Видова структура агроекосистем

Агрофітоценоз має певні флористичний склад, структуру, взає­мовідносини особин рослин одна з одною та довколишнім середови­щем. Від природних угруповань агрофітоценоз різниться цілеспря­мованим посівом домінантних рослин, простішою структурою, спря­мованою заміною іншими запланованими агрофітоценозами у сівозміні, недовговічністю існування угруповання та відсутністю здат­ності до поновлення.

Наприклад, на полі озимої пшениці (домінанта й едифікатор) зазвичай зростають бур'яни — талабан польовий, волошка синя, мак польовий, бромус житній, триреберник непахучий. Це рослинне угруповання має багатоярусну структуру, між особинами видів існує конкуренція за світло, воду, поживні речовини. Встановлюються певні взаємовідносини з довколишнім середовищем. Елементи са­морегуляції цього рослинного угруповання досить слабкі, а сам фітоценоз є досить нестійким і нездатним до самовідтворення. Навіть за умови, коли не зібрати насіння пшениці, то вже наступного року вона не збереже домінуючого положення і разом з бур'янами буде витіснена більш конкурентоспроможними видами.

Видовий або флористичний склад угруповань (видове багатство) - це перелік видів, які трапляються в ньому. Число видів, які можна знайти у даному угрупованні на певній одиниці площі (1, 10 або100 м2), називають видовою насиченістю. Агрофітоценоз характеризується обов'язковим домінуванням вирошуваних культурних рослин, які чинять основний вплив на формування біотопних особливостей цієї штучної системи. Зазвичай культурні види вирощують переважнояк одновидові популяції. Залежно від умов вирошування, періоду онтогенетичного розвитку та морфолого-фізіологічних особливостей культури її едифікаторна роль різна. Найсильніші едифікаторні властивості мають багаторічні трави. За ступенем їх ослаблення однорічні культури утворюють такий ряд: озимі, ярі ко­лосові, зернобобові, ярі просапні, баштанні, овочеві. В сільськогос­подарській практиці за едифікаторним ефектом виділяють три гру­пи культур:

♦ сильноедифікаторні — культури суцільного посіву, які форму­ють густий травостій (проективне покриття близько 100 %), високо­рослий (до 3 м) або середньорослий, зазвичай швидко розвивається після посіву, рано відростає навесні — жито, ріпак, соняшник на силос;

♦ середньоедифікаторні — рослини суцільного посіву та рядково­го весняного посіву, досить високорослі (до 1,5 м, проективне по­криття 75 — 80 %), зазвичай швидко ростуть після появи сходів — ярі зернові, в тім числі рис, гречка, просо, соя;

♦ слабкоедифікаторні — рослини рядкового посіву з широкими або неширокими міжряддями, культури суцільного посіву, низько­рослі, що повільно розвиваються після появи сходів (проективне по­криття менш як 40 %) — баштанні, більшість овочевих (морква, ка­пуста, цибуля та ін.), горох, цукровий буряк, льон.

Бур'яни — це супутники культурних рослин поля і городу. Вони єдругим автотрофним компонентом агрофітоценозу. їх поділяють надві групи: сегетальні та рудеральні. Сегетальні бур'яни засмічують польові й городні культури, рудеральні — оселяються на смітниках, узбіччях шляхів, вони також потрапляють на сільськогосподарські землі й завдають великої шкоди сільськогосподарському виробниц­тву. Культурні рослини і бур'яни — об'єкти вторинних місцезростань, еволюція яких відбувалася за участю людини, тобто агрофіти з'явилися з розвитком землеробства. В Європі вони поширились, починаючи з пізнього кам'яного віку (5000 — 6000 років тому).

Види рослин, які відомі з археологічних знахідок як бур'яни з доісторичного часу, називають археофітами. Найдавніші бур'яни - волошка синя, кукіль звичайний, маки, стоколос житній, ромашки непахуча, талабан польовий, рутка лікарська, сокирки польові.Boнипоширювалися разом із вирощуваними культурними росли­нами з Середньої Азії або Середземномор'я. В бронзовому віці цей список поповнили люцерна хмелевидна, фіалка триколірна. Серед бур'янів є і неофіти — занесені рослини, які з'явилися в агрофітоценозах в історично недавній час. Так, злинка канадська була завезена в Європу в 1655 р. з Північної Америки, а галінсога дрібноквіткова — з Мексики у 1880 р. Кількість неофітів зростала з розвитком землеробства, транспорту, збільшенням перевезень вантажів та переміщенням людей. Рослини, які поширилися в місцевій флорі за участю людини (культурні бур'яни) і живуть на місцях зростай і їм, створених людиною, називають антропофітами.

Забур'яненість полів призводить до зниження врожайності сіль­ськогосподарських культур і завдає величезних збитків виробникам сільськогосподарської продукції. Аби запобігти цьому, з бур'янами ведуть боротьбу, вдаючись до агротехнічних, хімічних і біологічних заходів. Однак є чимало рослин, які хоч і належать до бур'янів (як­що вони ростуть на городах чи полях), та водночас мають лікувальні властивості (рутка лікарська, череда трироздільна, чистотіл звичайний), є добрими медоносами або навіть нале­жать до рідкісних, зникаючих видів. Тому на необроблюваних зем­лях такі рослини необхідно не тільки зберігати, а й сприяти їхньому розмноженню і поширенню.

Отже, бур'янами слід вважати рослини, які самостійно з’являються у посівах чи насадженнях сільськогосподарських культур, на орних землях, у садових, лісових, декоративних та інших насадженнях і угіддях. Крім того, до бур'янів належать отруйні й неїстівні рослини природних лук, пасовищ, а також види, що ростуть на неорнихземлях, звідки вони можуть поширюватися на сільськогос­подарські угіддя. Найчисленнішими як за кількістю видів, так і за кількістю особин є однорічні бур'яни, що мають досить високу насіннєву продуктивність. Так, одна рослина лободи білої продукує до 100 тис. насінин, а щириці загну­тої - до 1 млн, частка одно- і дворічних бур'янів досягає 70 % усієї забур'яненості сільськогосподарських угідь. Найсприятливіші умови для бур'янів складаються в посівах однорічних культур, тоді як у ба­гаторічних травах вони натикаються на сильну конкуренцію з домі­нантноюкультурою.

У процесі еволюції значно поширилися види, які найбільш пристосованідо умов поля і мають:

♦ однакові з домінантною культурою вимоги до довколишнього середовища;

♦ короткий період вегетації;

♦ підвищену енергію насіннєвого і вегетативного розмноження;

♦ велику насіннєву продуктивність;

♦ раннє дозрівання та осипання насіння задовго до збирання основної культури (тому насіння залишається в ґрунті);

♦ насіння, яке сходить за температури нижчої ніж 10 °С і може проростати без періоду спокою, але максимальну схожість має після перезимівлі;

♦ розтягнутий до десяти років період проростання (щорічні сходи становлять менш як 1 % запасу насіння в ґрунті);

♦ здатність до скарифікації, що сприяє проростанню насіння піс­ля знищення бур'яну.

Бур'янова флора агрофітоценозів залежить від вологозабезпеченості, запасу поживних речовий, рівня агротехніки, внесення насін­ня з гноєм, перенесення його вітром (анемохорія), водою (гідрохорія), тваринами (зоохорія), людиною (антропохорія). у процесі еволюції сформувалося багато пристосувань, які сприяють поширенню насіння: крильчасті вирости, волоски, гачки, щетинки, шипи та ін. Особливо важливо враховувати попередника, оскільки в ґрунті знаходиться великий запас насіння бур'янів. Вплив попередника на потенційну засміченість агрофітоценозу істотніший за вплив домінантної культури.

В агрофітоценозі, де переважає один вид культурних рослин, формується одновікова, морфологічно вирівняна ценопопуляція, різноманітність супутніх організмів обмежена. Тому така штучна екосис­тема характеризується невеликим числом видів, наприклад різноманітних грибів. Значення ґрунтових грибів як мінералізаторів у агрофітоценозі не менше, ніж у природних угрупованнях. Пожнивні рештки сприяють формуванню мікрофлори, де важливу функцію виконують сумчасті та базидіальні гриби, які розкладають целюлозу. Більшість вирощуваних рослин, у тім числі хлібні злаки і плодові дерева, мають мікоризу. Ризосферні організми (бактерії, гриби ти ін.) відіграють важливу роль у процесі поглинання речовин корінцями та забезпечення азотом (за наявності азотфіксаторів) і біологічно активними речовинами, наприклад вітамінами. Ціанобактерії-азотфіксатори (носток, анабена) в ґрунті агрофітоценозів озимих зернових розвинені більш ніж у посівах ярих колосових і просапних культур, особливо навесні. Загалом агрофітоценоз має простіші внутрішні зв'язки, ніж природний фітоценоз, і це зменшує його здат­ність до самовідтворення та саморегуляції.