Популяции культурных растений

Популяции культурных растений - основные поставщики продовольствия для человека, кормов для сельскохозяйственных животных, а также разнообразного технического сырья, используемого для получения тканей, технических смазочных материалов, лекарств, парфюмерных средств и т.п.

Перечень видов культурных растений включает несколько сотен наименований, но фактически на 85% площадей выращивается не более 20 их видов, в число которых входят около 10 видов злаков, 5-6 видов бобовых и еще несколько видов корнеклубнеплодов.
Популяция культурного растения в агрофитоценозе - это всегда продукт ее сознательного конструирования человеком. Основные приемы этого конструирования включают в себя: выбор сорта, определение нормы высева семян и способа их расположения (узкорядный, широкорядный, сплошной и т.п.), определение срока сева. Все эти приемы одинаково важны, но с точки зрения популяционной экологии важнейшим из них является норма высева семян, которая определят плотность популяции культурного растения, которая практически не обладает способностью к саморегуляции.
Оптимальную плотность популяции в агрономии подбирают в основном экспериментально, и она разная для разных видов и разных сортов культурных растений. Однозначного решения здесь нет как в силу того, что разные виды и сорта культурных растений существенно отличаются биологическими особенностями и требованиями к условиям произрастания, так и потому, что между развитием особей в посеве и состоянием популяции культурного растения нет однозначного соотношения. Реакция на плотность популяции особей и посева не совпадает. Это иллюстрирует рис. 8.1. Смысл приведенной на нем схемы простой: максимального развития отдельная особь достигает при одиночном произрастании, а выход продукции от посева соответствует некоторой промежуточной плотности популяции. Выращивание культурных растений в вегетационных домиках в отдельных сосудах показывает, что в этом случае продукция особи оказывается в десятки раз больше, чем в посеве, а полевая агрономия своим практическим опытом всегда подтверждает, что урожай снижается как в изреженных посевах (недосев), так и в излишне загущенных посевах (пересев) (Тарасов, Михайлова, 1984).

Рис. 8.1. Продукция отдельной особи (А) и продукция популяции (Б) при разной популяционной плотности

В полевых условиях обычные травяные агрофитоценозы имеют уровень продуктивности на уровне 10-22 г/м2, при максимальной интенсификации этот показатель для отдельных культур типа сахарного тростника может достигать 25-35 г/м2, что, по-видимому, является пределом в современной агрономии. Это важные показатели. При современной демографической ситуации население мира быстро растет, нехватка продовольствия в начале XXI века уже стала острой социальной и политической проблемой.

Ее решение осложняется тем, что мировые земельные ресурсы, пригодные для земледелия, практически исчерпаны, дальнейшее расширение этих площадей явно угрожает серьезными нарушениям экологического равновесия природной среды земного шара. Увеличить производство продовольствия и кормов можно только одним способом - повышением продукционного потенциала популяций культурных растений.
Продукционный потенциал современных сортов пока реализуется слабо, и урожайность основных культур остается низкой. По оценке Б.И. Гуляева (2003), продукционный потенциал культурных растений в условиях обычного земледелия реализован в среднем всего на 20-30%, и только в отдельных развитых странах этот показатель выше. У двух основных зерновых культур в мире, по данным ФАО ООН (FAO Stat, 2007), в среднем она составляет (ц/га):
Зерновая культура 2003 г.              2004              г.              2005              г.              |              2006              г
Пшеница              26,9              29,2              28,4              28,1
Ячмень              24,7              26,8              25,1              24.9
Важная особенность популяций культурных растений - размер вклада органических веществ в те органы растения, которые используются в качестве урожая. Этот вклад оценивается по формуле:
PI = (k/WyiQQ,
где PI - продукционный индекс;
к - фитомасса, используемая в качестве урожая;
W - общая фитомасса растения.
Величина продукционного индекса находится под генетическим и экологическим контролем. Она зависит от вида культурного растения и сорта. Влияют и условия выращивания: уровень плодородия почвы, наличие в посеве сорных растений, продолжительность вегетационного периода, система удобрений и т.п. Например, избыток азотных удобрений у картофеля повышает размер фитомассы ботвы и снижает фитомассу клубней, то есть продукционный индекс.
Особенностью практически всех видов культурных растений является их низкая конкурентная устойчивость и высокая требовательность к ресурсам и условиям произрастания. Особенно это характерно для интенсивных сортов зерновых. В результате популяции культурных растений нестабильны и могут существовать только за счет поддерживающих мероприятий, осуществляемых человеком. Все культурные растения - это типичные r-стратеги с низкой конкурентной устойчивостью. Уязвимыми популяции культурных растений делает одновременность прохождения ими этапов онтогенеза и одноярусность полога. За этот счет в агрофитоценозе всегда остаются свободные экологические ниши, которые немедленно занимают сорные растения.

<< | >>

Источник: Злобин Ю. А.. Популяционная экология растений; современное состояние, точки роста ; монография. - Сумы ; Университетская книга. - 263 [2Jc.. 2009

Еще по теме Популяции культурных растений:

- Геоботаника - Комнатные растения - РАСТЕНИЯ - Экология растений -

- Биология - Ветеринария - Взаимоотношения животных - Все животные - Геология - Зоопсихология - Коровы - Кошки - Лечение животных - Лошади - Насекомые - Науки о Земле - Опасные растения и животные - Растительный мир - Редкие животные - Сельское хозяйство - Собаки - Экология -