Структура современной генетики. Вся генетика (как и любая наука) подразделяется на фундаментальную и прикладную.
Фундаментальная генетика изучает общие закономерности наследования признаков у лабораторных, или модельных видов: вирусов (например, Т-чётных фагов), прокариот (например, кишечной палочки), плесневых и дрожжевых грибов, дрозофилы, мышей и некоторых других.
К фундаментальной генетике относятся следующие разделы:
– классическая (формальная) генетика,
– цитогенетика,
– молекулярная генетика (в т.ч., генетика ферментов и иммуногенетика),
– генетика мутагенеза (в т. ч., радиационная и химическая генетика),
– эволюционная генетика,
– геномика и эпигеномика,
– генетика индивидуального развития и эпигенетика,
– генетика поведения,
– генетика популяций,
– экологическая генетика (в т.ч., генетическая токсикология),
– математическая генетика.
Прикладная генетика разрабатывает рекомендации для применения генетических знаний в селекции, генной инженерии и других разделах биотехнологии, в деле охраны природы. Идеи и методы генетики находят применение во всех областях человеческой деятельности, связанной с живыми организмами. Они имеют важное значение для решения проблем медицины, сельского хозяйства, микробиологической промышленности.
Генетическая (генная) инженерия – это раздел молекулярной генетики, связанный с целенаправленным созданием in vitro новых комбинаций генетического материала, способного размножаться в клетке-хозяине и синтезировать конечные продукты обмена.
Генная инженерия возникла в 1972, когда в лаборатории П. Берга (Станфордский ун-т, США) была получена первая рекомбинантная (гибридная) ДНК (рекДНК), в которой были соединены фрагменты ДНК фага лямбда и кишечной палочки с кольцевой ДНК обезьяньего вируса SV40.
В прикладной генетике в зависимости от объекта исследования выделяют следующие разделы частной генетики:
1. Генетика растений: дикорастущих и культурных: (пшеница, рожь, ячмень, кукуруза; яблони, груши, сливы, абрикосы – всего около 150 видов).
2. Генетика животных: диких и домашних животных (коров, лошадей, свиней, овец, кур – всего около 20 видов)
3. Генетика микроорганизмов (вирусов, прокариот, низших эукариот – десятки видов).
В особый раздел частной генетики выделяется генетика человека (существует специальный Институт медицинской генетики АМН России)
Генетика человека изучает особенности наследования признаков у человека, наследственные заболевания (медицинская генетика), генетическую структуру популяций человека. Генетика человека является теоретической основой современной медицины и современного здравоохранения (СПИД, Чернобыль). Известно несколько тысяч собственно генетических заболеваний, которые почти на 100% зависят от генотипа особи. К наиболее страшным из них относятся: кислотный фиброз поджелудочной железы, фенилкетонурия, галактоземия, различные формы кретинизма, гемоглобинопатии, а также синдромы Дауна, Тернера, Кляйнфельтера. Кроме того, существуют заболевания, которые зависят и от генотипа, и от среды: ишемическая болезнь, сахарный диабет, ревматоидные заболевания, язвенные болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, многие онкологические заболевания, шизофрения и другие заболевания психики.
Задачи медицинской генетики заключаются в своевременном выявлении носителей этих заболеваний среди родителей, выявлении больных детей и выработке рекомендаций по их лечению. Большую роль в профилактике генетически обусловленных заболеваний играют генетико-медицинские консультации и пренатальная диагностика (то есть выявление заболеваний на ранних стадиях развития организма).
Существуют специальные разделы прикладной генетики человека (экологическая генетика, фармакогенетика, генетическая токсикология), изучающие генетические основы здравоохранения. При разработке лекарственных препаратов, при изучении реакции организма на воздействие неблагоприятных факторов необходимо учитывать как индивидуальные особенности людей, так и особенности человеческих популяций.
Лекция
1 – Особенности земледелии, основные этапы развития.
2 – Земледелие как отрасль сельскохозяйственного производства и как наука.
3 – Роль земледелия в разрешении проблем агропромышленного комплекса.
4 – Экологические проблемы современного земледелия
5 – Задачи современного земледелия в решении проблем использования земли и защиты от эрозии
Земледелие представляет собой одну из древнейших отраслей сельского хозяйства. По мере развития сельскохозяйственного производства понятия “земледелие” неоднократно изменялось. В самый ранний период оно отождествлялось с сельским хозяйством в целом занималось описанием природных явлений т отдельных приемов, используемых земледельцами. В дальнейшем сведения систематизировались, анализировались наблюдаемые явления. В XVII веке в связи с развитием естественных наук начали появляться первые теоретические обобщения. В настоящие время выделяются понятия земледелия как отрасли сельского хозяйства и земледелия как науки. В соответствии с ныне действующими ГОСТами земледелия как отрасль сельского хозяйства включает все растениеводческие отрасли, основанные на использовании земли в целях выращивания сельскохозяйственных культур. Это собственно растениеводство, а также кормопроизводство, овощеводство, плодоводство, виноградарство и др.
Земледелие как отрасль сельского хозяйства имеет большое значение, поскольку оно обеспечивает население нашей страны продуктами питания животноводство – кормами а перерабатывающую промышленность – сырьем.
Правильное сочетание земледелия и животноводства в значительной степени определяет развитее сельского хозяйства в целом. Их взаимодействие обеспечивает постоянный биологический круговорот веществ в системе “почва-растение-почва” а это обусловливает при определимых дополнительных условиях сохранение биологического равновесия в природе и поддержание уровня естественного плодородия почв.
Земледелие как наука изучает и разрабатывает способы наиболее рационального, экономически, экологически и технологически обоснованного использования пахотных земель с применением преимущественно физических и биологических воздействий на почву , а также посредством борьбы с сорной растительностью. Под физически воздействиями здесь понимаются преимущественно воздействия на почву приемов , способов и систем ее обработки, а под биологическими воздействиями – влияние растений, микроорганизмов, севооборота. Изучаются также приемы и способы защиты почв от эрозии, закономерности сохранения и восстановления плодородия почв для получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур.
Основными задачами научного земледелия в свете современных требований являются следующими:
1) обеспечение наиболее рационального экономически, экологически и технологически правильного использования земельных, водных, растительных, других ресурсов и всего биоклиматического потенциала местности (солнечной энергии, тепла, осадков, а также биологических особенностей возделываемых в той или иной местности сельскохозяйственных культур, их сортов и гибридов) для получения наиболее высокой урожайности культурных растений;
2) создание наилучших условий для стабильно развития интенсивного высокопродуктивного и малозатратного растениеводства. Малозатратность и интенсивность – вот основа развития современного земледелия Украины;
3) успешное выполнение заданий по производству прежде всего зерна, технических и кормовых культур, а также другой земледельческой продукции;
4) экономически и экологически грамотное осуществление интенсификации сельского производства на основе интенсивного ведения земледелия как его ведущей отрасли;
5) сохранение и повышение плодородия почв, недопущения развития эрозионных процессов, химического и другого загрязнении сельскохозяйственных угодий, водных источников и производимой продукции;
6) обеспечение максимального производства высококачественной продукции земледелия при наименьших затратах труда и средств, с применением наиболее прогрессивных форм использования земли, организации труда, строгого выполнения Закона о земли;
7) Изучать и осваивать новые технологии при выращивании сельскохозяйственных культур.
Курс современного земледелия как науки состоит из следующих больших комплексных тем:
1) Научные основы земледелия (изучаются законы научного земледелия, факторы жизни растений и приемы их регулирования, понятие о плодородия почвы, его сохранения и повышении, агрофизические факторы плодородия почвы).
2) Сорняки и борьба с ними (изучаются биология сорных растений и их вредоносность, классификация сорняков, меры борьбы с ними – предупредительные и истребительные (механические, биологические, химические и комплексные, картирование сорняков)
3) Севообороты (изучаются их классификация, размещение сельскохозяйственных культур по лучшим предшественникам, проектирование, введение в освоение севооборотов, контроль над их соблюдением)
4) Обработка почвы и ее научные основы (изучаются способы, приемы и системы обработки почвы, минимализация обработки, зяблевая обработка почвы, предпосевная и послепосевная обработки обработка под озимые культуры, посев сельскохозяйственных культур).
5) Агротехнические основы защиты пахотных земель от эрозии.
6) Посев, агротребования и оценка качества основных видов полевых механизированных работ.
В агрономической науке они известны как законы научного земледелия
Первый из них – это закон возврата. Впервые был высказан немецким ученым Юстусом Либихом в 1840 году. Этот закон обязывает для сохранения плодородия почвы возвращать все вещества, которые были изъяты из нее с урожаем или вследствие потерь, с удобрениями или иными путями.
Поскольку земледелие материально в своей основе, так как урожаи сельскохозяйственных культур формируются из материальных составляющих частей окружающей среды, этот закон представляет собой материальную основу для получения высоких урожаев. Поэтому на его выполнение должен быть направлен весь комплекс мероприятий интенсификации современного земледелия.
Несоблюдение закона возврата чревато серьезными последствиями. Например, в настоящие время практически во всех хозяйствах произошло резкое уменьшение плодородия почв из-за того, что очень мало вносятся минеральных и совсем не вносятся органические удобрения. Другой пример – когда-то в Центрально-черноземной зоне России были лучшие в мире черноземы, содержащие в пахотном горизонте от 7 % до 10 % гумуса. В 1901 году 1 м³ такого чернозема на Международной выставке в Париже экспонировался как эталон почвы. Сейчас, спустя 100 с небольшим лет таких черноземов там уже практически не осталось. Это прямой результат нарушения прежде всего именно закона возврата, когда длительное время считалось, что там, на тех высокоплодородных почвах, можно было только лишь брать урожаи, а удобрений ни органических, ни минеральных не выносить.
В настоящие время действие законы возраста не ограничивается влиянием только на элементы питания. Ого понимается гораздо шире и распространяется на все факторы жизни растений. Это значит что в районах засушливых, с недостаточным и неустойчивым увлажнением необходимо постоянно пополнять запасы почвенной влаги, а в районах с избыточным увлажнением применять приемы, направленные на улучшение аэрации почв, а также на повышение их плодородия.
Закон незаменимости и равнозначимости фактором жизни растений. – впервые был высказан академиком В.Р. Вильямсом. Он устанавливает, что все факторы жизни равнозначимы для растений и ни один из них не может быть заменен другим. И действительно, воду нельзя заменить светом или азот калием и тому подобное, ибо каждый фактор выполняет свои строго определенные физиологические функции.
Понятие равнозначимости здесь означает, что нет факторов главных и нет факторов второстепенных, а все они равнозначимы. Не будь этого, можно было бы обойтись без второстепенных факторов, однако сделать этого не удается. Именно поэтому все попытки повысить урожай сельскохозяйственных культур без учета действия этого закона еще никогда не имели успеха.
В практике земледелия закон незаменимости факторов жизни проявляется всегда, когда пытаются восполнить недостаток одного из них другим, например, воды – удобрением или наоборот. Не принесли успеха и попытки замены одного элемента питания растений другим, в частности, азота – фосфором или фосфора – калием.
Закон равнозначимости практически выражается в том, что самая ничтожная потребность растений в каком-либо элементе, если она не удовлетворяется, приводит к нарушению их нормальной жизнедеятельности, как и недостаток фактора, потребляемого в неизмеримо большем количестве.
Закон Минимума
Несмотря на то, что урожай сельскохозяйственной культуры зависит от обеспеченности растений всеми факторами жизни, он ограничивается прежде всего тем фактором который находится в минимуме. По мере удовлетворения потребности растений в недостающем факторе урожай повышается до тех пор, пока его не станет ограничивать какой-либо другой фактор, сказавшийся в втором минимуме и т.д.
Наглядно действие закона минимума изображается в виде работы “бочки Добенека”, клепки которой имеют разную высоту и означают различные факторы жизни растении. Высота каждой клепки соответствует степени обеспеченности потребностей растения в данном факторе, выраженной в процентах. Максимально возможный урожай, или уровень воды, соответствующий полной бочке, будет получен при полной обеспеченности растения всеми факторами жизни, или при равной и максимальной высоте всех клепок бочки. Фактический урожай (Уровень воды) при данной обеспеченности растений будет равен высоте самой низкой клепки.
В разных зонах, на разных почвах урожайность ограничивается разными факторами. В Полесье Украины, где бедные песчаные и дерновоподзолистые почвы, а также избыточное увлажнение, лимитирующим фактором или фактором первого минимума является низкое содержание питательных веществ. А в степной зоне рост урожайности сдерживается недостатком влаги. Поэтому полесье в первую очередь надо применять удобрения и проводить известкование почвы, а в Степной зоне улучшать водный режим.
ЗАКОН МИНИМУМА, ОПТИМУМА И МАКСИМУМА
По этому закону каждый фактор жизни растений характеризуется минимальными, оптимальными и максимальными значениями.
С увеличением какого-либо фактора, находящегося в минимуме, урожай увеличивается, достигает своего максимального значения, а потом, при дальнейшем увеличении количества фактора, урожай начнет уменьшатся, пока не достигает близкого к нулевому значения при максимальном количестве фактора жизни растений. Например, при сухой почве, а также при полном насыщении ее водой урожай будет равен нулю, а при оптимальной влажности он станет наивысшим. Все это и позволило сформулировать закон минимума, оптимума и максимума, утверждающий, что наибольший урожай может быть получен при оптимальном количестве фактора, уменьшение и увеличение в сравнении с которым ведет к снижению урожая, а иногда может вызвать гибель растений.
ЗАКОН СОВОКУПНОГО ДЕЙСТВИЯ ФАКТОРОВ ЖИЗНИ –
устанавливает, что для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур необходимо одновременное наличие или приток всех факторов жизни растений в оптимальном соотношении.
Оптимальные количественные соотношения факторов жизни растений устанавливаются на основе научных исследований и практического опыта.
ЗАКОН ПЛОДОСМЕНА – учит, что любое агротехническое мероприятие при выращивании любой сельскохозяйственной культуры в севообороте всегда будет более эффективным, чем при бессменном или бессистемном посеве. А наиболее высокая продуктивность севооборота может быть достигнута при условии ежегодной или как можно более частой смены в нем культур, наиболее различающихся по биологическим особенностям или при агротехнике выращивания. Впервые был сформулирован М.Г. Павловым в 1838 году.
ЗАКОН АВТОТРОФНОСТИ.
Зеленые растения, используя энергию солнечного света и поглощая из воздуха углекислый газ, а из почвы – воду и минеральное соединения, синтезируют все необходимые им органические вещества в количествах , обеспечивающих не только их полное развитие, но и высокую урожайность хозяйственно ценной для нас продукции.
ЛЕКЦИЯ 5
ТЕМА 2. - СОРНЯКИ И БОРЬБА С НИМИ
- Биологические особенности и классификация сорняков.
- Понятие о сорняках и засорителях.
- Сорняки как составная часть агрофитоценоза.
- Вредоносность сорняков.
- Пороги вредоносности сорняков.
- Механизмы вредного влияния сорняков на культурные растения.
- Биологические особенности сорняков.
- Классификация сорняков.
- Характеристика отдельных биологических групп сорняков.
Сорными называются такие растения, которые не возделываются человеком, но засоряют сельскохозяйственные угодья. Иногда посевы одних культур засоряются другими видами культурных растений. Такие растения называются засорителями. Это падалица подсолнечника в посевах зерновых колосовых культур, рожь или ячмень в посевах озимой пшеницы, ячмень или овес в яровой пшенице.
Возделывание сельскохозяйственных культур в настоящее время почти всегда сопровождается произрастанием в их посевах сорняков, вследствие чего на обрабатываемых землях формируются сообщества культурных и сорных растений, которые получили название агрофитоценозов.
Под агрофитоценозами в земледелии понимаются растительные сообщества, создаваемые человеком путем посева либо посадки возделываемых растений или под влиянием природных факторов. В состав агрофитоценоза входят культурные и сорные растения, которые называются компонентами.
Задача практической агрономии к составным частям агрофитоценоза состоит в том, чтобы путем выполнения соответствующих агроприемов создавать наиболее благоприятные условия для роста и развития растений культурного компонента и в максимально возможной степени ограничивать жизнедеятельность и вредоносность сорного компонента.
Сорные растения наносят большой ущерб сельскохозяйственному производству. Они резко снижают урожайность культурных растений и качество продукции, а в ряде случаев приводят к полной гибели посевов.
Потребляя большое количество питательных веществ и влагу, они отнимают их у культурных растений. С сильно засоренных полей, в пахотном слое которых число семян сорных растений может достигать 1-2 млрд. шт./га, сорняки выносят от 60 до 140 кг/га азота, 20-30 фосфора и от 100 до 140 кг/га калия. Такого количества питательных веществ достаточно для формирования урожая зерна пшеницы от 20 до 40 ц/га.
Обвивая культурные растения, сорняки способствуют их полеганию, снижают урожайность, усложняют и удлиняют сроки уборки, увеличивают потери. При уборке засоренных посевов требуется дополнительная очистка и сушка зерна. А это увеличивает затраты средств, снижает производительность труда и увеличивает себестоимость продукции.
Твердо установлено, что одна треть расходов на обработку почвы и ухода за посевами культурных растений приходится на борьбу с сорняками. Однако, несмотря на это, даже при слабой и средней засоренности в земледелии Украины ежегодные потери зерна, картофеля и овощей составляют в среднем 10-15, многолетних трав 20-25%. А в земледелии США потери от сорняков оценивают в 4 млрд. долларов.
Наряду с сорняками, истощающими почву, есть сорняки, которые истощают культурные растения. Это паразитные сорняки. Они высасывают из культурных растений питательные вещества и приводят их к истощению или полной гибели.
Кроме этого, некоторые сорняки способствуют распространению зачатков вредителей и болезней культурных растений, а полынь, циклахена дурнишниколистная и амброзии в период цветения своей пыльцой вызывают аллергические заболевания у человека.
Немало сорных растений (куколь обыкновенный, горчица полевая, горец вьюнковый, повилики, живокость полевая, чемерица Лобеля, болиголов пятнистый, чистотел большой, чистец однолетний, пикульник заметный, вех ядовитый, белена черная) при скармливании животным могут вызвать их отравление, иногда падеж. А ярутка полевая, клоповник мусорный, полынь горькая, пижма обыкновенная, амброзии при скармливании скоту придают молоку и мясу неприятный вкус.
В зависимости от реакции культурных растений на сорняки различают следующие пороги вредоносности их в посевах:
1). Фитоценотический, определяемый таким обилием сорняков, при котором они не причиняют вреда культурным растениям, в связи с чем борьба с ними экономически не оправдана. В настоящее время такая ситуация встречается очень редко и только лишь в хозяйствах с высочайшим уровнем культуры земледелия.
2). Критический (статистический) порог вредоносности – определяется таким обилием сорняков, которое вызывает статистически достоверные потери урожая. При такой засоренности они обычно не превышают 3-5% фактического урожая, хотя и могут иногда уже ощущаться хозяйством. И тем не менее борьба с сорняками оказывается нецелесообразной, поскольку стоимость сохраненного дополнительного урожая не покрывает затрат на
проведение истребительных мероприятий.
3). Экономический порог вредоносности – определяется таким минимальным количеством сорняков, полное уничтожение которых обеспечивает получение прибавки урожая, окупающей затраты на истребительные мероприятия и уборку дополнительно полученного урожая. При этом прибавка урожая обычно превышает 5-7% фактического его уровня.
Количественные величины экономических порогов вредоносности обычно конкретны не только для каждой культуры и отдельного хозяйства, но и для определенного поля и даже каждого вида. Наиболее высокая вредоносность сорняков в посевах пропашных культур, в посевах зерновых колосовых культур и трав она значительно снижается.
Разнообразие возделываемых культур и видового состава сорняков, различие почвенно-климатических условий и производственно-экономических особенностей хозяйств, а также несходство других условий земледелия свидетельствуют о многообразии, динамичности и зональности экономических порогов вредоносности сорняков в посевах различных сельскохозяйственных культур.
В условиях степной зоны Украины применительно к преобладающим сорным видам в посевах озимой пшеницы их наименьшие и наибольшие ориентировочные значения составляют 14 и 26 шт./м2, яровой пшеницы и ярового ячменя – соответственно 15 и 27, 16 и 32 шт./м2, гречихи и кукурузы на силос – по 8 и 14 шт./м2, картофеля и сахарной свеклы – 8 и 13, 7 и 11 шт./м2, в посевах подсолнечника – 10 и 16, однолетних и многолетних трав – 23 и 32, 17 и 25 шт./м2.
Вредоносность сорняков определяется не только их обилием и составом, но и чувствительностью к ним культурных растений в зависимости от фазы роста и развития. Такие периоды, определяемые фазой развития и продолжительностью отрицательной реакции культур на сорняки, называются критическими по отношению к сорнякам, или гербакритическими. Знание этих периодов применительно к разным культурам позволяет не только установить оптимальные сроки проведения истребительных мероприятий, но и свести к минимуму возможные потери урожая от сорняков.
У большинства культур начало гербакритического периода приурочено к ранним периодам роста и развития растений. Озимая пшеница наиболее чувствительна к сорнякам в первые четыре недели после сева, то есть осенью. Вредоносность же сорняков, появившихся в ее посевах с весны, снижается в два-четыре раза, хотя и вызывает уменьшение урожайности на 6-7%. От момента посева до вступления культуры в гербакритический период у овса проходит 1-1,5 недели, подсолнечника - 2, сорго - 3, сои – 2-3, сахарной свеклы – 3-4 недели.
Отсюда следует, что уничтожение сорняков в посевах до гербакритического периода культур обеспечивает получение от реализуемых истребительных мероприятий максимального эффекта, выражаемого как в
величине и качестве сохраняемой продукции, так и в сумме чистого дохода и окупаемости дополнительных затрат.
После вступления в гербакритический период меры борьбы с сорняками дают тем меньший экономический эффект, чем позднее они стали реализовываться.
В настоящее время установлено и достаточно хорошо изучено несколько механизмов вредоносного воздействия сорняков на культурные растения. Это относится прежде всего к активному изменению почвенных условий, связанному с интенсивным потреблением большого количества влаги и питательных веществ за счет изъятия их у культурных растений.
Донник желтый у 1,5, а пырей ползучий у 2,5 раза больше усваивает воды из почвы, чем озимая пшеница, у мари белой это превышение в сравнении с ячменем и кукурузой составляет в 2 и больше раза. Осот розовый выносит из почвы азота и фосфора в 1,5 раза, а калия в 4 раза, больше, чем зерновые колосовые культуры.
Обусловлено это тем, что большинство сорняков имеют хорошо развитую корневую систему, которая глубоко проникает в почву. Поэтому они не боятся засухи и используют значительно большее количество влаги, чем культурные растения.
Интенсивное развитие вегетативных органов сорняков, которые обгоняют в росте культурные растения, обусловливает затенение последних. А это уменьшает интенсивность фотосинтеза, вследствие его ухудшается качество продукции земледелия, увеличиваются потери при уборке урожая полеглых хлебов. Особенно опасны в этом отношении сорняки, имеющие вьющиеся стебли (вьюнок полевой, подмаренник цепкий).
Одновременно с этим затенение снижает температуру поверхности почвы на 2-4°С, что отрицательно влияет на активность почвенных микроорганизмов, ухудшает условия питания культурных растений. Особенно страдают от этого на первых этапах роста кукуруза, картофель, сахарная свекла, лен, растения которых медленно развиваются в это время.
Снижение интенсивности фотосинтеза и ухудшение корневого питания растений у злаковых культур, кроме снижения урожайности, обусловливает формирование мелкого и плохо выполненного зерна, ухудшает его химический состав (содержание протеина уменьшается на 1-2%, а у подсолнечника масличность – на 3-5 % и больше).
Кроме прямого вредоносного влияния, многие сорняки являются источниками размножения вредителей и болезней культурных растений. Вьюнок полевой содействует размножению лугового мотылька и озимой совки, которые откладывают яйца на их листья. Пырей ползучий, свинорой пальчатый – переносчики ржавчины и других грибковых заболеваний зерновых культур. Головня овсюга поражает овес, а картофельный рак переходит на культурные растения с паслена черного.
Таким образом, сорняки с учетом их вредоносности являются злейшими врагами культурных растений, поэтому с ними необходимо вести систематическою и эффективную борьбу всеми имеющимися средствами.
А для этого необходимо всесторонне изучать и в совершенстве знать их биологические особенности. Основные из них следующие:
1). Чрезвычайно высокая плодовитость при благоприятных условиях. Например, одно хорошо развитое растение щирицы запрокинутой в состоянии давать за год до 500 тыс. шт. семян, а циклахены дурнишниколистной - до 120 тыс.шт.
2). Способность семян или плодов сорняков при помощи специальных приспособлений (летучек у осотов, бодяка полевого, у одуванчика лекарственного; прицепок и завитков у других растений) переноситься ветром и распространяться на большие расстояния, осваивая все новые и новые территории.
3). Способность длительное время сохранять жизнеспособность семян в почве (вьюнок полевой – до 50 лет; ширина, марь белая, амброзия полынолистная – 38-40 лет; щетинники, пастушья сумка – 35-40 лет).
4). Неравномерное прорастание семян из почвы.
5). Сохранение жизнеспособности семян после прохождения через пищеварительный тракт животных и птиц, в навозе, воде, силосе, в сенаже.
6). Развитие мощной и глубоко проникающей в почву корневой системы с большим запасом питательных веществ в ней (корни вьюнка полевого заглубляются в почву до 1,5-2 м, бодяка полевого – до 2-4 и больше метров).
7). Наличие у отдельных особо злостных видов, кроме семенного, еще и активного вегетативного размножения, что очень утрудняет борьбу с ними.
8). Паразитический или полупаразитический образ жизни у некоторых сорных видов, особенно у повилик.
На Украине в настоящее время встречается более 700 видов сорняков, в том числе в Донбассе их свыше 200 видов. Такое большое разнообразие объективно вызывает необходимость классификации их, то есть объединения в группы по сходным условиям жизни как для удобства изучения, так и для разработки эффективных методов борьбы.
В основу современной классификации сорняков положены следующие основные биологические признаки: 1) способ питания; 2) продолжительность жизни; 3) способ размножения.
По способу питания сорняки делятся на два биологических типа:
1) непаразитные, или зеленые сорные растения, имеющие зеленые листья и способные самостоятельно создавать органические вещества в процессе фотосинтеза;
2) паразитные и полупаразитные сорняки.
Непаразитные сорные растения по продолжительности жизни и способу размножения делятся на два подтипа: 1) малолетники, 2) многолетники.
Малолетники – живут не больше двух лет, размножаются только семенами, плодоносят один раз в жизни и после плодоношения отмирают. Они объединяются в шесть биологических групп: эфемеры, яровые ранние, яровые поздние, зимующие, озимые, двулетники.
ЭФЕМЕРЫ. Это растения с очень коротким периодом вегетации (1,5-2 мес.), способные давать за сезон несколько поколений семян. Представитель – звездчатка средняя, или мокрица. Хорошо и быстро развивается в пониженных влажных местах, на орошаемых овощных хорошо обрабатываемых участках. Стебли ветвящиеся, почти стелющиеся, способны давать придаточные корни из прилегающих к почве узлов. Одно растение дает 15-25тыс. шт. семян.
ЯРОВЫЕ РАННИЕ СОРНЯКИ. Прорастают рано весной и заканчивают развитие до уборки культурных растений (в основном ранних зерновых колосовых культур) или одновременно с их созреванием.
ЯРОВЫЕ ПОЗДНИЕ СОРНЯКИ. Прорастают при достаточном прогревании почвы. Растения развиваются медленно и созревают в послеуборочный период, если произрастают в посевах ранних зерновых колосовых культур. В посевах поздних культур семена этих сорняков созревают одновременно с культурными растениями и частично осыпаются на поверхность почвы, как и у яровых ранних сорняков, а частично попадают в урожай.
Все яровые сорняки дают лишь одно поколение семян в год. Всходы, появляющиеся осенью, погибают от морозов до плодоношения.
ЗИМУЮЩИЕ СОРНЯКИ. Это те же яровые сорные растения, осенние всходы которых в районах с теплыми и мягкими зимами приспособились к перезимовке. Невысокие осенние температуры и осенняя влага благоприятствуют прорастанию их семян. Появившиеся всходы быстро образуют прикорневые розетки с прижатыми к земле листьями, в таком виде свободно перезимовывают и следующим летом или даже весной (пастушья сумка уже в конце мая обсеменяется при зимующем типе развития) заканчивают свое развитие. При прорастании весной зимующие сорняки прикорневой розетки листьев не образуют, а сразу идут в стрелку и к концу лета плодоносят, так же как и яровые.
ОЗИМЫЕ СОРНЯКИ. По типу развития являются аналогами озимых зерновых культур, т.е. для окончания своего жизненного цикла развития и формирования семян им в обязательном порядке необходима перезимовка. Осенние всходы образуют розетку листьев или кустятся и в током состоянии зимуют. При прорастании весной они все лето сидят в розетках или кустятся и погибают, не образуя семян, так как для этого им необходимы осенние условия.
ДВУЛЕТНИЕ СОРНЯКИ. Для завершения своего жизненного цикла и формирования семян требуют два полных вегетационных периода. В течение первого из них они образуют розетку листьев и большую корневую систему, накапливают в ней питательные вещества, за счет которых во второй вегетационный период (после перезимовки) растут и развиваются, формируют семена. Весенние всходы зимуют один раз, осенние – дважды.
Многолетники – живут долго, плодоносят многократно, после плодоношения не отмирают, многие из них способны к вегетативному
размножению. По способу размножения делятся на две подгруппы:
1) размножающиеся в основном семенами и в меньшей степени вегетативно. К ним относятся мочкокорневые и стержнекорневые сорняки;
2) размножавшиеся главным образом вегетативно и в меньшей степени семенами. Это корнеотпрысковые и корневищные, клубневые и луковичные, ползучие сорняки.
МОЧКОКОРНЕВЫЕ СОРНЯКИ. Имеют укороченный главный корень, боковых корешков развивается много. Некоторые виды лишены стержневого корня.
СТЕРЖНЕКОРНЕВЫЕ СОРНЯКИ. Имеют стержневой, глубоко проникающий в почву главный корень, от которого отходит много боковых корешков.
КОРНЕОТПРЫСКОВЫЕ СОРНЯКИ. У их растений из почек, заложенных на главном корне или по всей корневой системе, в течение всего вегетационного периода образуется новая поросль. В свою очередь, она сама способна давать отпрыски. Постепенно от одного растения во все стороны распространяются все новые растения, возникают их целые пятна, или куртины. К тому же, происходит еще и семенное размножение.
В связи с быстрым размножением и трудностью их уничтожения корнеотпрысковые сорняки являются наиболее злостными засорителями полей.
КОРНЕВИЩНЫЕ СОРНЯКИ. Размножаются от подземных стеблей и корневищ, которые имеют узлы и междоузлия. Любой отрезок корневища с узлом способен дать новые проростки и образовать мочковатые корни из почек, заложенных в узле. Из-за большой жизнеспособности корневищ и быстрого вегетативного размножения борьба с этими сорняками чрезвычайно затруднена. Размножаются они еще и семенами.
ПАРАЗИТНЫЕ СОРНЯКИ. Растения не имеют корней и зеленых листьев, поэтому питаются за счет других растений, к которым присасываются при помощи специальных присосков, или гаусторий. Если присасываются к стеблям, то это стеблевые паразиты (повилики), а если к корням, то это корневые паразиты (заразиха подсолнечниковая, заразиха ветвистая).
ПОЛУПАРАЗИТНЫЕ СОРНЯКИ. Имеют зеленые листья, однако присасываются к корням или листьям других растений и используют их питательные вещества, но углекислоту они усваивают из воздуха (омела белая, погремок большой, зубчатка обыкновенная).
Паразитные и полупаразитные сорняки – это малолетние сорные растения, размножающиеся только семенами.
Дата: 2019-02-19, просмотров: 356.