_I dll_
УЧЕБНИКИ И УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ
экология
Под редакцией доктора ветеринарных наук, профессора Н. А. Уразаева
2-е издание, переработанное и дополненное
Допущено Министерством сельского хозяйства и продовольствия Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений по агрономическим и зооветеринарным специальностям
МОСКВА «КОЛОС» 2000
УДК 631.95(075.8) ББК40.3я73 С29
Авторы: Н.А. Уразаев, доктор ветеринарных наук, профессор; А. А. Бакулин, доктор сельскохозяйственных наук, профессор; А. В. Никитин, кандидат ветеринарных наук; Д. Н. Уразаев, кандидат ветеринарных наук;
Н. С. Чухлебова, кандидат сельскохозяйственных наук
Рецензенты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор, академик РАСХН А. М. Гаврилов (Волгоградская ГСХА), доктор ветеринарных наук В. П. Толоконников (Ставропольский государственный университет)
Редактор А. С. Максимова
Сельскохозяйственная экология / Н. А. Уразаев, А. А. Ва-С29 кулин, А. В. Никитин и др. — М.: Колос, 2000. — 304 с.; ил. — (Учебники и учеб, пособия для студентов высших учебных заведений).
ISBN 5-10-003587-0.
Второе издание учебного пособия (первое вышло в 1996 г.) обновлено и переработано с учетом современных достижений сельскохозяйственной экологии. Книга дополнена новыми главами, одна из которых посвящена производству экологически чистой продукции растениеводства и животноводства.
Для студентов вузов по агрономическим и зооветеринарным специальностям.
УДК 631.95(07^.8) ББК 40.3я73
ISBN 5-10-003587-0
ПРЕДИСЛОВИЕ
Экология как наука с ее целями и задачами сформировалась сравнительно недавно, хотя ее истоки уходят в древность. Она имеет длительную историю, но, несмотря на это, еще не сложилось единого мнения о ее содержании. Многие ученые утверждают, что экология — наука, другие считают, что это не столько наука, сколько мировоззрение. Очевидно, в этом есть доля истины — мировоззренческий аспект в экологии, несомненно, присутствует.
Возникновение и развитие сельскохозяйственной экологии связаны с эволюцией сельского хозяйства, освоением земель. Собирательство и охота, животноводство и земледелие обозначили важные этапы развития человеческого общества и вызвали необходимость использования человеком экологических знаний. Первобытные охотники уже владели элементами экологии. Применяя экологические знания, первобытный человек более успешно охотился на зверей, добывая мясо животных и птиц, а также шкуры и перья.
Свыше десяти тысячелетий человек занимается сельским хозяйством. В сельскохозяйственное производство вовлечена значительная часть территории земного шара. Только под пашней занято около 14 % суши. Огромные территории, главным образом в аридных зонах, используют для выпаса сельскохозяйственных животных. В аграрных ландшафтах немалые площади отведены под строительство скотных дворов, животноводческих ферм и комплексов, летних лагерей для содержания крупного рогатого скота и других видов животных.
Сельскохозяйственные экосистемы — это не только продукт Природы, но и объект человеческого труда. В них человеку отводится двоякая роль. Как биологический вид он является компонентом Экосистемы (биогеоценоза), а его сельскохозяйственная деятельность — экологическим (биогеоценотическим) фактором, оказывающим сильное влияние на природу.
История развития сельского хозяйства характеризуется главным образом стремлением получить как можно более высокие Урожай культивируемых растений и продуктивность сельскохозяйственных животных. На смену малоурожайным сортам и малопродуктивным породам пришли новые, более продуктивные. В
ходе искусственного отбора и селекции выведены сорта растений с максимальной долей полезной для человека продукции (зерна, плодов, клубней и т. д.).
Селекция значительно повлияла и на структуру, и на функции организма сельскохозяйственных животных. Широкое распространение получили коровы молочных пород с сильно развитым выменем, куры, интенсивно несущие яйца, свиньи, обладающие высокой скороспелостью, и т. д. В процессе селекции созданы породы животных, представляющие собой «живые фабрики» по производству молока, яиц, мяса и другой животноводческой продукции. Однако платой за высокую продуктивность растениеводства и животноводства стала потеря культурными растениями и животными их защитных свойств, способности противостоять воздействию неблагоприятных факторов среды, разным болезням.
Культурные сорта растений и породы животных по сравнению со своими дикими предками и сородичами оказались более восприимчивы к заболеваниям. В аграрных ландшафтах все чаще вспыхивали массовые болезни культурных растений (эпифитотии) и сельскохозяйственных животных (эпизоотии). Возникла необходимость создания специализированных служб защиты растений и охраны животных от заболеваний. На охрану культурных растений и пород животных человечество затрачивает все больше средств и энергии.
Интенсификация растениеводства и животноводства сопровождается увеличением расхода энергии топливных материалов (дополнительных энергетических субсидий, дотаций). Дополнительную энергию используют для обработки почв, посевов сельскохозяйственных культур, уборки урожая, строительства животноводческих ферм и комплексов, производства минеральных удобрений, пестицидов и т. д. Цивилизация породила такие негативные явления, как деградация почв, загрязнение среды, появление ряда новых болезней растений, животных и людей. Возникла необходимость экологизации сельского хозяйства.
Сельскохозяйственная экология — наука о факторах внешней среды, их влиянии на организмы культивируемых растений и животных, о природных комплексах, преобразованных деятельностью человека для производства экологически чистой продукции растениеводства и животноводства.
Развитие сельскохозяйственной экологии проходило неравномерно. В первой половине текущего столетия были достигнуты большие успехи в изучении влияния условий среды на рост и развитие культурных растений, урожайность сельскохозяйственных культур. В середине столетия в общей и, в частности, в сельскохозяйственной экологии стали преобладать системные исследования. Появились фундаментальные работы по изучению аграрных ландшафтов, агробиогеоценозов, пастбищных и ферменных биогеоценозов.
Отрывочные данные, отражающие те или иные аспекты сельскохозяйственной экологии, разбросаны в самых разных литературных источниках. Авторы данного учебного пособия сделали попытку обобщить имеющиеся сведения с учетом достижений современной науки.
В пособии главы и разделы написали: проф. Н. А. Уразаев — «Предисловие», главы 1, 4, 8, «Термины и понятия, употребляемые в сельскохозяйственной экологии» (все совместно с проф. А. А. Бакулиным), глава 2 (2.5 совместно с проф. А. А. Бакулиным), глава 3 (3.4 совместно с проф. А. А. Бакулиным, 3.5 совместно с доц. А. В. Никитиным)-, глава 5 (совместно с проф. А. А. Бакулиным, доц. А. В. Никитиным, доц. Н. С. Чухлебовой); проф. А. А. Бакулин — глава 6; старший научный сотрудник Д. Н. Уразаев — глава 7; доц. А. В. Никитин — подраздел 3.6.
Глава 1ЭКОЛОГИЯ КАК НАУКА
Термин «экология» происходит от двух греческих слов: oikos — дом, жилище, убежище и logos — наука, учение. Экология как наука имеет много определений. Первое, классическое определение, данное Э. Геккелем, звучит просто — «животное у себя дома». Под экологией он подразумевал науку о взаимоотношениях между организмом животного и средой обитания. Среда обитания — это окружающая живая и неживая природа, т. е. растения, животные, микроорганизмы, воздух, вода, почва и т. д. Экология животных оказала влияние на мировоззрение не только зоологов, но и ботаников. В конце прошлого века сформировалась экология растений — наука о взаимоотношениях растительного организма со средой обитания. Экологии животных и экологии растений присущ ряд общих закономерностей. Поэтому возникла единая наука — экология организмов (или кратко — экология).
Объекты изучения экологии как науки многообразны и сложны. Экология изучает влияние компонентов (элементов) среды на организмы. Компонент среды, влияющий на организм растений и (или) животных, получил название экологического фактора (био-геоценотического фактора, или фактора биогеоценоза). Экологические факторы — это свет, температура, вода или любой другой компонент окружающей среды. Раздел экологии, изучающий влияние факторов среды на организмы, называют факториальной экологией.
По мере накопления новых фактов и знаний понятие экологии как науки стало расширяться. Было установлено, что среда, окружающая животное и (или) растение, — это совокупность иерархически связанных надорганизменных систем: популяций, биоценозов, биогеоценозов, биосферы.
Популяция — это группировка организмов определенного вида, управляемая строгими экологическими законами. Примеры популяций: лютики, заселяющие луг; растения пшеницы, растущие в поле; стая волков, живущих в лесу; стадо крупного рогатого скота. Популяция растений в составе одного растительного сообщества называется ценопопуляцией. В 20-е годы нашего столетия была создана концепция о популяции как элементарной эволюционирующей единице. Сторонники синтетической теории эволюции за элементарную единицу эволюционного процесса принимает не особь, а популяцию. Популяция — форма длительного существования вида. Приспособительные возможности популяции неизмеримо больше возможностей отдельных ее членов. Популяции Присущи свойства саморегуляции и гомеостаза. Популяции культурных растений и сельскохозяйственных животных — не только продукт природы, но и объект человеческого труда. Изобретательность людей в кратковременных или стойких преобразованиях по-т^уляций растений и животных необычайна. Влияя на популяции, человек стремится повысить продуктивность и воспроизводитель