6. Екологічні чинники агроекосистем.

Сучасну класифікацію екологічних чинників запропонував М.Ф. Реймерс. В її основу покладено принципи обліку особливостей екологічних чинників за їх походженням, характером дії на живі системи, іншими ознаками. За часом виникнення екологічні чин­ники поділяють на три групи: еволюційні, історичні і діючі.

Еволюційний чинник — це чинник середовища, що впливає на організми, популяції, біоценози, екологічні системи, в тім числі й на біосферу. Він існує з часу виникнення рослинних і тваринних орга­нізмів та озонового шару.

Історичний чинник, як і еволюційний, є постійно діючим еколо­гічним чинником. На відміну від еволюційного він є результатом історичного розвитку людства, його господарської діяльності. На­приклад, поля, сади, культурні пасовища, тваринницькі ферми і комплекси, інші антропогенні компоненти аграрних ландшафтів — екологічні чинники, пов'язані з сільськогосподарською діяльністю людей.

Діючий чинник — це сучасний екологічний чинник. Таким є ме­ліорація земель, що забезпечує розвиток високопродуктивного рос­линництва, тваринництва інших галузей. Екологічні чинники по­діляють на періодичні і неперіодичні.

Періодичні чинники є циклічно змінними. Це, наприклад, періоди­чні зміни умов середовища зі зміною пір року. До періодичних змін організм адаптується. Суворий облік циклічних змін екологічних чин­ників при веденні сільського господарства вкрай потрібний. Відповідно до пори року сіють сільськогосподарські культури, збирають урожай, організовують пасовищне і стійлове утримання тварин тощо.

Неперіодичні чинники середовища виникають раптово, напри­клад дощ, град. буря. Однією з гострих проблем сільського господар­ства є розробка надійних методів запобігання і захисту від дії не­сприятливих неперіодичних чинників (заморозків у період цвітіння рослин, засухи чи затоплення посівів тощо), що унеможливлює отримання високих врожаїв сільськогосподарських культур, підви­щення продуктивності тварин.

За черговістю виникнення екологічні чинники поділяють на пер­винні і вторинні. Первинні є вихідними, вторинні — їхніми наслід­ками. Так, формування степових, лісостепових, поліських біоценозів зумовлене особливостями кліматичних умов того чи іншого регіону України. Клімат, у свою чергу, залежить від кількості сонячної ра­діації, форми Землі, швидкості її обертання навколо власної осі і навколо Сонця.

За походженням розрізняють чинники космічні, абіотичні, біотич­ні, безживні, антропогенні, антропічні і прнродно-антропогенні.

Космічні чинники мають космічне походження. До них належать потік космічного пилу, космічні поля, промені Сонця та ін. Дуже важливим для функціонування агроекосистем є такий чинник, як сонячна радіація, що слугує джерелом енергії, яку рослини викори­стовують у процесі фотосинтезу. Рослинництво можна розглядати як систему заходів щодо інтенсифікації фотосинтезу культурних рос­лин.

Абіотичні чинники — це чинники неживої природи. В наземних екосистемах такими є: кліматичні — світло, тепло, повітря (його склад і рух), волога (в тім числі опади в різних формах, вологість повітря і ґрунту та ін.); едафічні (Ґрунтові) — гранулометричний і хімічний склад ґрунтів, їх фізичні властивості; орографічні — умови рельєфу. На водяні організми впливає комплекс гідрологічних чин­ників (гідрофізичні, гідрохімічні). Абіотичні чинники можуть спра­вляти на організм пряму і побічну дію. Наприклад, температура середовища, що діє на організми рослин або тварин безпосередньо, визначає їх тепловий баланс, перебіг у них фізіологічних процесів. Разом з тим температура як абіотичний чинник може здійснювати на них і космічний вплив.

Біотичний чинник — сукупність впливів життєдіяльності одних організмів на < життєдіяльність інших, а також на безживне середо­вище їх існування. Кожен організм постійно піддається прямому або побічному впливу інших істот, вступає в зв'язок з представниками свого та інших видів — рослинами, тваринами, мікроорганізмами, залежить від них і сам на них діє. На основі цього і виділяють біо­тичні чинники.

Фітогенні чинники — це вплив рослин (як прямий, так і побіч­ний) на середовище. Прямим впливом є механічні контакти, симбі­оз, паразитизм, оселення епіфітів тощо. Наприклад, в агроценозах повитиця польова паразитує на конюшині, люцерні, виці та інших рослинах.

За механічного контакту, симбіозу рослини впливають одна на одні, виділяють різні фізіологічно активні речовини (вітаміни, ан­тибіотики, ферменти, фітонциди, глюкозиди та ін.), які здатні сти­мулювати або пригнічувати ріст інших рослин. Побічним впливом можуть бути сприятливі і несприятливі для даного виду зміни та­ких екологічних чинників, як світло, волога, ґрунтове живлення. Наприклад, більшість бур'янів в агроекоснстемах несприятливо впливають на ґрунт, де ростуть культурні рослини. Так, пирій пов­зучий виділяє агропірен, якій пригнічує не тільки ріст культурних рослин, а й проростання їх насіння. З іншого боку, вмілим викорис­танням фітонцидних властивостей культур можна домогтися під­вищення не тільки врожаю, а й якості продукції, обійтися без пес­тицидів (люцерна рятує картоплю від фузаріозного в'янення та раку кріп серед огірків збільшує тривалість їх плодоношення, корисне сусідство яблуні і малини — при цьому малина менше пошкоджу­ється сірою гниллю, а яблуня — паршею).

Зоогенні чинники — це вплив тварин (поїдання, витоптування, інші механічні впливи, запилення, поширення насіння тощо) на середовище. їх можна використовувати для біологічного захисту рослин. Наприклад, відомого яйцепаразита трихограму застосову­ють для боротьби з капустяною, озимою та іншими совками, кукуру­дзяним метеликом, гороховою плодожеркою; таких ентомофагів, як інтродуковані хижі комахи подізус і перилюс — проти яйцевідкла-дань і личинок колорадського жука на картоплі і баклажанах.

Мікробогєнні чинники — це вплив мікроорганізмів і грибів (на­приклад, паразитизм) на середовище. Мікроорганізми (бактерії і гриби) впливають на ризосферу й патогенні організми. Зміна мікробонаселення ризосфери відбивається на живленні рослин, на їх стійкості до бактеріальних або інфекційних уражень. Одна вища рослина може бути проміжним хазяїном патогенного мікроорганіз­му, який спричинює захворювання іншої рослини. Наприклад, де­які види молочаїв є проміжним хазяїном іржі гороху (в суїдіальній стадії), тому наявність у посівах гороху молочаю небезпечна.

Антропогенні чинники відбивають вплив діяльності людини на навколишнє середовище. З їх дією пов'язане знищення продуктів еволюції — багатьох видів рослин і тварин, дуже складних систем їх сумісного існування — біоценозів. Руйнування конкретних екосис­тем найчастіше зумовлене безпосереднім впливом на них (пожежі, різкі зміни ґрунтового покрову і водного режиму, забруднення різ­ними техногенними речовинами); змінами, пов'язаними з постій­ним вилученням фіто- і зоомаси, особливо в агроекосистемах, без компенсації їх утрат; антроподинамічними змінами; докорінними перетвореннями природних екосистем на агроекосистеми.

За характером дії екологічні чинники поділяють на інформацій­ні, речовино-енергетичні, фізичні, хімічні і комплексні.

Під інформаційними чинниками розуміють зовнішні сигнали, які діють на організми набагато сильніше, ніж потік речовини та енергії, що переноситься. Деяка життєво важлива для рослин і тварин інформація надходить без будь-яких затрат енергії (наприклад, інформація про періодичні зміни тривалості дня і ночі).

На відміну від інформаційних, речовино-енергетичні чинники характеризуються більш чи менш вираженою відповідністю масштабів перенесення речовини й енергії та ступеня вираженості від­повідної реакції об'єкта дії (організму, популяції, біоценозу).

Серед фізичних чинників найбільше значення мають геофізичні і термічні, серед хімічних — засоленість і кислотність серед ком­плексних - кліматичний, географічний, системотворний.

За умовами дії екологічні чинники поділяють на залежні і не за­лежні від щільності популяцій. Переущільнення популяцій призво­дить до посилення конкуренції, рослини і тварини можуть негатив­но впливати одні на одних. Встановлено, що під дією конкурентів ріст особини (рослини чи тварини) гальмується або навіть припиня­ється. Конкуренція може стати причиною загибелі рослин і тварин.

Відомо, що на життя рослин і тварин постійно впливає навко­лишнє середовище. Воно діє на стан популяцій, біоценозів та інших систем і складається з великої кількості різноманітних компонентів (елементів). Завданням екології (в тім числі агроекології) є вивчен­ня впливу чинників середовища на організми рослин і тварин, на популяції і біоценози.

Екологічні чинники — це елементи (компоненти), процеси (яви­ща) зовнішнього середовища, які впливають на біологічну систему (організм, популяцію, біоценоз). Вони діють на організм не ізольо­вано, а сумісно, поєднані один з одним. Проте розгляд кожного з них зокрема не тільки правомірний, а й потрібний, оскільки дає змогу краще зрозуміти роль кожного окремого компонента в житті видів чи сільськогосподарських культур, що є необхідною передумо­вою вивчення впливу всього комплексу кліматичних чинників за­галом.

Екологічні чинники численні і різноманітні. Вони різняться за характером впливу на біологічні системи (організми, популяції, біо­ценоз), іншими ознаками. Потенціальна необмеженість численності і різноманітності потребує упорядкування цих чинників.

До екологічних чинників, які не залежать від щільності популя­ції, належать сила гравітації, атмосферний тиск, інші компоненти середовища.

За об'єктом впливу екологічні чинники поділяють на індивідуа­льні, групові, отологічні, соціально-психологічні, соціально-еконо­мічні, видові (в тім числі життя людини та суспільства). Індивідуа­льні чинники діють на індивідуум (особину), групові — на групу ро­слин або тварин (популяцію, біоценоз), отологічні — відбивають характер дії на організм певних реакцій тварин, наприклад са­мок на самців, самок на дітей; соціальні — вплив суспільства на людину і лише частково — на свійських тварин, комах, наприклад бджіл; соціально-психологічні, соціально-економічні чинники — екологічні взаємовідносини в людському суспільстві.

За ступенем впливу на біосистеми екологічні чинники поділяють на екстремальні, непокійливі, мутагенні, тератогенні, летальні, лі­мітуючі. Під екстремальними розуміють чинники середовища, що створюють несприятливі умови для росту, розвитку і розмноження рослин і тварин. Непокійливі чинники безпосереднього фізико-хімічтюго впливу на організм не здійснюють, проте вони не є індиферентними, оскільки під їх дією стан організму змінюється. На-

приклад, сильний шум на фермі непокоїть тварин,знижується продуктивність лактуючих тварин, кури можуть захворіти (шумова істерика).

Мутаційні чинники середовища спричинюють мутації, тератогенні - тератогенез, летальні - зумовлюють загибель тварин і рослин, лімітуючі - обмежують розмноження і поширення організмів.

Обмежувальний вплив мають найрізноманітніші екологічні чинники - нестача або надлишок елементів живлення, води, тепла, тощо.

Лімітуючий чинникможе бути і в дефіциті (нижче від критично­го рівня), і в надлишку (вище від межі витривалості організму).

Діапазон між мінімумом і максимумом екологічного чинника відповідає межі витривалості (толерантності). Закономірності, пов’язані з витривалістю видів, залежно від ступеня вираженого екопогічного впливу були встановлені В. Шелфордом і дістали на­зву закону толерантності. Межі толерантності виду можуть зву­жуватися або, навпаки, розширюватися залежно від стану популя­цій циклів їх розвитку, зміни умов середовища. Звуження меж то­лерантності відмічається в період розмноження організмів, коли до впливу екологічних чинників стають дуже чутливими особини, що розмножуються, насіння рослин, яйця птиці, ембріони тварин. Вони звужуються також при погіршенні умов життєзабезпечення виду. Так, за дефіциту азоту в ґрунті, що спричинює погіршення азотного живлення рослин, знижується засухостійкість злаків. Мінімум, оп­тимум чи максимум екологічних чинників багато в чому визначає умови розмноження і поширення рослин і тварин, їх процвітання або, навпаки, вимирання. Проте зворотні реакції організмів зале­жать не тільки від інтенсивності екологічних чинників, а й від ста­ну самих організмів, їх екологічної валентності.

Екологічна валентність виду характеризує здатність організму існувати в різних умовах середовища, заселяти ділянки з більш чи менш вираженими коливаннями інтенсивності екологічних чинни­ків. Одні біологічні види мають велику екологічну валентність, інші — малу. Знання лімітуючих чинників, закону толерантності, екологічної валентності видів мають важливе зна­чення для вирішення багатьох питань агроекології, зокрема для боротьби зі шкідниками сільськогосподарських культур. Так, змі­нюючи вологість ґрунту, можна боротися з жуком-шовкуном. Осу­шення заболочених пасовищ — надійний метод боротьби з фасціольозом — захворюванням сільськогосподарських тварин. Отже, еко­логічна валентність — це діапазон адаптивності (толерантності, пристосованості) виду до тих чи інших умов середовища, здатність виду заселяти середовище з різними екологічними умовами. Види з низькою екологічною валентністю здатні витримувати обмежені ва­ріації екологічних чинників. Це так звані стенобіонти. Види з ви­сокою екологічною валентністю займають різні екотипи або місця з дуже мінливими умовами. Це так звані еврибіонти, тобто організ­ми, здатні жити в різних умовах навколишнього середовища або при значних їх змінах. їм властиві широкі ареали.