АГРОБИОГЕОЦЕНОЗ 3.4.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ АГРОБИОГЕОЦЕНОЗОВ КАК БИОКОСНЫХ СИСТЕМ

Агробиогеоценоз (агро — поле, пашня, био — жизнь, гео — земля) — это природный комплекс, преобразованный человеком для посева (посадки) и выращивания культурных, реже — диких травянистых растений.

г

К агробиогеоценозам относят экосистемы закрытого грунта (теплицы, парники, оранжереи), предназначенные для выращивания овощей, цветов и других травянистых растений. Близки к агро- биогеоценозам лесные культурбиогеоценозы (лесные полосы, живые изгороди).

Центральное звено агробиогеоценоза — агрофитоценоз. Большинство современных фитоценологов и экологов под агрофитоценозом подразумевают растительное сообщество, созданное человеком при помощи посева или посадки возделываемых растений. Компонентами агрофитоценоза служат высеянные (высаженные) растения, сорняки, водоросли, грибы, иногда мхи.

Б. М. Миркин, Г. 3. Розенберг и JI. Г. Наумова подчеркивают, что агрофитоценоз — не конкретный посев, а вся ротация культур в севообороте в пределах однородного участка. При смене севооборота меняется и агрофитоценоз. Агрофитоценозы бывают однолетние, например посев пшеницы, или многолетние — посевы многолетних трав, посадки малины, яблони и др.

Агрофитоценоз — самостоятельная биологическая система. Автономность агрофитоценоза весьма условна, так как сущность его формирования и развития нельзя понять без учета других компонентов природного комплекса (почвы, воды, воздуха, животного мира и т.

Можно сказать, что агробиогеоценоз — это агрофитоценоз со средой своего обитания. Под средой обитания следует понимать неживую и живую природу: воздух, воду, почву, материнскую породу, животный мир и т. д.

Агробиогеоценозы — это обычно полночленные биокосные системы. В них присутствуют все экологические группы организмов, осуществляющие синтез и распад органического вещества: продуценты, консументы и редуценты. Однако в отличие от природных БГЦ в них изменены и фитоценоз, и зооценоз, и микробо- ценоз, и неживая природа. Антропогенный фактор оказал влияние на физико-химические и биологические свойства биотических и абиотических компонентов биогеоценоза, его структуру и функцию. В то же время общие принципы организации аграрных и природных биогеоценозов однотипны, поэтому определения агробиогеоценоза и натурбиогеоценоза могут быть близкими или даже одинаковыми.

В соответствии с первым, классическим определением биогеоценоза, данным В. Н. Сукачевым, агробиогеоценоз, по М. В. Маркову, представляет собой совокупность однородных явлений (атмосферы, горной породы, гидрологических условий, почвы, растительности, животного мира и микроорганизмов) на известном протяжении земной поверхности, в данном конкретном случае — полевой площади. Компоненты этой совокупности вступают друг

озимые однолетние растения — высевают осенью, урожай собирают в середине лета следующего года;

двулетники — чаще выращивают как однолетние культуры; многолетние травы;

деревья и кустарники, отдельные их виды (например, хлопчатник) выращивают как однолетники.

Как правило, возделывают высокоурожайные культурные растения. На земном шаре широкое распространение получили рис, пшеница, кукуруза, картофель, ячмень, батат, маниока, соя, овес, сорго, просо, сахарный тростник, сахарная свекла, рожь, арахис. Культурная флора СНГ составляет более полусотни видов (табл. 3). Семена диких растений используют относительно редко, главным образом при создании лугов, пастбищ и плантаций лекарственных трав.

Основные культурные растения, возделываемые в СНГ (по Б. М. Миркину,

Ю. А. Злобину) Происхождение

Культура

Место введения в культуру Зерновые Пшеница мягкая

Пшеница твердая Рожь посевная

Ячмень культурный

Овес посевной

Кукуруза

Первичный центр — Абиссиния, Передняя Азия, Средиземноморье, вторичный центр — Китай и Япония Первичный центр — Передняя Азия, вторичный центр — Эфиопия

Имеется два генетических центра формирования ржи: первичный — в Малой Азии и Закавказье, вторичный — в Иране и Афганистане. Культурные сорта произошли от сорно-полевой ржи. В настоящее время только в культуре Очагами формообразования ячменя являются Абиссиния и Китайско-японский генетический центр

Родина — Китай. Сформировался из сорно-полевых растений и сейчас известен только в культуре

Генетическим центром культуры является Южная Мексика. Вторичный генетический центр — в Западном Китае (рецессивные формы)

Известна за 5 тыс. лет до н. э. в Египте и за 3 тыс. лет до н. э. в Китае. В Европе возделывают с каменного века

Как и мягкая пшеница, является одной из древнейших культур

Одно из наиболее поздно окультуренных растений. В Европе известна с бронзового века. В бывш. СССР впервые отмечена на Украине за 2—3 тыс. лет до н. э.

В культуре известен около 6 тыс. лет. В Европе одна из самых древних зерновых культур. Первоначально в культуру был введен двурядный ячмень Первые упоминания о культуре овса датируются IV в. до н. э.

Известна только в культуре. Одна из самых древних культур. По данным пыльцевого анализа, впервые отмечена за 80 тыс. лет до н. э. Первые сведения о посевах кукурузы появились в 3400 г. до н. э. В Европу завезена после второго путешествия Колумба. В бывш. СССР впервые попала на территорию Грузии Генетический очаг происхождения — Центральный и Западный Китай. В настоящее время только в культуре

Просо обыкновенное

Рис посевной

Генетический очаг происхождения — Китай и Индия

В Китае известно с 2700 г. до н. э., в Европе —со времени свайных построек.

Гречиха

культурная

Центром происхождения яв- Первые упоминания о культу- ляются Индия и Западный Ки- ре гречихи известны с V-VI вв. тай в Китае. На территории России

выращивают с XV в. Зернобобовые Горох посевной

Масличные

Подсолнечник

однолетний

Технические

Картофель

Хлопчатник

(упланд)

Свекла

обыкновенная

Известен только в культуре. Имеет гибридное происхождение. Сформировался в Среднеазиатском генетическом центре. Вторичный очаг формообразования — Передняя Азия

Генетический центр вида в Северной Америке. Как масличная полевая культура впервые выращивался с 1841г. в России — вторичном селекционном центре

Сформировался в Южноамериканском генетическом центре в Чили

Родиной упланда являются Южная Мексика и Центральная Америка

Современные сорта имеют гибридное происхождение и сформировались в Средиземноморском генетическом центре. Вторичные очаги в Перу и Азии

Древнее культурное растение. В глубокой древности выращивался в Закавказье

Индейцы использовали семена подсолнечника с глубокой древности, но селекционной работы не вели. В Европу завезен с 1510 г. в основном как декоративное растение. В России выращивается с VII в.

Из Америки картофель попал в Европу во второй половине XVI в. В России культивируется с XVIII в. В 1765 г. была распространена специальная инструкция по его выращиванию, а в 1770 г. А. Т. Болотов опубликовал первую научную работу о картофеле

Наиболее древнее хлопководство в Индии и Перу. Выращивается в Средней Азии с VI в. до н. э.

Как культура для получения сахара сформировалась в середине XIX в. Это одно из самых молодых культурных растений. Первый свекловичный сахар появился на рынках Европы в 1850 г.

Капуста огородная

Томат культурный

Лук репчатый

Огурец

Морковь

культурная

Чеснок

Фасоль

обыкновенная

Бобы конские

Репа (турнепс)

Сформировалась в Средиземноморском генетическом центре

Генетический центр в Перу и Эквадоре

Первичный генетический

центр в Афганистане, вторичный — в Передней Азии

Генетический очаг крупноплодных форм в Центральном и Западном Китае Первичный генетический

центр в Афганистане. Вторичные центры — в Передней Азии и Анатолии Первичный центр формообразования в Афганистане. В Передней Азии имеются особые формы

Первичный центр формообразования находится в Америке (Гватемала, Аргентина), где до настоящего времени близкие виды встречаются в диком состоянии

Первичный центр формообразования в Юго-Западной Азии и Индии, в Средиземноморье вторичный формообразовательный центр. Близкие дикорастущие виды имеются в Алжире

Первичный очаг формообразования в Малой Азии. Существует и афганский очаг для форм, которые выращиваются в Средней Азии и Индии. Родина отдельных сортов европейской репы — север Русской равнины и Финляндия. Имеется не менее пяти центров формообразования

В культуре известна с 2000 г. до н. э. Отдельные находки ее связаны с неолитом

В Европе культивируется с XVIII в. В России первое упоминание о культивировании томата известно с 1780 г. Сначала его выращивали в Крыму

В культуре с 2000 г. до н. э.

Возделывался за несколько тысячелетий до н. э. В России культивируется с IX в. Возделывается с древнейших времен

Был распространен как овощное растение еще в Древнем Египте. Культивировался в Древнем Риме. На территорию бывш. СССР проник через Крым и Кавказ

Культура фасоли была известна еще у древних ацтеков, которые выращивали ее вместе с кукурузой. В Перу ее семена найдены среди памятников доинк- ской культуры. В Европе стала распространяться после путешествия Колумба. В России выращивается с XVII в.

В странах Азии в культуре с глубокой древности. Первые находки в Европе известны с неолита, бронзового и железного веков. Культивировались в Древнем Египте и Древней Греции. Издавна культивируются в Грузии и на Русской равнине

Культура была хорошо известна в Древнем Риме и Древней Греции, существовало несколько сортов, описанных еще Плинием. В России выращивается с глубокой древности В Европе и на территории бывш. СССР введен как культурное растение сравнительно недавно. Внедрение в культуру осуществлялось как через переднеазиатский очаг формообразования, так и через индийский

Дыня

Арахис

Первичный центр формообразования в Средней и Юго- Западной Азии. В Индии имеются дикорастущие формы. Отдельный очаг формирования — в Африке

Баклажан

Родина современных сортов — Индия. Особые формы имеются в Йемене и Аравии. В Индии в настоящее время известен в диком виде

Древнейшее культурное растение Индии и Средней Азии. Выращивалась в Древнем Египте. В России возделывается с XVI в. В XVII в. культуру дынь в Московии описал Олеа- рий. В Европу завезена итальянскими монахами

Очаг исходного формообразо- На Евроазиатский континент вания в Южной Америке попал через Юго-Восточную (Бразилия, Аргентина). В на- Азию. В Старом Свете это одно стоящее время встречается из молодых культурных расте- только в культуре ний. В Европу завезен порту

гальцами в 1560 г. из Индии и Китая. В России впервые стали выращивать под Одессой в 1792 г. Культурные растения занимают центральное место в агрофитоценозе. Они, по М. В. Маркову, — главный компонент, ядро этой биологической системы. Культурные растения оказывают наиболее сильное, нередко господствующее влияние на агрофитоценоз. Растение-доминант не только компонент фитоценоза, но и важный экологический фактор, оказывающий многостороннее влияние на окружающую среду, экологическую обстановку, складывающуюся в агробиогеоценозе. Поэтому доминант получил звание кодификатор». Однако некоторые авторы возражают против введения этого термина, так как эдификаторное действие культурных растений выражено значительно слабее, чем диких, иногда оно в агрофитоценозах может совсем не проявляться. Возможно, термин кодификатор» не совсем удачен, но он довольно широко распространен в агробио- геоценологии.

В качестве доминанта-эдификатора в агробиогеоценоз чаще всего вводят один вид культурного растения (например, пшеницу, рожь или кукурузу). Относительно редко встречаются смешанные посевы двух или более видов (кондоминантов) —? вика с овсом, многокомпонентная травяная смесь. Иногда высевают два и более сорта одного вида растения, т. е. создают одновидовой дифференцированный (по Маркову) или совместный (по Юрину) посев. Формы эдификаторного воздействия растений-доминантов (и кондоминантов) разнообразны. Эдификаторы изменяют микроклимат агробиогеоценоза, влияют на физико-химические свойства почв и почвенной влаги. Выделяя биологически активные вещества, эдификаторы существенно влияют на флору и фауну агробиогеоценоза. Высеваемые растения воздействуют на среду при помощи выделения метаболитов. Среди метаболитов важную эди- фикаторную роль в фитоценозе играют колины (агенты влияния высших растений на высшие) и фитонциды (агенты влияния высших растений на низшие). Эдификаторную роль доминантов (и кондоминантов) агрофитоценоза необходимо в дальнейшем всесторонне изучить.

Эдификаторная роль культурных растений разных видов неодинакова. По степени убывания эдификаторного влияния они, по

Н. Е. Воробьеву, могут быть расположены в следующем ряду: многолетние травы, озимые колосовые культуры, яровые колосовые, зернобобовые, яровые пропашные (подсолнечник, картофель, кукуруза), бахчевые, овощные.

По эдификаторности, т. е. по способности влиять на среду, культурные растения подразделены В. В. Туганаевым на три группы.

В первую группу входят силъноэдификаторные растения. К ним относят растения сплошного посева, образующие травостой, проективное покрытие которого составляет около 100 %. К этой же группе отнесены растения высокорослые (до 3 м) и среднерослые, но быстро развивающиеся с весны (озимая рожь, рапс, вика, подсолнечник на силос).

Вторую группу составляют среднеэдификаторные растения. К ним относятся растения сплошного и рядкового весеннего посева, достаточно высокорослые, с проективным покрытием 70—80 %, большей частью быстро развивающиеся после появления всходов (яровые зерновые, в том числе рис), пропашные (хлопчатник, кукуруза, гречиха, соя).

Третью группу составляют слабоэдификаторные растения. К ним относятся некоторые растения, медленно развивающиеся после появления всходов и с проективным покрытием не выше 50 %: бахчевые, овощные культуры, горох и др.

Эту классификацию, отражающую степень эдификаторного влияния сельскохозяйственных культур, можно использовать при оценке агробиогеоценозов.

Выполняя роль доминантов-эдификаторов, возделываемые растения определяют структуру и функцию агробиогеоценозов, их компонентный состав. Они существенно влияют на состояние растений-спутников (сорняков и др.). 3.4.4.