9139

Шкатула Ю.М., Тітаренко О.М. Практикум з сільськогосподарської екології.

– Вінниця: ВНАУ, 2012. - с.

Розглянуто і рекомендовано до друку на засіданні кафедри екології та охорони навколишнього середовища

(протокол № від 2012 р.)

Рекомендовано до друку науково-методичною радою Вінницького національного аграрного університету

ПЕРЕДМОВА

Навчальний посібник «Практикум з сільськогосподарської екології» написаний для студентів агрономічного факультету зі спеціальності 6.040106 «Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування» і вивчається на другому курсі в обсязі 108 год. (20

год., лекційних занять, 40 год., практичних і 48 год., самостійного вивчення дисципліни). Він відповідає навчальній програмі програмі

«Сільськогосподарська екологія».

Структура посібника побудована у відповідності з вимогами модульно-

рейтингової системи навчання, що впроваджується у навчальний процес закладів освіти четвертого рівня акредитації. У відповідності з цією системою дисципліна «Сільськогосподарська екологія» поділена на 2 модулі:

1.Еколого-системна організація сільського господарства.

2.Антропогенне навантаження на агроекосистеми.

Виникнення і розвиток сільськогосподарської екології обумовлені всім соціально-економічним розвитком людства, необхідністю розробки науково-

обгрунтованих методів екологічного управління сільськогосподарською діяльністю, яка стає одним з найпотужніших факторів впливу на функціонування агросфери та в цілому біосфери.

Практичні роботи з цих дисциплін мають на меті надання студентам первинних знань з сільськогосподарської екології. Дати студентам уяву про сутність, мету, завдання, складові елементи і значення цієї науки для розвитку агросфери і суспільства, навчити їх новим підходам і методам еколого-безпечного сільськогосподарського виробництва, методам екологізації АПК, ознайомити з засобами відтворення продуктивності сучасних агроландшафтів і забезпечення виробництва достатньої для суспільства кількості екологічно безпечної продукції.

Об'єктивну важкість у вивченні дисципліни становить відсутність належних агрономіних знань. В зв’язку з цим, велике навантаження лягає на самостійне вивчення окремих тем дисципліни з консультаційною допомогою викладача.

Практична робота №1

Тема: Сільськогосподарські терміни, їх екологічний та технологічний зміст. Закони сільськогосподарської екології.

Мета: ознайомитись та вивчити основні сільськогосподарські терміни, розглянути закони, правила, які мають найбільше значення для розуміння процесів, що відбуваються в агроекосистемах.

Азотфіксація- процес зв'язування молекул азоту в азотовмісні сполуки, який відбувається за участю вільноживучих і симбіотичних азотфіксуючих мікроорганізмів.

Антибіотики – речовини біологічного походження, здатні знищувати мікроорганізми або пригнічувати їх ріст і розмноження.

Бонітет ґрунт- властивості ґрунту та рівень врожайності вирощуваних на ньому культур як сумарний показник родючості.

Буферність ґрунту - здатність ґрунту зберігати кислотність (реакцію) середовища практично сталою під дією кислот і лугів. Так, чорноземи мають бeферність 5-8 (буферність піску = 1).

Вапнування грунту - внесення вапнякових добрив у грунт з метою нейтралізації його надмірної кислотності, яка шкідлива для багатьох с.-г. культур.

Вивітрюванн - руйнування мінеральних і гірських порід під впливом фізичних і хімічних чинників, компонентів атмосфери та гідросфери за участю живих організмів.

Вилуження ґрунту- процес вимивання з верхніх шарів ґрунту в нижні шари або підґрунтя розчинних мін. сполук, що відбувається під впливом низхідного руху атмосферних опадів або ґрунтового розчину.

Випрівання - загибель трав'янистих зимуючих рослин під товстим шаром снігу, який впав на незамерзлий - ґрунт.

Вологість ґрунту - величина, що кількісно характеризує водоутримувальну

Гідромеліорація- поліпшення водного балансу земель шляхом осушення чи

шкідників та до продуктів їхньої життєдіяльності. Особливим виявом є стійкість і витривалість.

Кадастрземельний-систематизоване зведення відомостей про землі. Меліорація ґрунтів - помітне поліпшення властивостей ґрунтів та умов

фунгіциди, немотоциди, гербіциди, біоциди.

Родючість – сукупність властивостей грунту, здатних задовольняти потребу рослин у поживних речовинах, воді, повітрі та фіз.-хім. середовищах.

Токсичність – отруйність, здатність деяких хімічних елементів, сполук, біогенних речовин виявляти шкідливу дію на живі організми.

Селекція – виведення нових і поліпшення існуючих сортів с.г. рослин та порід свійських тварин.

Сівозміна – науково-обгрунтоване вирощування у певній послідовності кількох видів рослин на одній земельній ділянці.

Структура грунту – сукупність елементарних часточок грунту, структурних агрегатів різного розміру й форми і з певним фізико-хімічними та механічними властивостями. Розрізняють безструктурні, слабо структурні та структурні грунти.

Фотрперіодизм – потреба організмів у певній тривалості дня і ночі, тобто в періодичній зміні освітлення та темряви.

ФАО – (продовольча і с.г. організація ООН) спеціалізована установа ООН займається питанням продовольчих ресурсів та розвитку сільського і промислового господарства у світі.

ФАР – фотосинтетична активна радіація. Випромінювання в діапазоні 380750 н.м., найбільш ефективне для фотосинтезу рослин.

Екологічні закони, принципи і правила

Закон обмеженості (вичерпності) всіх природних ресурсів. Уявлення про існування на Землі «невичерпних» ресурсів помилкове і надзвичайно шкідливе стосовно його практичного використання. Обмежені навіть ресурси сонячного проміння. Не через те, що Сонце перестане світити, а внаслідок неможливості використання людьми всього потоку проміння, яке досягає поверхні Землі. Усі природні ресурси в умовах Землі.

Закон зростаючої родючості – агротехнічні та інші прогресивні методи ведення сільського господарства, що з'являються в практиці землеробства забезпечують зростання продуктивності земель.

Закон мінімуму ( Ю.Лібіха) – основний закон: витривалістьорганізму визначається найслабкішою ланкою в ланцюгу його екологічних потреб, тобто життєі можливості організму лімітуються екологічними чинниками, кількість і якість яких близькі до необхідного для організму або екосистеми мінімуму, подальше їх зниження призводить до загибелі організму або деструкції екосистеми.

Закон спдної віддачі – збільшення вдвічі кількості працівників, що обробляють одиницю площі с.г. угідь, не забезпечує відповідного (вдвічі) збільшення врожаю, а лише дає змогу отримати додаткову його кількість.

Закон спадної (природної) родючості груту:

- у зв’язку з постійним збиранням урожаю, порушенням природних процесів ґрунтоутворення та постійним вирощуванням монокультури у грунті нагромаджуються токсичні речовини, що виділяються рослинами, внаслідок чого постійно зменшується природна родючість грунтів;

- кожне наступне додавання будь-якого корисного для організму чинника дає менший результат, ніж ефект, отриманий від попередньої дози того самого чинника, що був уже в достатньому обсязі.

Література.

1.Мусієнко М.М., Серебряков В.В., Брайон О.В. Екологія. Охорона природи: Словник-довідник. – К: Тов. «Знання» , 2002., - 550 с.

2.Смаглій О.Ф., Кардашов А.Т., Литвак П.В. Агроекологія: навчальний посібник. –К: Вища школа, 2006., - 671 с.

Практична робота № 2

Тема. Особливості структури і функціонування агроекосистем

Мета: охарактеризувати агробіоценоз як антропогенно-природну екосистему, керовану людиною і сформовану на загальних екологічних законах.

Теоретичні відомості

Живі організми і неживе (абіотичне) середовище взаємопов'язані між собою. Будь-яка одиниця (біосистема), що включає всі спільно функціонуючі організми (біотичні угруповання) на певній ділянці, взаємодіє з фізичним середовищем таким чином, що потік енергії створює визначені структури і кругообіг речовин між живою і неживою частинами, являючи собою екологічну систему. Екосистема - єдиний природний комплекс утворений сукупністю організмів, які мешкають разом, та умовами їх існування.

Екосистему визначають як сукупність живих організмів, об'єднаних трофічно-енергетичними зв'язками між собою і середовище. Отже: Екосистема складається з біотопу та біоценозу. Вчення про екосистеми, їх генезис, структурно-функціональні особливості, еволюцію та антропогенну динаміку вивчає екосистемологія.

Вивчення агроекології потребує фундаментальних знань структури природних екосистем, продукту діяльності самої природи. Без розуміння особливостей організації природних екосистем неможливо оцінювати агроекосистеми.

Під сільськогосподарською екологічною системою (агроекосистемою) розуміють природний комплекс, змінений с.г. діяльністю людини.

Агроекосистема - це штучна або змішана система рослинних, тваринних і мікробіологічних угруповань з невираженим або відсутнім механізмом саморегулювання. Це нестійка система ценопопуляцій культивованих рослин, їх сортів на оброблюваних грунтах, яка підтримується і регулюється людиною; за відсутністю такого контролю втрачає свої властивості. Розділ екології, що вивчає екологічні системи, називають

синекологією.

Створені людиною або трансформовані нею природні агроекосистеми складаються з певних видів (сортів) рослин, тварин і мікроорганізмів грунту. Основу агроекосистем становить їхній постійний компонент - культурні рослини, що утворюють агрофітоценоз і є його едифікаторами, виділені у культурний ярус. Поширення в них бур'янових рослин є додатковим, небажаним компонентом.

Тваринний світ, що населяє агроекосистему, формується із місцевих представників фауни, є непостійним компонентом. При пасовищному утриманні до нього долучаються сільськогосподарські тварини, що мають безпосередній вплив на агрофітоценоз.

Ґрунтова мікрофлора в процесі своєї діяльності сприяє мінералізації рослинних і тваринних рештків і збагачує грунт перегноєм. Отже:

агроекосистема (агробіоценоз) - це агрофітоценоз + зооценоз + грунт і кліматоп.

У сучасних агроекосистемах матеріально-енергетичні, економічні й екологічні процеси виробництва біологічної продукції перебувають у тісному взаємозв'язку. Людина створила окремі природно-технологічні системи для вирощування рослин ( теплиці, оранжереї, парникові господарства) і тварин (свинарники, корівники, конюшні, вівчарні, птахофабрики, пасіки тощо). Вони функціонують за умови керування людиною і наявності додаткової енергії.

Незважаючи на різноманітність, сільськогосподарські екосистеми мають однакові складові елементи: культурні рослини і бур'яни; тварини (безхребетні й хребетні), що живуть у грунті й посівах; паразити (безхребетйі й хребетні), що живуть у грунті й посівах; паразити й напівпаразити культурних рослин і бур'янів;

Ланцюги живлення у сільськогосподарських екосистемах скорочені й залучені в сферу діяльності людини. На вершині екологічної піраміди розміщена людина, яка водночас є споживачем і рослинної й тваринної продукції.

Агроекосистему можна розглядати як трансформовану природну або створену, що функціонує за рахунок природної та антропогенної енергії (додаткової). З переходом на інтенсивні технології сільського господарства зростає енергоємність її продукції внаслідок підвищеного використання антропогенних джерел енергії.

За рівнем антропогенного впливу і енергетичних витрат агроекосистеми поділяють на три групи.

До першої групи належать екстенсивні агрокосистеми. Їхня продуктивність низька, адаптивність до умов висока, спеціалізація –рослинни- цька, тваринницька й комплексна. Дані агроекосистеми орієнтовані на використання природної родючості грунтів, без використання добрив та інших хімічних засобів або дуже обмежене їх застосування. Це багаторічні кормові угіддя.

До другої групи відносяться інтенсивні агроекосистеми. Продуктивність їх висока, ступінь адаптивності низький, спеціалізація –рослин- ницька, тваринницька й комплексна. В них застосовуються сівозміни із травами і сидератами, на поля вносять безпідстилковий гній, застосовують ефективні засоби виробництва – нові сорти, гібриди, агрохімікати і механізми. Використовують більш ефективні технологічні процеси та застосовують передові методи організації праці, новітні досягнення науки та техніки. Дані агроекосистеми забезпечують найвищу врожайність с.г. культур

Третю групу становлять адаптивні агроекосистеми. Їхня продуктивність досить висока, адаптивність теж висока, спеціалізація –рослин- ницька, тваринницька та комплексна. Широко використовують коротко ротаційні сівозміни, біологічне різноманіття невелике, використовується гній, біологічні методи захисту.

Завдання. Опишіть типову структуру агробіоценозу, його відмінності від природного біоценозу за поданою схемою.

Істотною особливістю агроекосистем є поява в них штучного добору і селекції рослин та тварин, залучення у трофічний ланцюг сільсько господарських тварин і людини, порушення кругообігу речовин внаслідок надходження мінеральних добрив, пестицидів, а також використання ними природної сонячної енергії та додаткових енергетичних ресурсів. На основі даних порівняльної характеристики потрібно зробити висновок і роль антропогенних факторів в житті природних і окультурених та культурних біогеоценозів і ландшафтів, про значення природних біогеоценозів і