В естественных экосистемах нет проблем, связанных с вредителями, сорняками или болезнями. Плотность популяций разных организмов регулируется там за счет механизмов поддержания экологического равновесия.
В создаваемых человеком агроэкосистемах такое экологическое равновесие само по себе не формируется. В отличие от естественных экосистем, в которых совместно обитают растения десятков разных видов, человек создает одновидовые или маловидовые посевы – агроценозы. Выращивание культурных растений создает условия для размножения их насекомых-вредителей, а также бактерий, грибов и вирусов, вызывающих болезни. Слабая конкурентная способность культурных растений способствует массовому развитию сорных растений.
Сорные растения, обладающие мощной корневой системой, быстро отрастают весной и перехватывают у культурных растений воду и элементы минерального питания. При массовом развитии сорняков урожай снижается. Человек вынужден применять специальные методы контроля плотности популяций сорняков, чтобы защитить культурные растения. (Рис. 88).
В то же время, если плотность популяций сорных растений невелика, они не только не снижают урожая, но даже могут принести пользу. Имея более глубокие, чем у культурных растений корни, они поднимают в пахотный слой почвы некоторые питательные элементы. При внесении минеральных удобрений сорняки запасают элементы питания в своих подземных органах, уменьшая их бесполезное вымывание из почвы. После отмирания и перегнивания сорных растений элементы питания возвращаются в почвенный раствор и улучшают условия питания культурных растений. Сорные растения – пристанища полезных насекомых-хищников.
Контроль сорных растений чаще всего осуществляют агротехническим методом. При этом проводят культивацию (рыхление междурядий) и осеннюю зяблевую обработку почвы. Такая обработка провоцирует прорастание семян сорных растений, и они гибнут от мороза.
Большую роль играют и биологические методы контроля сорняков, вредителей и болезней. Культуры с густым пологом, например, многолетние травы или озимая рожь, справляются с сорными растениями сами, а для того чтобы помочь более слабым культурным растениям выстоять в конкуренции с сорняками, используют микогербициды (от греческого слова микес – гриб) – споры грибов, поражающих определенные виды массово развивающихся и потому опасных сорняков.
Можно также использовать препараты, изготовленные на основе этих грибов. Весьма эффективны в борьбе с сорными растениями насекомые-вредители, которые выедают их цветочные почки и завязи цветков.
Для контроля многих массовых насекомых-вредителей культурных растений используют их врагов – хищников или паразитов. Хищники поедают насекомых-вредителей, а паразиты откладывают свои яйца в более крупные яйца и куколки вредителей, убивая их (рис. 89).
Селекционеры выводят устойчивые к вредителям и болезням сорта растений. Например, рожь сорта «Чулпан» устойчива к стеблевым паразитам – личинкам мух: не смотря на то, что у части побегов, поврежденных этими паразитами, не образуется колосьев, урожай не снижается – более крупные колосья формируются на здоровых побегах. Новая культура тритикале (гибрид пшеницы и ржи) не боится ржавчинных грибов, которые очень вредят ржи. В тех случаях, когда сорные растения не удается контролировать агротехническими и биологическими методами, применяют гербициды. Гербициды нового поколения используют в невысоких дозах, они быстро разлагаются после применения и не загрязняют ни почвы, ни продукты питания.
У всех культурных растений есть «запас прочности», они легко переносят небольшие повреждения. Если часть листьев съедена, урожай может даже увеличиться, так как сохранившиеся листья получат больше света и диоксида углерода и фотосинтез пойдет активнее. Травостой будет вентилироваться, и на растениях не поселятся паразитные ржавчинные грибы.
Агроэкологи стремятся сформировать в агроэкосистемах подобие экологического равновесия в естественных экосистемах (рис. 90). Взаимоотношения между растениями и животными называются при этом системой полезных симбиотических связей. Главные звенья такой системы – хищные насекомые и насекомоядные птицы. Для их размножения в агроэкосистеме сохраняют (или создают) убежища: небольшие перелески, овражки, лесные полосы, заросшие высокими травами обочины дорог и полей.
Введение системы севооборотов защищает культурные растения от массового размножения вредителей. Включение в севооборот, к примеру, рапса ухудшает условия для развития вредителей пшеницы или гороха.
Контрольные вопросы
1. Почему важно охранять биологическое разнообразие в агроэкосистемах?
2. Что такое контроль плотности популяций сорных растений, какими методами его осуществляют?
3. В чем преимущества биологических методов контроля сорняков?
4. Расскажите о положительных и отрицательных сторонах химических мер контроля сорных растений, вредителей и болезней.
5. Можно ли в ходе селекции повысить устойчивость культурных растений к сорнякам, вредителям и болезням?
6. Между какими элементами агроэкосистемы возможно экологическое равновесие?
7. Что такое система полезных симбиотических связей?
Справочный материал
В настоящее время для контроля насекомых-вредителей используют 300 видов «врагов наших врагов», однако с их помощью можно снизить плотность популяций лишь 150–200 вредных видов, общее же число видов-вредителей на полях мира приближается к 10 тысячам.
Для борьбы с вредителями растений используют мушку из рода трихограмма. Эти крохотные насекомые с размером тела от 0,2 до 0,9 мм, как наездники, садятся на яйцо насекомого-вредителя, протыкают его и откладывают внутрь свое яичко. Одна такая мушка заражает 25—150 яиц, внутри которых развиваются личинки, губящие хозяина.
Биологические методы контроля вредителей предусматривают использование не только насекомых, но и птиц. Одна семья перепелов, поселившаяся на поле сахарной свеклы, способна очистить 10 га культуры от свекловичного долгоносика. В агроэкосистеме с лесополосами и естественными перелесками птицы могут контролировать до 70% насекомых-вредителей.
В 80-е годы прошлого столетия цитрусовые плантации Калифорнии практически полностью погибли из-за завезенного из Австралии вредителя червеца. Пришлось завозить из Австралии и естественного врага червеца – хищного жука родолию, родственника нашей божьей ковровки (рис. 91). Через несколько месяцев после того, как на плантации было выпущено 10 тыс. родолий (129 привезенных жуков размножили в лаборатории), с червецом было практически покончено. Родолия эффективно контролировала плотность червецов, пока плантации не начали обрабатывать препаратом ДДТ. Все родолии погибли, и неуязвимый для ДДТ вредитель вновь стал бичом цитрусовых. Опыт использования родолий остается одним из самых наглядных примеров успешного применения биологического метода.
