Принципи функціонування та управління агроекосистеми плодових насаджень, аппяпм
У плодових насадженнях формується величезна кількість шкідливих об'єктів, різноманітних за способом життя, характером харчування, термінами розвитку. Генеративних органів і вегетативними частинами плодових дерев харчується понад 400 видів комах і кліщів, фітопатогенних мікроорганізмів. Взаємовідносини живих організмів між собою і з середовищем існування мають характер системному зв'язку, що склалася в результаті тривалого еволюційного процесу:
- організм;
- популяція - група особин одного виду, що населяють певний простір;
- співтовариство, або біоценоз, - популяції всіх видів, спільно займають однорідну територію;
- екосистема - спільнота живих організмів і фізичне середовище її проживання, яке функціонує як єдине ціле на обмеженій території і зумовлюють властивість саморегуляції якісного і кількісного складу.
Живий організм екосистеми представляє харчовий ланцюг:
- продуценти - зелені рослини, здатні використовувати сонячну енергію і неорганічні речовини для утворення біомаси;
- первинні консументи - рослиноїдні організми;
- вторинні консументи - хижаки і паразити;
- редуценти або деструктори - бактерії і гриби, здатні перетворювати органічні залишки в неорганічні сполуки.
При вирощуванні культурних рослин формується агроценоз - штучне співтовариство, яке взаємодіє з фізичним середовищем і утворює екологічну одиницю - агроекосистем.
Життєві цикли r-стратегів формувалися в мінливих умовах навколишнього середовища зі стресовими факторами під тиском спрямованого природного добору, що підтримує в фенотипі ознаки, адаптовані до мінливих умов середовища. В агроценозах мікрокліматичні умови і наявність кормових рослин постійні. В результаті зростає щільність популяції. У цих умовах оптимальною стратегією буде підвищення власної виживання і продукування більш пристосованих нащадків, тобто формування ознак k- стратегів.
k-стратеги формувалися у відносно стабільній середовищі з інтенсивною конкуренцією за ресурси, що робило їх більш конкурентоспроможними, але більш марнотратними. Збільшення популяцій k-стратегів, а отже конкуренція призвела до необхідності вкладу енергії в розмноження, з метою продукування великої кількості нащадків для розширення екологічної зони проживання - формування ознак r-стратегів.
Біологічному співтовариству (агроценозу) в багаторічних насадженнях може бути властива саморегуляція, але при цьому не може бути забезпечена достатня економічна продуктивність. Це є підставою для впровадження прийомів активного управління агроекосистеми, для чого необхідні значні витрати додаткової енергії, спрямовані на забезпечення максимальної продуктивності культурних рослин, зниження шкодочинності первинних консументів - шкідників і хвороб і збереження вторинних консументів - хижаків, паразитів, гіперпаразітов.
У багаторічних насадженнях Автотрофне основу агроекосистеми складають плодові дерева (малюнок 1). Вони створюють продукцію, використовуючи сонячну радіацію, воду і мінеральні поживні речовини. Потенційна величина продуктивності сорту визначається генетичним потенціалом, збалансованим потоком енергії і речовини, які визначають природну рівновагу екосистеми.
Додатковий потік енергії і речовини, що вноситься людиною має три напрямки:
- постачання дерев елементами живлення і водою;
- знищення конкурентів в боротьбі за життєві ресурси (бур'яни);
- знищення первинних консументів, що харчуються біомасою плодових дерев (шкідники, фітопатогенні мікроорганізми).
У регулюванні чисельності шкідливих організмів беруть участь ентомофаги (паразити і хижаки, ентомопатогенниє мікроорганізми). Знищення шкідників ліквідує базу існування корисних видів. Співвідношення їх необхідно враховувати при визначенні доцільності проведення захисних заходів (В.П. Васильєв, 1984).
З величезної біорізноманіття організмів, що мешкають в екосистемі плодових насаджень, лише щодо небагато видів надають на біоценоз істотний вплив і змінюють його функціонування. Це екологічні домінанти, які характеризуються високою чисельністю, біомасою.
Модель субсистема плодові дерева - фітофаги - ентомо- і акарифаги, розроблена В.П. Васильєвим і І.З. Лівшиць, розглядає домінуючі зв'язку в агроценозах плодових насаджень (малюнок 2).
У агроекосистемі, кінцевою метою якої є реалізація запрограмованого врожаю, концепція екологічного домінування трансформується в еколого-економічну.
Плодовий агроценоз - природно-техногенна система обробітку плодових культур, що складається з непродуктивною і продуктивної стадії (рисунок 3). У підсистемі «технологія створення плодового агроценозу» відображаються зональні особливості, від чого залежать якісні відмінні ознаки конструктивних рішень. У підсистемі «технологія виробництва плодів» відмітні ознаки характеризуються параметрами і структурою агротехнічних заходів.
- Кхоз - частка загальної фітомаси, використовуваної на формування плодів;
- Кфар - відсоток використання фізіологічно активної радіації в процесі фотосинтезу;
- LPopt - оптимальний рівень врожайності, ц / га;
- BSV - поріг беззбитковості виробництва плодів, ц / га;
- Σc - оптимальне (допустимий) співвідношення розмірів сукупних
- Кvc / fc - оптимальне співвідношення змінних (vc) і постійних (fc) витрат.
- ΣLn витрат в порівнянні з доходом;
Основну еколого-економічну групу агроценозів багаторічних насаджень складають комахи і фітопатогенні мікроорганізми, які пошкоджують і вражають плоди, що знижують їх кількість і якість. До них в Житомирському краї відносяться постійні види: яблунева, грушева, сливова плодожерки, вишнева муха, каліфорнійська щитівка, парша, гнилі плодів, моніліальний опік і ін. Ці шкідливі організми викликають прямі втрати, що виражаються як в вагових (кількість) так і в грошових (кількість і якість) показниках і біотичні регулюючі чинники не можуть утримати популяцію на цьому рівні. Тому в зниженні шкодочинності організмів, які ушкоджують і вражаючих плоди, збільшується роль оперативного захисту хімічними або біологічними препаратами.
Друга група шкідливих організмів представлена видами, опосередковано впливають на врожайність через пошкодження або ураження нирок, листя, пагонів, гілок, стовбурів, коріння. Одні з них знижують асиміляційну поверхню, що викликає ослаблення ростових процесів, і, як наслідок, опадання листя і плодів, що впливає на закладку плодових бруньок майбутнього врожаю - в краї це листовійки, мінують молі, багатоядні гусениці, горностаєві молі, грушева Мідяниця, персикова попелиця, яблунева зелена тля, кліщі, парша, борошниста роса, клястероспоріоз, коккомі- кіз і ін. Інші пошкоджують і вражають гілки і стовбури, знижуючи як врожайність дерев, так і тривалість їх життя (каліфорнійська щитівка, п дкоровая листовертка, древесница уїдлива, чорний і звичайний рак. бактеріальний рак, цитоспороз і ін.). Треті вражають кореневу систему, в результаті чого гинуть як саджанці, так і плодові дерева (кореневої рак, або зобоватость коренів).
У плодових насадженнях зустрічаються види шкідників, проточуємо ходи під корою і в деревині, але розмноження їх обумовлюється загальним ослабленням (посуха, морози), а також порушеннями в системі добрива саду.
Таким чином, функціонування агроекосистем плодових насаджень тісно взаємопов'язано зі станом продуцентів, розвитком первинних і вторинних консументів з урахуванням конкретних агрокліматичних умов. Наявність об'єктивної інформації про кожному становить агроекосистеми дозволяє визначити напрямок захисту плодових дерев від шкідливих організмів з різними життєвими стратегіями.
Агротехнічні заходи є основою створення стійких екосистем саду, мінімалізіруєтся витрати на захист рослин в наступні періоди
Вони включають такі заходи:
- вибір місця для закладки саду;
- підготовку грунту;
- вибір сортів;
- послепосадочний догляд: обробка грунту, добрива, зрошення, обрізка.
Вибір ділянки під закладку саду проводиться за наступними критеріями:
- наявність сприятливого теплового, водного та поживного режимів грунту, наявність джерел води хорошої якості для зрошення;
- наявність рівних або пологих - від 9 до 3-4% схилів без западин і блюдець;
- кращими ділянками служать нижні частини північних і західних схилів;
- рівень грунтових вод повинен розташовуватися не менше 1,5-2 м від поверхні грунту.
Обробка грунту під сад передбачає створення близьких до оптимальних умов росту і розвитку кореневої системи. Вона включає:
- розчищення і планування ділянки;
- укладку зрошувальної та дренажної систем;
- створення глибокого кореневого шару;
- заходи, що забезпечують оптимальне фітосанітарний стан;
- відсутність запасу насіння бур'янів, фітофагів і фітопатогенів.
Саджанці краще висаджувати восени. Особливу увагу звертають на їх фітосанітарний стан: коренева система і підземні частини саджанців повинні бути здоровими, що виключають занесення збудників хвороб і шкідників в сади. Саджанці поливають і обрізають для поліпшення приживлюваності.
Добрива є одним з факторів, що підвищують стійкість плодових культур до фитофагам і фітопатогенів. Чим вище вихідний рівень вмісту елементів живлення в грунті, тим менше витрата добрив, що підтримують бездефіцитний баланс гумусу, а отже, вище Супресивна грунтів проти шкідливих організмів, життєвий цикл яких адаптований до грунту.
У несприятливі роки, при підмерзання коренів і підземної частини рослин ураженні листя хворобами, пошкодження шкідниками корисні літні підживлення. Вони особливо ефективно знижують шкідливість сисних шкідників - попелиць і кліщів. Встановлено, що мікроелементи прямо або побічно активізують більше 200 ферментів, впливаючи на вуглеводний і білковий обмін рослин. В результаті посилюється інтенсивність фотосинтезу, підвищується стійкість до біотичних і абіотичних стресів. Одним з фітосанітарних прийомів, використовуваних при вирощуванні плодових культур, є обрізка, яка повинна бути спрямована на оздоровлення фітосанітарної обстановки:
Своєчасний полив покращує формування кореневої системи. Активність кореневої системи впливає на роботу листового апарату, метаболізм рослин, а отже їх фізіологічну стійкість до біотичних і абіотичних факторів. Полив проводять декількома способами: поверхневим дощуванням, краплинним, внутріпочвенного. При оптимальній вологості грунту активізується компенсаторна реакція плодових культур на ураження і пошкодження всім комплексом шкідливих організмів (зрошення знижує шкідливість звичайного павутинного кліща). Однак в періоди літа суперечка фітопатогенів дощування становить певну небезпеку.
Таким чином, агротехнічний метод має найважливіше значення в управлінні фітосанітарним станом агроценозів плодових насаджень. Однак, з огляду на велику біорізноманіття шкідливих організмів та їх життєві стратегії, необхідно оптимальне поєднання агротехнічного, біологічного та хімічного методів (рисунок 4).
Зональні особливості інтегрованої системи захисту яблуні від шкідників і хвороб для югаУкаіни розроблені СКЗНІІС і В (рисунок 5).