И.С. Белюченко, О.А. Мельник
Сельскохозяйственная экология
Учебное пособие. – Краснодар: Изд-во КГАУ, 2010. — 297 с.

3. Сельскохозяйственные ландшафты

3.3. Характеристика различных агроландшафтов

3.3.1. Культурные посевы

Посевы злаков. Дня злаков (однолетних и многолетних монокультур) характерно сходство видового состава основных консортов и, прежде всего, основных беспозвоночных, бактерий и грибов. При общем сходстве микроклимата посевов злаков и естественных травяных угодий в летний период в искусственных травостоях (особенно зерновых однолетних) микроклимат заметно расходится с природными сообществами по количеству поступающей энергии на поверхность почвы, различиями показателей температуры и влажности верхних слоев почвы и т.д. С созреванием злаков проективное покрытие в посевах падает и резко меняются температурный и водный режимы верхнего слоя почвы, а после уборки зерновых (или скашивания трав) верхний слой почвы нагревается весьма интенсивно. Микроклимат в течение суток в нескошенных стеблестоях злаков у поверхности почвы изменяется мало, что сказывается на характере развития микрофлоры и фауны.

Суточные колебания микроклимата заметно разнятся в разреженных и загущенных посевах. В разреженных посевах многие насекомые в жаркие дневные часы опускаются вниз, чтобы переждать полуденную жару в нижнем пологе травостоя или почвенных трещинах, тогда как в загущенных травостоях большинство организмов не меняют свое местоположение и повреждаемость посевов, естественно, возрастает.

Изучение основных консортов зерновых злаков на Кубани указывает на весьма широкий набор в их консорциях фитофагов – тля, вредная черепашка, клопы, пьявица, жужелица, листовертка, совки и т.д. Кроме основных фитофагов в отдельные годы или периоды года добавляются фитофаги сорняков (луговой и стеблевой мотылек, проволочники и т.д.), хищники и паразиты перечисленных фитофагов.

Посевы зерновых культур. По аналогии с естественными ландшафтами посевы злаковых зерновых культур представлены четырьмя блоками: высшими растениями (культурные сорта и сорняки), низшими (бактериями, водорослями и грибами), низшими животными (простейшие, нематоды, насекомые и др.), высшими позвоночными (грызуны, жвачные и т.д.); для них характерно некоторое сходство с кормовыми угодьями по составу организмов и прежде всего, по ряду грибов и беспозвоночных.

Микроклимат зерновых культур характеризуется интенсивным поступлением света на поверхность почвы. С ростом растений уровень прохождения воздушных потоков и зона теплового эффекта поднимаются, хотя и остаются всегда ниже уровня естественной растительности или многолетних пастбищ. При созревании зерновых злаков снижается сомкнутость посева в связи с усыханием и опадением нижних, а затем средних и верхних листьев и высокие температуры приближаются к поверхности почвы. При скашивании зерновых высокая температура устанавливается на поверхности почвы. Минимальная температура ночью приходится на средний ярус посева; верхние листья и стебли принимают на себя снижающийся холодный воздух. Именно этим можно объяснить, что припочвенный воздух в посевах зерновых в летний период днем и ночью весьма теплый.

Посевы зерновых характеризуются вертикальной зональностью фауны и флоры, что определяется спецификой их жизни. Погодные условия могут влиять на размещение вертикальных зон фауны. Например, в разреженных посевах клоп вредная черепашка опускается вниз, а в загущенных, где создается прохладный микроклимат, клопы почти всегда размещены на колосьях. Суточные колебания в перемещении по горизонтам стеблестоя пшеницы наблюдаются и в динамике других насекомых.

Консортивные связи зерновых. Исследования в Заволжье показали, что к первому концентру посевов пшеницы относятся гусеницы совок, земляные блохи, клопы, мухи, тли, трипсы, цикады, а также некоторые виды, обитающие на сорняках; во второй концентр входят паразиты и хищники, существующие за счет представителей первого концентра (пауки, муравьи, а также Chrysopa, Adonia, Aphidius, Orius, Aeolothrips и т.д.) (Бей-Биенко, 1939). На полях пшеницы в Заволжье было установлено 74 вида насекомых, из которых 20 видов встречались повсеместно, и из них только половина – на посевах пшеницы.

При консортивных исследованиях необходимо учитывать не только количественную, но и качественную сторону отношений между детерминантом и представителями различных концентров. Многие виды насекомых, характерных для посевов пшеницы на Кубани, встречаются во многих районах возделывания этой культуры, хотя и в разных соотношениях их популяций в связи с различными вариациями климата. Некоторые насекомые питаются не только и не столько на пшенице, но и на ячмене и других зерновых (например, шведская муха).

Установлено сходство фаунистических и флористических комплексов на отдельных типах культур в различных и отдаленных друг от друга районах, но близких по климатическим условиям. Весьма наглядны в этом отношении исследования М.С. Гилярова (1943), изучившего типичных насекомых в посевах пшеницы в Северной Америке и Восточной Европе. По его данным, на корнях, в лоне кущения и на проростках в обоих регионах встречаются в числе ведущих представители шести семейств (Elateridae, Tenebrionidae, Scarabaeidae, Noctuidae, Pyralidae, Eriosomatidae), но уже только трех общих родов (Agriotes, Crambus, Forda) и ни одного общего вида. Внутри стеблей, листьев и цветов в обоих пунктах широко представлены пять семейств (Cecidomyidae, Chloropidae, Anthomyidae, Chaltididae, Cephidae) при семи общих родах. Листья пшеницы в обоих районах повреждаются представителями пяти семейств (Aphididae, Heteroptera, Noctuidae, Chrysomelidae, Carabidae) и только двух общих родов.

В сообществах зерновых культур на Кубани достаточно часто встречается клоп вредная черепашка, популяции которого существенно (до 60–65%) снижаются за зимний период. Насекомое отличается относительно низкой потенциальной плодовитостью и непродолжительным периодом откладки яиц (середина или третья декада мая). На полях зерновых встречается пьявица (жуки на посевах появляются в начале, а личинки образуются в конце апреля, во второй половине июня отмечается выход молодых жуков). Широко встречаются на полях зерновых хлебная жужелица, стеблевой хлебный пилильщик, остроголовый клоп, пшеничный трипе, злаковая листовертка, злаковая тля, злаковые мухи.

Весьма нередко на зерновых культурах встречаются мучнистая роса, бурая и желтая ржавчина, фузариоз колоса, корневые гнили, снежная плесень, головневые (пыльная и твердая) болезни. На посевах риса распространены рисовый комарик, щитень и эстерия, прибрежная мушка, обыкновенная злаковая тля, ячменный минер, а также пирикуляриоз риса.

Посевы бобовых культур. На Кубани широко практикуются посевы люцерны (многолетник), занимающие промежуточное положение между однолетними культурами и многолетними пастбищами по основным характеристикам, и, прежде всего, по населенности растениями и животными.

В год посева травостои многолетних бобовых (на Кубани это в основном люцерна) по своей структуре и составу (особенно по сорным растениям) напоминают посевы однолетников. Начиная со второго года и дальше, видовой состав сорняков (особенно популяции однолетников) изменяется и травостои по своей структуре приближаются к степным сообществам на плакоре и к луговым – в поймах рек. Относительно дольше однолетние сорняки удерживаются на кротовинах, на месте хранившейся соломы или сена. С развитием дернины посевы многолетних бобовых функционально сильно приближаются к естественным травяным сообществам. Старые люцерновики в связи с образованием оголенных плешин (в силу разных причин) на полях развиваются в сторону лугового типа травостоя с резким нарастанием в структуре экосистемы беспозвоночных (дождевые черви, клещи и т.д.). Иными словами, развитие посевов многолетних бобовых сопровождается увеличением в их составе доли злаков, а также представителей микро– и мезофауны.

Учитывая то обстоятельство, что микроклимат и видовой состав сорных и культурных растений в каждом районе разные, функциональные вещественноэнергетические связи в формирующихся травостоях бобовых будут сильно варьировать.

Люцерна хорошо растет на почвах с хорошо проницаемой подпочвой, а также на легких почвах, богатых кальцием. Продолжительность использования люцерников на Кубани до 3–4 лет. Культура формирует хорошие травостои практически на всей равнинной территории Кубани. Люцерна образует хорошо сомкнутый травостой в силу её способности интенсивно ветвиться в зоне головки, и поэтому на поверхности почвы поддерживается относительно влажный микроклимат, где температура воздуха на 3–5 °С ниже, чем на открытой поверхности, а количество поступающей на поверхность почвы солнечной энергии не превышает 4–5%. Эти обстоятельства обусловливают развитие в травостоях люцерны теплолюбивых и влаголюбивых представителей мезофауны.

Люцерна на Кубани формирует в год 3–4 укоса, что обеспечивает относительно равномерное поступление на поверхность почвы опада, способствуя развитию популяций сапрофагов. С возрастом люцерников в их травостое повышается доля злаков, что обусловливает нарастание фитофагов. Сама люцерна в цветущем состоянии привлекает многих насекомых.

Сравнивая системы люцерников в разных районах края и страны, нетрудно обнаружить значительное сходство родового состава флоры и фауны. И хотя видовой состав по мере удаленности сравниваемых посевов заметно различается, соотношения био– и экотипов различных консортов, а также сорных видов весьма близки. Следует подчеркнуть, что видовой состав фауны люцерников изучен достаточно обстоятельно. Например, на Кубани в период отрастания люцерны вред растениям наносят ситон, фитономус, люцерновый корневой долгоносик; генеративные органы повреждаются люцерновым и полевым клопами. На посевах люцерны на Кубани распространены бурая пятнистость, аскохитоз, пероноспороз, ржавчина, мучнистая роса и т.д.

По исследованиям в других районах Европы, на посевах люцерны встречаются сотни видов животных и еще большее число бактерий, грибов, аосомицетов. На видовой состав флоры и фауны люцерников большое влияние оказывают климат, почвы, рельеф местности, температура и т.д. Широко встречаются различные виды жуков (Calathus, Epicometis, Phytodecta и др.), трипсов (Thrips spp.) и т.д. В относительно теплых регионах на посевах люцерны много сверчков, муравьев, листоедов, бабочек, саранчовых.

Условно фауну люцерников можно разделить на надземную, подстилочную и почвенную, характеризующиеся специфическим видовым набором или определенными стадиями отдельных видов. При всем внешнем разнообразии и различии фауна всех горизонтов тесно увязана многочисленными прямыми и опосредованными связями в единое целое. Например, большинство надземных видов окукливается, откладывает яйца, защищается от непогоды именно в почве. Конкретно к люцерне привязаны некоторые виды нематод, личинки ситона и т.д. Взрослые особи ситона летом обитают в травостое люцерны, а их личинки питаются корневыми клубеньками, а затем и корнями. Личинки люцерновых долгоносиков вначале съедают боковые корни, а затем верхушку и даже нижнюю часть главного корня; взрослые жуки в это время поедают листья.

Немало насекомых во взрослой и личиночной стадиях находятся в надземной части люцерны (листоеды, долгоносики, жуки–коровки, гороховая тля и т.д.). Многие долгоносики, трипсы, клопы, галлицы повреждают семена. Например, цветкам люцерны вредят клопы, цикады, галлицы, трипсы. Фауна беспозвоночных одного района сходна нередко не только по родовому, но даже и по видовому составу. В первом году развития фауна окраин полей богаче, чем их средняя часть, но затем эти различия сглаживаются. Люцерники являются весьма предпочтительными для многих представителей и макрофауны.

Различные виды пчел выступают активными опылителями люцерны, в цветке которой пыльники и рыльца пестика прижаты ко дну, а колонка тычинок зажата лодочкой. Если насекомое садится на цветок, то тычиночная колонка становится свободной и пыльники задевают брюшко животного. Важнейшими опылителями выступают Bombus, Eucera, Andrеna, Melitta и др. В общей сложности в отдельных районах зафиксировано до сотни видов опылителей на растениях люцерны.

На полях люцерны наряду с сезонной динамикой достаточно четко просматривается суточная динамика активности насекомых. Например, в утренние часы на люцерниках весьма активны Chalcididae, а в послеполуденные часы активизируются тли, трипсы, паразитирующие виды (Phytonomus variabilis, Hymenoptera и др.), в ночное время – Ph.punctatus, Sitona, Drosophilidae, цикады и другие. Численность насекомых в посевах люцерны прямо связана с массой растений; чем выше плотность травостоя (май), тем выше численность популяций насекомых. После первого скашивания люцерны часть насекомых погибает, а часть переходит на другие посевы (фасоль, горох, вика).

В первый год вегетации животные – консорты люцерников схожи с другими однолетними посевами. Однако, начиная со второй половины лета и в последующие годы видовой состав и численность их популяций заметно специализируется. Например, в год посева на полях люцерны относительно мало долгоносиков, цветочной галлицы (Contarinia sр.), а в дальнейшем их численность нарастает.

Скашивание травостоев представляет собою существенное вмешательство в сообщества животных: некоторые погибают (например, некоторые тли), часть (трипсы и др.) уходит на другие посевы, третьи – остаются на месте, заметно снижая свою численность. С образованием отавы цикады, ситоны, некоторые тли активно наращивают численность своих популяций. Скашивание влияет не только на поверхностных животных. Напочвенные животные также существенно сокращают свои популяции после отчуждения надземной массы люцерников.

С возрастом посевов, с увеличением доли в травостоях злаков нарастает число насекомых, которые способны обитать и на злаках, и на бобовых с постепенным переходом на преобладание населения злаков.

Посевы сахарной свеклы. Виды сорных растений, надпочвенная фауна и ситники посевов сахарной свеклы почти не отличаются от многих однолетников. Большое значение из насекомых, обитающих на сахарной свекле, имеют тли (свекловичная, листовая и корневая), свекловичные блошки и долгоносики (южный серый, черный, серый, обыкновенный), щитоноски (маревая, свекловичная), минирующая свекловичная моль. На Кубани сахарная свекла подвергается инвазии корнеедом, пероноспорозом, церкоспорозом. Вирус курчавости листьев свеклы переносят клопы, которые не контактируют с растениями, где поселились многочисленные колонии тлей. Фитофаги сахарной свеклы и их паразиты изучены достаточно полно. Фитофаги, питающиеся фитомассой сахарной свеклы, обитают также на многих видах маревых. Отдельные фитофаги, поедающие свеклу, не являются специализированными и могут обитать на представителях других семейств – клопы, тли, цикады, встречающиеся на картофеле и других посевах и являются полифагами. Число видов насекомых, обитающих на свекле насчитывает до 200–300 видов жуков, цикад, клопов, тлей, трипсов и т.д.

Посевы подсолнечника. В посевах подсолнечника максимум температуры в июне-июле находится на высоте 1,0-1,2 м, а минимум – на поверхности листьев. Колебания воздуха меняют высоту минимальных и максимальных температур в травостое, но незначительно. В связи с разреженностью посева культуры влияние ветра на изменение термического градиента сказывается до поверхности почвы, особенно в первый период вегетации (до середины июня). С температурой и влажностью в посевах подсолнечника связано распространение вредителей и болезней.

Изучение энтомофауны подсолнечника на Кубани выявило достаточно широкое распространение подсолнечниковых шипоноски и усача. Особую опасность представляет подсолнечниковая шипоноска. Из болезней распространены ложная мучнистая роса, белая гниль (поражает прикорневую часть и даже стебель), пепельная гниль, ржавчина, ризопус (сухая гниль корзинок). Встречается в крае также заразиха, запасы семян которой нарастают.

Посевы овощных культур. Набор выращиваемых овощных культур в крае очень большой. Хотя их посевная площадь и незначительная по сравнению с зерновыми и другими культурами, но они выращиваются весьма широко и во всех хозяйствах и имеют свой набор энтомофауны и болезней. Среди вредителей следует указать тлю, колорадского жука (на пасленовых), крестоцветных блошек, а среди болезней – фитофтору картофеля, ризоктониоз, фитофтору томатов, вершинную гниль, пероноспороз огурцов, сосудистый бактериоз капусты, а также вирусные заболевания.

В крае выращивают овощные, происхождение которых приурочено к умеренной (огурцы, лук, чеснок, картофель, капуста и др.) и субтропической зонам (дыни, арбузы, томаты, фасоль и т.д.). Картофель и другие культуры высаживают рано (конец марта) и очень часто рыхлят почву, что сильно влияет на динамику мезофауны, включая и энтомофауну, в динамике которой можно выделить весенний (до смыкания листьев), летний (цветение растений) и осенний периоды (постепенное отмирание надземных органов). Весенний период отличается нарастанием напочвенных хищников (Carabidae и др.), а также обитателей листовой массы – трипсы, цикады, листоблошки, тли. В летний период отмечается нарастание популяций тлей, клопов, а также хищников растительноядных (Nabidae, Сhrysopidae и др.). На последнем этапе на овощных полях развиваются блохи, клопы, жужелицы и другие виды.

Причины почвоутомления. Существует такое понятие, как почвоутомление, внешнее проявление которого выражается в резком снижении урожайности сельскохозяйственных культур. Данное явление представляет собой  следствие бессменного возделывания (или частого возвращения на прежнее поле севооборота) растений одного и того же рода, то есть монокультуры. Наиболее часто это отмечается при повторных посевах льна, подсолнечника, сахарной свеклы, хлопчатника и других культур.

Главными причинами почвенного утомления являются накопление в почве вредных (в том числе и токсичных) веществ, которые выделяют корни растений и микроорганизмы, развитие на посевах специфических вредителей, возбудителей болезней и сорняков. Для предотвращения почвенного утомления необходимо соблюдать севообороты, восполнять почвенное плодородие за счет использования собственного потенциала сельскохозяйственного ландшафта (внесение органических удобрений, органоминеральных компостов, выращивание сидератов и устойчивых сортов и т. д.).