Приир. Учебники и учебные пособия для высших учебных заведений в. А. Медведский Т. В. Медведская сельскохозяйственная экология
 Скачать 1.54 Mb.
|
|
Защита растений от вредителей и болезней. Большой ущерб сельскому и лесному хозяйству причиняют различные вредители (насекомые, клещи, грызуны), фитопатогенные микроорганизмы и сорняки. По данным ФАО, вредные насекомые уничтожают 1 / 5 урожая. Например, по этой причине только одного риса недобирают на сумму 10 млрд. долларов. Крупные стаи саранчи с сум- марной массой особей до 5 т губят урожай, которым можно было бы прокормить 5 млн. человек. Ущерб от вредителей в лесном хозяйстве часто превышает потери от лесных пожаров. Поэтому одной из важ- нейших задач при решении проблемы обеспечения человека продукта- ми питания становится защита сельскохозяйственных растений и лес- ных культур от вредных организмов. Часто под защитой растений от вредных организмов пони- 147 мают использование для борьбы с ними лишь химических препаратов. Однако многолетний опыт науки и практики показал, что добиться успеха можно только при комплексном применении различных мето- дов защиты. К ним относятся организационно-хозяйственные и агро- технические приемы, биологические, карантинные, селекционно- генетические, физические и механические методы. Химические средства защиты остаются необходимыми и в сельском, и в лесном хозяйстве, но их используют лишь в крайних случаях по результатам обследований каждого конкретного поля, с учетом экономических порогов вредоносности и численности полез- ных насекомых – энтомофагов. Агротехнический и организационно-хозяйственный методы включают в первую очередь такие способы воздействия на популяции вредных организмов, как севооборот, система обработки почвы, систе- ма удобрения, сроки и способы посева, сроки и способы уборки уро- жая, очистка и сортирование семян. Рационально сформированный комплекс указанных мероприятий обеспечивает создание неблагопри- ятных условий для развития и питания вредителей и благоприятствует росту и развитию растений и жизнедеятельности полезных организмов. Соблюдение научно обоснованного севооборота способству- ет подавлению численности вредителей на полях. При этом отдельные виды их могут почти исчезнуть без дополнительных мер борьбы с ни- ми. Так, при посеве твердой пшеницы по предшественникам, исклю- чающим накопление пшеничного цветочного клеща, вредоносность этого вида, способного уничтожать до 60-80% урожая, снижается до хозяйственно неощутимого уровня. Система обработки почвы, направленная на уничтожение вредителей в фазы развития их, проходящие в почве, позволяет регу- лировать численность таких опасных видов, как личинки щелкунов и жуков-чернотелок (проволочников и ложнопроволочников), хлебных жуков, хрущей и некоторых других. При своевременном лущении стерни с последующей обработкой почвы для уничтожения всходов падалицы резко уменьшается численность скрытностеблевых вредите- лей и пшеничного трипса, снижается зараженность полей патогенными микроорганизмами. Внесением различных питательных элементов, особенно фосфора и азота, можно ускорять или, наоборот, задерживать созрева- ние растений и тем самым влиять на трофически связанных с ними 148 вредителей. В результате возможно снижение вредоносности некото- рых видов, приуроченных к определенным фазам развития растений. Одновременно обеспечение растений полным минеральным питанием повышает их устойчивость к повреждениям и усиливает компенсатор- ные способности, в результате снижаются потери урожая при одной и той же численности вредителей. Регулируя сроки посева, можно в значительной мере изме- нять степень повреждения растений отдельными вредителями. В част- ности, ранние посевы яровой пшеницы практически не повреждаются злаковыми мухами, тогда как могут сильно изреживаться под воздей- ствием этих вредителей. Посевы зерновых с разреженным стеблестоем сильно заселяются стеблевыми пилильщиками, а имеющие оптималь- ную густоту стеблестоя, как правило, почти не повреждаются. Ранняя раздельная уборка зерновых дает возможность сни- зить потери урожая от вредной черепашки, хлебных жуков, стеблевого хлебного пилильщика, гессенской мухи. Для вредителей создаются крайне неблагоприятные условия питания, и часть их по этой причине гибнет при перезимовке, а другая – в процессе самой уборки. Послеуборочная очистка и сортирование семян играют важ- ную роль в уничтожении вредителей, сохранившихся внутри семян, например люцерновой толстоножки – брухофагуса. Кроме того, отбор на семенные цели наиболее крупных и здоровых семян позволяет по- лучать дружные всходы и более мощные растения. В результате сни- жается степень их повреждения вредителями и поражения возбудите- лями болезней. Биологический метод основан на использовании для подав- ления вредных организмов их естественных врагов: хищных и парази- тических насекомых, болезнетворных микроорганизмов (вирусы, гри- бы, бактерии), хищных клещей и нематод, а также насекомоядных птиц, земноводных и млекопитающих животных. Все они регулируют численность вредителей в природе. Энтомофагов – хищных и паразитических насекомых ис- пользуют по двум направлениям. Первое – искусственное разведение их и выпуск на поля. Число энтомофагов, пригодных для этого, крайне мало, что связано со сложностью массового разведения абсолютного большинства видов. Широко применяют для защиты растений лишь два вида: яйцееда-трихограмму против вредных чешуекрылых и хищ- ного клеща фитосейулюса, уничтожающего паутинного клеща в теп- 149 лицах. Второе направление – использование и активизация естест- венных ресурсов полезных насекомых в агроценозах. Большое значе- ние в этом отношении имеет дополнительный подсев по краям полей и опушкам полезащитных лесных полос нектароносных трав – люцерны, эспарцета, фацелии, введение в лесные полосы энтомофильных кус- тарников. Важны сохранение естественных местообитаний полезных насекомых на нераспаханных неудобьях, охрана таких мест от антро- погенного разрушения. Планировать защитные мероприятия с использованием пес- тицидов нужно с учетом максимальной безопасности для энтомофагов, для чего обработки проводят в периоды их минимальной численности или активности с использованием наименее токсичных для полезной фауны препаратов. Известны случаи подавления очагов сосновой пяденицы му- ховками-пеструшками, майского хруща – скворцами, непарного шел- копряда – насекомоядными птицами ряда видов, привлеченными с по- мощью искусственных гнездовий. Насекомоядные птицы защищают не только лес, но и приле- жащие поля, луга, сады. Таких опасных вредителей, как проволочник, свекловичный долгоносик, вредная черепашка, различные саранчовые, массами истребляют грачи, скворцы, кобчики, пустельга. Для привлечения птиц в целях охраны леса осуществляют комплекс мероприятий, в том числе создают благоприятные условия для их гнездования: развешивают искусственные гнездовья, оставляют при рубках дуплистые деревья и сохраняют подлесок. Надежно защищают лес рыжие муравьи. Их полезная дея- тельность особенно хорошо проявляется в чистых хвойных лесах с плохо развитым травянистым покровом. По подсчетам ученых, каждый большой муравейник за сезон уничтожает от 2 до 8 млн. вредных насе- комых или защищает 0,3 – 1 га леса. В последние годы для борьбы с вредителями сравнительно широко применяют энтомопатогенные бактерии, грибы и вирусы, спо- собные заражать и уничтожать насекомых. Использование их имеет важные преимущества. Во-первых, препараты, изготовленные на осно- ве болезнетворных микроорганизмов, обладают высокой степенью из- бирательности и не представляют опасности для полезных насекомых и человека. Во-вторых, при их применении не возникает устойчивых 150 форм вредных организмов, что является существенной отрицательной особенностью химического метода. В-третьих, можно создавать про- мышленные технологии получения в больших масштабах биопрепара- тов на основе болезнетворных микроорганизмов, причем для их при- менения пригодна техника, используемая для обработок полей, садов и лесных культур инсектицидами. Промышленность выпускает большое число препаратов на основе энтомопатогенных бактерий (энтобактерин, битоксибациллин, дендробациллин, лепидоцид), грибов (боверин) и вирусов (вирин). Их применяют главным образом против листогрызущих вредителей, на- пример гусениц вредных чешуекрылых и колорадского жука. В теп- личном хозяйстве против белокрылки эффективен гриб ашерсония. В целом биологические методы защиты растений разработа- ны еще недостаточно и, как правило, уступают по эффективности хи- мическим способам. Однако накопленный опыт дает основание счи- тать, что они весьма перспективны. Особенно важны биологические методы защиты с позиций охраны природы, будучи безопасными для охраны окружающей среды и наиболее избирательными по действию. С каждым годом объемы их использования увеличиваются. Химический методзащиты сельскохозяйственных и лесных культур от вредителей и болезней основан на использовании химиче- ских соединений, токсичных для вредных насекомых (инсектициды), клещей (акарициды), нематод (нематоциды), фитопатогенных грибов (фунгициды) и сорняков (гербициды). Высокая технологичность при- менения, быстрота действия и эффективность делают такие соедине- ния результативным средством подавления вредных организмов. Объединяемые под общим названием «пестициды» химиче- ские препараты для защиты растений – продукт монокультурного спо- соба хозяйствования. Нарушив экологическое равновесие при создании монокультурных агроценозов, человек создал исключительно благо- приятные условия для размножения отдельных видов, трофически свя- занных с возделываемыми растениями. Для предотвращения массовых вспышек размножения этих видов потребовались средства контроля за их численностью. Такой контроль оказалось легче всего осуществить с помощью пестицидов, применение которых требует минимальных за- трат времени и труда. По характеру воздействия на организм вредителей пестици- ды подразделяют на фумиганты, контактные, кишечные и системные 151 препараты, протравители семян и посадочного материала. Фумиганты проникают в организм через органы дыхания в газо- и парообразном состоянии. Контактные препараты вызывают гибель вредных организ- мов при попадании их на покровы тела, а кишечные – в кишечный тракт вредителя вместе с пищей. Препараты системного действия про- никают в растения, которыми питаются вредные организмы, входят в состав клеточного сока и с ним попадают в организм вредителя. Про- травители используют для борьбы с возбудителями болезней, сохра- няющимися в почве или на поверхности семян. Часто они токсичны и для почвообитающих вредителей. Пестициды выпускают в различных препаративных формах: порошковидной, смачивающихся и растворимых порошков, концен- тратов суспензий, водорастворимых и масляно-суспензионных концен- тратов, минерально-масляных эмульсий, гранул и др. В зависимости от этого применяют методами опыления, опрыскивания, фумигации (об- работка газообразными препаратами) и рассева гранул. Протравители в виде смачивающихся порошков наносят на поверхность семенного материала одновременно с его увлажнением в специальных машинах. 152 10. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИВОТНОГО МИРА Роль животных в биосфере и жизни человека. Хотя биомасса на нашей планете невелика (около 2% всего живого), значение их для биосферы огромно. Это определяется высо- ким уровнем энергетических процессов у животных, их большой под- вижностью и исключительным разнообразием (более 2 млн. видов, в то время как растений около 500 тыс. видов). Разнообразие животных чрезвычайно важно, прежде всего, для основного процесса – биотического круговорота веществ и энергии. Один вид не способен в любом биогеоценозе расщепить органическое вещество растений до конечных продуктов. Каждый вид использует лишь часть растений и некоторые содержащиеся в них органические вещества. Так складываются цепи и сети питания, последовательно извлекающие вещества и энергию из фотосинтезирующих растений. Пищевые (трофические) цепи и сети, как правило, очень сложны, поскольку один вид животных может питаться разными вида- ми, часто из различных трофических уровней. В процессе эволюции виды приспособились к наиболее эффективному использованию опре- деленного набора кормовых объектов и в то же время каждый из видов (на популяционном уровне) служит кормом для других видов. В слож- нейшей взаимосвязанной экосистеме животные как подвижный актив- ный элемент в значительной мере определяют устойчивость этой сис- темы. Находясь в зависимости от растений, они, в свою очередь, опре- деляют условия их жизни, структуру и состав почвы, облик ландшаф- та. Самая разнообразная и многочисленная группа животных – насекомые – имеет и наибольшее значение в биогеоценозах. Без них на земле господствовали бы хвойные и другие голосеменные растения, папоротники и мхи, так как большинство цветковых видов опыляется насекомыми. Ими питаются многие рыбы, земноводные, пресмыкаю- щиеся, птицы и звери. Большую роль насекомые играют в формирова- нии почв, разложении отмерших животных и растительных остатков. Лиственные леса, например, ежегодно теряющие свой зеленый убор, без деятельности насекомых могут задохнуться в собственном опаде, так как чем толще и плотнее слой лесной подстилки, тем меньше воз- духа проникает в почву. 153 Большое и разнообразное значение имеют в экосистемах и другие беспозвоночные. Общеизвестна роль дождевых червей в улуч- шении аэрации почвы, распределении гумуса в ней, создании ее струк- туры. Повышению –плодородия почвы способствуют также земляные клещи, нематоды, мокрицы, многоножки и многие другие виды. Мол- люски служат источником корма для других животных, фильтраторами воды, обеспечивающими ее очищение. Среди позвоночных неоспорима значимость рыб в водных экосистемах как самых массовых и подвижных организмов на различ- ных трофических уровнях. С каждым годом проявляется все большая роль земноводных и пресмыкающихся в биогеоценозах лесов, лугов, пустынь и тропических ландшафтов. Птицы истребляют вредных насекомых, а также способствуют распространению семян, в частности древесных пород. Велика их роль в круговороте биогенных веществ. Например, морские птицы перено- сят огромные количества фосфора на сушу (залежи гуано). Важное значение в повышении плодородия почвы имеют землерои. Животные активно формируют целые ландшафты, например бобры, устраивая запруды на водоемах. Термиты создают особый рельеф в Экваториальной Африке, сурки неузнаваемо преображают облик горных степей, копытные в саваннах поддерживают устойчивые и очень продуктивные растительные ассоциации. Животными сформи- рованы известняки и коралловые рифы. Все биологические виды, возникшие в процессе эволюции, по- лезны для биосферы. Каждый вид занимает только ему присущую эко- логическую нишу, повышая продуктивность и устойчивость биогеоце- ноза, создавая своим существованием предпосылки для появления но- вых экологических ниш. Этот процесс гарантирует бесконечность эво- люции в пространстве и во времени. Роль животных в жизни человека определяется, прежде всего, значением их в биосфере. Само по себе разнообразие видов животных полезно для человека. Они служат источниками питания, технического и лекарственного сырья, хранителями генетического фонда для улуч- шения пород домашних животных. Некоторые дикие виды одомашни- вают, например лося. Много сил, средств и времени затрачивают на борьбу с живот- ными, причиняющими ущерб. Вредные в сельскохозяйственном и ме- дико-санитарном отношении виды животных (мыши, крысы, мухи, 154 тараканы и др.) распространились и имеют высокую численность в связи с тем, что рядом с человеком находят благоприятные экологиче- ские условия. Понятие «вредное животное» появилось с началом хозяйст- венной деятельности человека. Причем очень часто усиление вредо- носности того или иного вида определяется ее интенсификацией в ка- ком-либо регионе в определенный период. Например, большинство вредителей культурных злаков до распашки степей обитало на выбро- сах рыхлой почвы из нор грызунов. В результате распашки почвы и введения монокультуры создались крайне благоприятные условия для их массового размножения и расселения. Появление стад беззащитных домашних животных повлекло за собой резкое увеличение численно- сти волка. Кроме того, в зависимости от места, времени, условий и чис- ленности один и тот же вид животного может быть вредным или по- лезным. Отдельные виды саранчовых в умеренном климатическом поясе страны не наносят заметного вреда сельскохозяйственным куль- турам, в некоторые благоприятные для них годы могут принять ущерб в Центрально-Черноземной зоне. Постоянно вредны они лишь на юге. В степной зоне полевой воробей уничтожает большую долю урожая проса, в средней же полосе он полезен, кормясь насекомыми и семена- ми сорняков. Жаворонок, черный дрозд, чечетка и ряд других птиц, полезных в Европе, будучи завезенными в Новую Зеландию, оказались здесь вредителями полей и садов. Чем больше мы познаем закономерности жизни биогеоцено- зов, особенности экологии отдельных видов, тем больше оказывается полезных животных. Еще недавно пернатых хищников относили к вредным и ис- требляли, однако сейчас они взяты под охрану, поскольку выяснена их огромная роль в уничтожении многих вредных или в оздоровлении популяций полезных животных. Доказано положительное значение рыбоядных птиц, хищных рыб, в том числе щуки, многих наземных хищников. Даже волк не подлежит полному истреблению, необходим лишь контроль за их численностью. Взаимоотношения между человеком и животными. Человек, овладев огнем и оружием, еще в палеолите, т.е. более 250 тыс. лет назад, стал оказывать заметное влияние на животный мир. Крупные животные, обычно немногочисленные, как и обитатели ост- 155 ровов, стали первыми его жертвами. В различных районах Земли это произошло в разное время. Однако из-за отсутствия точных сведений нельзя составить достаточно полного представления о степени воздействия человека на животных не только в ту далекую эпоху, но и гораздо позднее. До 1600 г. не было научных описаний, подтвержденных документально. По- этому данный год выбран как дата, начиная с которой можно просле- дить судьбу определенного вида животного. Начиная с этой даты, по данным литературных источников, на Земле вымерло 94 вида (1,9%) птиц и 63 вида (1,48%) млекопитающих. Еще больше исчезло подвидов птиц и зверей. Из этого количества, по данным Д. Фишера, гибель более 75% видов млекопитающих и 86% птиц связана с деятельностью человека. Сегодня опасность исчезновения грозит более чем тысяче ви- дов позвоночных животных и многим видам моллюсков, насекомых и других беспозвоночных. Воздействие человека на животных выражается как в прямом преследовании и нарушении структуры популяции, так и в перемене мест их обитания. В последнее время к общим изменениям условий обитания добавился такой мощный фактор, как загрязнение природной среды, особенно пестицидами. Очень часто прямое преследование (охота) сопровождалось изменением ландшафта, т.е. эти факторы дей- ствовали одновременно. Следует отметить, что значение прямого пре- следования в сокращении численности животных в последнее столетие резко снизилось. Так, если в ХVII в. прямое преследование стало при- чиной гибели видов в 86% случаев, а косвенное – в 14%, то в ХХ в. это соотношение резко изменилось и составило соответственно 28 и 72 %. Полное или почти полное истребление животных в результате неумеренной и нерегламентированной добычи было довольно широко распространено в прошлом. Первой документально засвидетельство- ванной жертвой преследования человеком был гигантский голубь – дронт. Это крупная нелетающая птица вдвое больше гуся, с мощными лапами, короткими крыльями небольшим хвостом, крючковатым клю- вом и пепельно-серым оперением. Дронты жили на острове Маврикий в Индийском океане. В 1598 г. на остров высадились голландцы. Они убивали дронтов ради мяса и собирали их яйца. Последняя птица по- гибла через 82 года после высадки первых поселенцев – в 1681 г. Тур – один из предков крупного рогатого скота – исчез к нача- 156 лу ХVII в., он был повсеместно объектом охоты. В раннеисторический период этот вид заселял всю Европу, Малую Азию и Северную Афри- ку. В доисторическое время туры жили также в Сибири и Казахстане. В ХII – ХIV вв. эти животные исчезли на большей части Европы, до- жив лишь в Польше до конца ХVI в. Другой предок домашних животных – дикая лошадь тарпан – некогда обитал в степях Европы, доходя на севере до Польши, Литвы и Пруссии. На востоке его ареал простирался в Казахстан, возможно, смыкаясь в предгорьях Алтая с ареалом лошади Пржевальского. В За- падной Европе тарпаны были уничтожены в средние века, в Польше они дожили до начала ХIХ в. Дольше всего сохранились эти животные на юге Украины. Последняя дикая кобыла была убита в 1879 г. в 35 км от Аскании-Нова. На тарпанов не просто охотились, их направленно истребляли, так как они мешали коневодству. Дикие жеребцы посто- янно отбивали домашних кобыл, убивали и калечили жеребцов. Рас- пашка степей способствовала быстрому исчезновению дикой лошади. Среди безвозвратно утерянных крупных животных большой интерес представляла морская корова. Она достигала 7-9 м в длину, имела массу до 4 т. Заселяла прибрежные мелководья Командорских островов в северной части Тихого океана. Стада морских коров корми- лись у самого берега водорослями (морской капустой), поэтому жите- ли Камчатки называли их «капустниками». Доверчивые, медлительные животные становились легкой добычей и очень быстро погибали. Мо- ряки, посещавшие Командорские острова на пути от Камчатки до Аля- ски, и охотники на каланов заготавливали мясо морских коров как лег- кодоступный и дешевый источник продовольствия. В результате по- следняя морская корова была убита в 1768 г. Так был утрачен, вероят- но, наиболее перспективный для одомашнивания вид среди всех мор- ских млекопитающих. Так же участь постигла и многих птиц помимо описанного выше дронта. Среди них наиболее потрясает история истребления странствующего голубя. Эта красивая, грациозная птица была самой многочисленной на востоке Северной Америки. В одной стае, по под- счетам А. Уилсона в 1810 г., оказалось более 2 млрд. птиц. Только в штате Висконсин до 1871 г. в колониях странствующего голубя насчи- тывалось не менее 136 млн. особей. Европейские переселенцы начали массовое истребление этих птиц еще в начале ХVII в. Их отстреливали, ловили сетями, сбивали на 157 землю шестами, рубили деревья с гнездами – убивали сотни тысяч и миллионы птиц. На всех рынках за бесценок продавали огромное ко- личество голубей. Но вскоре наступил конец – странствующие голуби стали редкостью, во что долго не могли поверить. Последняя птица на свободе была убита в 1899 г., а последняя старая голубка умерла в зоо- парке г. Цинциннати в 1914 г. Подобное произошло и с некоторыми другими видами птиц. Так, у восточного побережья Северной Америки в середине ХIХ в. бы- ли полностью истреблены бескрылая гагарка и лабрадорская гага, а на юго-востоке США та же судьба постигла каролинского попугая: к на- чалу ХХ в. они повсюду были уничтожены, в неволе последняя птица погибла в 1914 г. Еще больше животных исчезло из многих мест обитания, они стали редкими, их ареалы резко сократились. Число видов таких ред- ких животных исчисляется сотнями, они имеются в очень многих группах животного мира, например в Европе. К ним относятся мол- люск пресноводная жемчужница, многие бабочки, осетровые рыбы, такие хищные птицы, как орел и сокол; зубр и медведь. В Северной Америке на грани исчезновения были бизоны, редкостью стали степ- ной тетерев, белый американский журавль, калифорнийский кондор, в Южной Америке – викунья, шиншилла, крупные кошки и многие дру- гие. В Азии угрожающе сократилась численность носорога, льва, ге- парда, тигра, лошади Пржевальского и кулана. Многие виды диких копытных в Африке остались практически только на заповедных тер- риториях. В ничтожном количестве сохранились лемуры на Мадага- скаре. В исключительно трудном положении оказались аборигенные животные Новой Зеландии и океанических островов. Основная причина вымирания животных или резкого сокра- щения их численности, уменьшения ареала заключается и не столько в прямом преследовании животных, сколько в косвенном влиянии чело- века, которое принимает различные формы. Изменение мест обитания животных – наиболее часто встре- чающееся явление, принявшее огромные размеры. Вырубка лесов, рас- пашка степей, осушение болот, сооружение водохранилищ и каналов, постройка дорог и т.д. коренным образом изменили облик целых кон- тинентов. Естественно, что для ряда животных эти перемены оказались неблагоприятными, и либо виды вымерли, либо резко сократилась их численность, нередко они сохранились лишь на заповедных террито- 158 риях. Следует помнить, что включение нового вида в естественный биогеоценоз всегда вызывает, как правило, резко негативные последст- вия. Лишь в обедненные антропогенные биогеоценозы желательно ча- ще вводить новые виды для сбалансирования экологической системы, например растительноядных рыб – толстолобика, белого амура – в ис- кусственные каналы, так как эти виды препятствуют их зарастанию. |