ресурсо-энергоэкономные и природоохранные способы управления ими с
целью обеспечения устойчивого роста урожайности. Следовательно, сельскохозяйственную науку нужно
как синтез многих областей знаний, позволяющий превратить
сельское хозяйство из отрасли, базирующейся на всевозрастающих затратах невосполнимых ресурсов, в «индустрию жизни», обеспечивающую человечество продуктами питания и сохранение природной среды. Этим и объясняются не только
престижность сельскохозяйственной науки, но и общепризнанные в мире приоритеты ее развития и
финансирования.
как фундамен-
в области синтети-
рассматривать
ЛИТЕРАТУРА
Агроэкология / под ред. В.А. Черникова. М., 2000.
Антропогенные изменения климата / под ред. М.И. Будыко, Ю.А. Из-
раэля. Л., 1987.
Баранников, В.Д. Охрана окружающей среды в зоне промышленного
животноводства / В.Д. Баранников. М., 1985.
Баранников, В.Д. Экологическая безопасность сельскохозяйственной
продукции / В.Д. Баранников, Н.К. Кириллов. М., 2005.
Белковский, В.
ларуси и Польше / В.М. Белковский [и др.]. Минск, 2002.
Биогеохимические основы экологического нормирования / под ред.
В.Н. Башкина, Е.В. Евстафьева. М., 1993.
Богдановский, Г.А. Химическая экология / Г.А. Богдановский. М., 1984.
Быков, А.А. Проблемы анализа безопасности человека, общества и
природы / А
Варламов, А.А. Повышение эффективности использования земли /
А.А. Варламов, С.Н. Волков. М., 1991.
Влияние атмосферного загрязнения на свойства почв / под ред.
Л.А. Гришиной. М., 1990.
Гербициды и почва: Экологические аспекты применения гербицидов /
под ред. Е.А. Дмитриева. М., 1990.
Глазовская, М.А. Методологические основы
химической устойчивости почв к техногенным воздействиям / М.А. Глазовская. М., 1997.
Глобальное потепление: Доклад Гринпис / под ред. Дж. Леггетта. М., 1993.
Добровольский, Г.В. Охрана почв / Г.В. Добровольский, Л.А. Гриши-
на. М., 1985.
Добровольский, Г.В. Структурно-функциональная роль почв и почвен-
ной биоты в биосфере / Г.В
рев. М., 2003.
Добровольский, Г.В. Экологические функции почв / Г.В. Доброволь-
ский, Е.Д. Никитин. М., 1986.
Дончева, А.В. Ландшафтная индикация загрязнения природной среды /
А.В. Дончева, Л.К. Казаков, В.Н. Калуцков. М., 1992.
Жученко, А.А. Адаптивное растениеводство / А.А. Жученко. Киши-
нев, 1990.
Звягинцев, Д.Г. Почва и микроорганизмы / Д.Г. Звягинцев. М., 1987.
Израэль, Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды /
Ю.А. Израэль. Л., 1984.
Иноземцев, А.А. Использование и охрана ландшафтов / А.А. Инозем-
цев, Ю.А. Щербаков. М., 1988.
М. Использование и охрана торфяных комплексов в Бе-
.А. Быков, Н.В. Мурзин. СПб., 1997.
оценки эколого-
. Добровольский, И.П. Бабьева, Л.Г. Богаты-
313
Кабата-Пендиас, А. Микроэлементы в почвах и растениях /
А. Кабата-Пендиас, Х. Пендиас. М., 1989.
Карпачевский, Л.О. Экологическое почвоведение / Л.О. Карпачев-
ский. М., 1993.
Каштанов, А.Н. Основы ландшафтно-экологического земледелия /
А.Н. Каштанов, В.Н. Лисецкий, Г.И. Швебс. М., 1994.
Киприянов, Н.А. Экологически чистое растительное сырье и
пищевая продукция / М.А. Киприянов. М., 1997.
Кирюшин, В.И. Экологические основы земледелия / В.И. Кирюшин.
М., 1996.
Ковда, В.А. Биогеохимия почвенного покрова / В.А. Ковда. М., 1985.
Куценко, А.М. Охрана окружающей среды в сельском хозяйстве /
А.М. Куценко, В.Н. Писаренко. Киев, 1991.
Лаптев, И.П. Сельское хозяйство и охрана
М., 1982.
Лунев, М.И. Пестициды и охрана агрофитоценозов / М.И. Лунев. М., 1992.
Майстренко, В.Н. Эколого-аналитический мониторинг супертокси-
кантов / В.Н. Майстренко, Р.З. Хамитов, Г.К. Будников. М., 1996.
Маслов, Б.С. Мелиорация и охрана природы / Б.С. Маслов, И.В. Ми-
неев. М., 1985.
Медведский,
Т.В. Медведская. Минск, 2010.
Минеев, В.Г. Агрохимия, биология и экология почвы / В.Г. Минеев,
Е.Х. Ремпе. М., 1990.
Минеев, В.Г. Биологическое земледелие и минеральные удобрения /
В.Г. Минеев. М., 1993.
Муха, В.Д. Агропочвоведение / В.Д. Муха, Н.И. Картамышев,
. Муха. М., 2003.
Д.В
Никитин, З.И. Микробиологический мониторинг наземных экоси-
стем / З.И. Никитин. Новосибирск, 1991.
Парниковый эффект, изменение климата и экосистемы / под ред.
Э.К. Бютнер, Г.С. Голицина, И.Е. Турчинович. Л., 1989.
Подоляко, В.М. Биосферно-совместимое использование лесных и бо-
лотных экосистем / В.М. Подоляко [и др. ]. Минск, 2003.
Полуэктов
тов. СПб., 1991.
Почвенно-экологический мониторинг и охрана почв / под ред.
Д.С. Орлова, В.Д. Василевской. М., 1994.
Прогноз изменения окружающей природной среды Беларуси на 2010–
2020 гг. / под ред. В.Ф. Логинова. Минск, 2004.
Разумихин, Н.В. Природные ресурсы и их охрана / Н.В.
хин. Л., 1987.
Рэуце, К. Борьба с загрязнением почв / К. Рэуце, С. Кырстя.
М., 1986.
В.А. Сельскохозяйственная экология / В.А. Медведский,
, Р.А. Динамические модели агроэкосистемы / Р.А. Полуэк-
природы / И.П. Лаптев.
готовая
Разуми-
314
Сельскохозяйственные экосистемы / под ред. Л.О. Карпачевского. М., 1987.
Сергеев, М.Г. Экология антропогенных ландшафтов / М.Г. Сергеев.
Новосибирск, 1997.
Тышкевич, Г.Л. Экология и агрономия / Г.Л. Тышкевич. Киши-
нев, 1991.
Тюруканов, А.Н. О чем говорят и молчат почвы / А.Н. Тюрука-
нов. М., 1990.
Федоров, Л.А. Диоксины как
ров. М., 1993.
Черников, В.А. Определение экотоксикантов в воде, воздухе, почве,
растениях и продуктах растениеводства / В.А. Черников, В.Г. Попов,
Л.В. Мосина. М., 1995.
Эйхлер, В.А. Яды в нашей пище / В.А. Эйхлер. М., 1993.
Экологическая альтернатива / под ред. М.Я. Лемегиева. М., 1990.
Экологические
К.С. Холина. М., 1982.
Экология и земледелие / под ред. Е.Н. Мишустина. М., 1980.
Экология, охрана природы и экологическая безопасность / под ред.
В.И. Данилова-Данильяна. М., 1997.
Яншин, А.Л. Уроки экологических просчетов / А.Л. Яншин, А.И. Мелуа. М., 1991.
системы. Адаптивная оценка в управлении / под ред.
экологическая опасность / Л.А. Федо-
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Глава 1.
1.1. Понятие «агроэкосистемы» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2. Типы и структура агроэкосистем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.3. Функции агроэкосистем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.4. Пути повышения продуктивности агроэкосистем . . . . . . . . . . . 13
1.5. Особенности круговорота веществ в агроэкосистемах . . . . . . . 15
Глава 2. Почвенно-биотический комплекс
как основа агроэкосистемы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.1. Значение почвенной биоты и ее состав . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2. Структурно-функциональная организация
2.3. Типы связей в
2.4. Характеристика и роль микроорганизмов почвы
2.5. Микроорганизмы – показатели антропогенного
Глава 3. Почвенная биота и биологические
процессы в почве . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.1. Почвенные водоросли и их функционирование . . . . . . . . . . . . . 33
3.2. Почвенные процессы, происходящие при участии животных 34
3.3. Почвенные грибы и их функции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.4. Бактерии и актиномицеты, их функции в почве . . . . . . . . . . . . . 39
3.5. Полифункциональность микроорганизмов
3.6. Концепция почвы как множества сред
3.7. Изменение микробиологических процессов
3.8. Оценка биологической активности почвы. . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Типы, структура и функции агроэкосистем . . . . . . . . . . 6
почвенно-биотического комплекса в различных
экологических условиях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
почвенном биотическом сообществе . . . . . . . . . 23
в круговороте веществ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
загрязнения экосистем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
. . . . . . . . . . . . . . . . . 43
обитания микроорганизмов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
при сельскохозяйственном использовании почв
и их регулирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Глава 4. Роль почвенных микроорганизмов
в круговороте химических элементов в наземных экосистемах 60
4.1. Микроорганизмы как геохимические агенты . . . . . . . . . . . . . . . 60
4.2. Роль почвенных микроорганизмов в круговороте
биофильных элементов в природе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
316
4.3. Роль микроорганизмов в трансформации
других химических элементов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
4.4. Микробиологическое разрушение горных пород и минералов 71
Глава 5. Нормирование содержания химических элементов
в почве и защита ее от загрязнения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
5.1. Санитарно-гигиеническое нормирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
5.2. Экологическое нормирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
5.3. Химическая мелиорация почв . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
5.4. Оценка загрязнения почв . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
Глава 6. Экологические проблемы применения
химических средств защиты растений в агроэкосистемах. . . . . 88
6.1. Классификация пестицидов
и устойчивости к разложению . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
6.2. Особенности использования пестицидов в сельском хозяйстве 90
6.3. Отрицательные последствия, связанные с применением
пестицидов в агроэкосистемах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
6.4. Экологические требования к пестицидам . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Глава 7. Экологические проблемы Республики Беларусь
в связи с катастрофой на Чернобыльской АЭС . . . . . . . . . . . . . . 100
7.1. Состояние проблемы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
7.2. Принципы ведения сельскохозяйственного производства
на территориях с повышенным содержанием
7.3. Переход радионуклидов из кормов в молоко и мясо . . . . . . . . . 106
7.4. Особенности ведения сельского хозяйства в условиях
радиоактивного загрязнения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
7.5. Мероприятия по снижению поступления радионуклидов
в продукцию животноводства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
по их целевому назначению
радионуклидов 101
Глава 8. Альтернативные системы земледелия
и их экологическое значение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
8.1. Общие положения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
8.2. Развитие альтернативного земледелия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
8.3. Экологические особенности вермикультуры . . . . . . . . . . . . . . . 119
8.4. Биогумус и его агроэкологическая оценка . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Глава 9. Фитосанитарные
9.1. Особенности накопления возбудителей болезней,
вредных насекомых и сорняков в агроэкосистемах . . . . . . . . . . 127
9.2. Стратегия защиты агроценозов от вредных видов . . . . . . . . . . . 130
9.3. Биологические методы защиты растений в агроэкосистемах . . 134
9.4. Оптимизация фитосанитарного состояния агроэкосистем . . . . 136
особенности агроэкосистем . . . . . . . . 127
317
Глава 10. Методические особенности проведения
агроэкологического мониторинга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
10.1. Агроэкологический мониторинг в интенсивном земледелии . . . 138
10.2. Компоненты агроэкологического мониторинга . . . . . . . . . . . . 143
10.3. Эколого-токсикологическая оценка агроэкосистем . . . . . . . . . 147
10.4. Биогеохимические подходы к проведению
агроэкологического мониторинга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
Гла ва 11. Критерии оценки экологического состояния территорий 158
11.1. Общие положения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
11.2. Ботанические и биохимические критерии . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
11.3. Экологические критерии нарушения животного мира
и почвенные критерии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
11.4. Пространственные и динамические
Глава 12. Экологические проблемы деградации почв . . . . . . . . . 169
12.1. Деградация почв – глобальная экологическая проблема . . . . . 169
12.2. Факторы и формы проявления деградации почв . . . . . . . . . . . 171
12.3. Химическое загрязнение почв как фактор их деградации . . . . 174
12.4. Эрозия почв и ее агроэкологические последствия . . . . . . . . . . 177
12.5. Деградация торфяных почв . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
12.6. Изменение климата и проблема деградации почв . . . . . . . . . . 183
12.7. Оптимизация использования почв . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
критерии . . . . . . . . . . . . . 166
Гла ва 13. Биоиндикация и биотестирование
13.1. Общие положения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
13.2. Биоиндикация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
13.3. Биотестирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
13.4. Фитоиндикация состояния почвенного покрова . . . . . . . . . . . . 192
13.5. Почвенно-зоологическая и микробиологическая индикации 194
Гла ва 14. Экологические проблемы осушения почв Беларуси . . . 200
14.1. Экология, распространение и классификация торфяных болот 200
14.2. Биосферные функции болот . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
14.3. Экологические последствия осушения почв Беларуси . . . . . . 212
14.4. Международная значимость заболоченных речных пойм,
низинных и верховых болот для
глобального разнообразия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
14.5. Агроэкологические особенности использования
осушенных торфяных почв . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
Глава 15. Организация агроэкосистем и их оптимизация . . . . . . 219
15.1. Принципы организации агроэкосистем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
в агроэкологии . . . . 187
сохранения
318
15.2. Оптимизация структурно-функциональной
организации агроэкосистем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
15.3. Современные представления об устойчивости агроэкосистем 229
15.4. Устойчивость агроэкосистем при разных системах земледелия 232
Гла ва 16. Производство экологически безопасной продукции . . . 239
16.1. Эколого-токсикологические нормативы . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
16.2. Тяжелые металлы и нитраты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
16.3. Пестициды и диоксины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
16.4. Бенз(а)пирены и полихлорбифенилы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
16.5. Регуляторы роста растений и лекарственные средства . . . . . . 258
16.6. Продукты жизнедеятельности вредителей, афлатоксины
и
другие микотоксины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
16.7. Основные почвенно-экологические факторы,
определяющие безопасность сельскохозяйственной продукции 265
Глава 17. Агроэкосистемы и проблемы сохранения
биологического разнообразия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
17.1. Сущность понятия «биологическое разнообразие» . . . . . . . . . 271
17.2. Уровни биологического разнообразия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
17.3. Экологическое и экономическое значение
биологического разнообразия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
17.4. Воздействие человека на биологическое разнообразие . . . . . . 283
Глава 18. Антропогенные изменения климата и их влияние
на сельскохозяйственное производство . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
18.1. Значение климата в
18.2. Естественная климатическая изменчивость . . . . . . . . . . . . . . . 290
18.3. Влияние хозяйственной деятельности человека
на изменения климата . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
18.4. Сценарии возможного изменения климата . . . . . . . . . . . . . . . . 296
18.5. Изменения климата и их последствия в Беларуси . . . . . . . . . . 298
хозяйственной деятельности человека . . 287
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
Учебное издание
Куликов Ярослав Константинович
АГРОЭКОЛОГИЯ
Учебное пособие
Художественный редактор Т.В. Шабунько
Редактор А.В. Новикова
Технический редактор Н.А. Лебедевич
Корректор Е.З. Липень
Компьютерная верстка Ю.Н. Трусевич
Подписано в печать 11.03.2012. Формат 84×108/32. Бумага офсетная.
Гар ни тура «Таймс». Офсетная печать. Ус л . печ. л. 16,8. Уч.-изд. л. 18,3.
Республиканское унитарное предприятие «Издательство “Вышэйшая шко ла”».
ЛИ № 02330/0494062 от 03.02.2009. Пр. Победителей, 11, 220048, Минск.
е-mail: market@vshph.com http://vshph.com
Республиканское унитарное предприятие «Издательство “Белорусский Дом печати”».
ЛП № 02330/0494179 от 03.04.2009. Пр. Независимости, 79, 220013, Минск.
Тираж 1000 экз. Заказ 680.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]