Учебно-методический комплекс по учебной дисциплине агроэкология для специальности

Биологический факультет

Кафедра общей экологии и методики преподавания биологии

СОГЛАСОВАНО Председатель учебно-методической комиссии биологического факультета Поликсенова В.Д. . « 30 » мая 2013 г.

СОГЛАСОВАНО Декан биологического факультета Лысак В.В. . « 03 » июня 2013 г. Регистрационный номер № УД- 56 . .

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПО
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ
Агроэкология
для специальности

1-33 01 01 Биоэкология

Рассмотрено и утверждено

протокол № 6 .

РЕЦЕНЗЕНТЫ:
Кафедра безопасности жизнедеятельности Белорусского государственного технологического университета;

Специалист: заведующий лабораторией агроэкологии ГНУ «Институт природопользования НАН Беларуси», кандидат сельскохозяйственных наук Г.А. Соколов

Структура УМК включает:

1. 
   Учебно-методическое обеспечение дисциплины
   

1.2. Практический раздел (материалы для проведения практических занятий по дисциплине в соответствии с учебным планом).

2. Контроль самостоятельной работы студентов (материалы текущей и итоговой аттестации, позволяющие определить соответствие учебной деятельности обучающихся требованиям образовательных стандартов высшего образования и учебно-программной документации, в т.ч. вопросы для подготовки к зачету, задания, тесты, вопросы для самоконтроля и др.).

3. Вспомогательный раздел.

3.1. Учебно-программные материалы (типовая учебная программа, учебные программы (рабочий вариант) для студентов дневной и заочной форм получения образования).

3.2. Информационно-аналитические материалы (список рекомендуемой литературы, перечень электронных образовательных ресурсов и их адреса и др.).

Работа с УМК должна включать на первом этапе ознакомление с тематическим планом дисциплины, представленным в типовой учебной программе. С помощью рабочего варианта учебной программы по дисциплине можно получить информацию о тематике лекций, перечнях рассматриваемых вопросов и рекомендуемой для их изучения литературы. Для подготовки к практическим занятиям и промежуточному зачету необходимо, в первую очередь, использовать материалы, представленные в разделе учебно-методическое обеспечение дисциплины, а также материалы для текущего контроля самостоятельной работы. В ходе подготовки к итоговой аттестации рекомендуется ознакомиться с требованиями к компетенциям по дисциплине, изложенными в типовой учебной программе, структурой рейтинговой системы, а также перечнем вопросов к зачету.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

Учебное пособие с Грифом Министерством образования Республики Беларусь для студентов учреждений высшего образования по специальности «Биоэкология»

В учебном пособии рассмотрены типы, структура и функции агроэкосистем, природно-ресурсный потенциал сельскохозяйственных территорий. Освещена роль почвы и почвенной биоты, их экологические функции при взаимодействии с природными и антропогенными системами. Анализируется функциональная активность биологических и химических свойств почв при формировании продуктивности и устойчивости агроэкосистем. Предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Биоэкология».

План:

2. Типы и структура агроэкосистем.

3. Функции агроэкосистем и их отличия от природных агроэкосистем.

4. Типизация структур земледелия.

5. Природоохранные требования, предъявляемые к формированию и реконструкции агроэкосистем.

Основные понятия:

Экологическая грамотность специалистов сельского хозяйства, Экологизация сельского хозяйства, биоэнергетический потенциал агроэкосистем, природно-ресурсная база аграрного сектора, пашня, садовые насаждения, луга, пастбища, базовые типы агроэкосистем, физико-химические процессы в агроэкосистемах, земледельческое землепользование, плантационно-садовое землепользование, пастбищное землепользование, смешанное землепользование, землепользование в целях получения вторичной биологической продукции, первичная биологическая продуктивность, вторичная биологическая продуктивность, первичное структурное звено в среде сельского хозяйства, вторичные биогеоценозы, биотические сообщества, естественное плодородие почв, скорость инфильтрации воды в агроэкосистемах, органические коллоиды, круговорот биогенных элементов, газообразные потери азота, классификация агроэкосистем, типизация структур земледелия, оптимизация ландшафта.

1. Значение почвенной биоты в формировании плодородия почв и детоксикации загрязняющих веществ.

2. Структура почвенно-биотического комплекса и ее изменения в различных экологических условиях.

3. Трансформация органических веществ почвы под действием почвенной микробиоты.

4. Взаимодействие почвенных микроорганизмов с минералами почвы.

5. Роль почвенных микроорганизмов в фиксации атмосферного азота.

Почвенная биота, бактерии, актиномицеты, микроскопические грибы, водоросли, простейшие, трансформация органических веществ, гумификация, гумусовые вещества, фульвокислоты и гуминовые кислоты, азотфиксаторы, биологический азот, гетеротрофные микроорганизмы, фитопатогенные грибы, ферментативая активность микроорганизмов, детоксикация ксенобиотиков, тяжелые металлы, годовая продукция азотфиксации, биологические механизмы питания растений, агробиоценозы на биологической основе, минеральная часть почвы, нитрификация, продукты жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, разложение растительного опада, биологический круговорот, гидротермический режим, специфические органические вещества почвы, экологически безопасная сельскохозяйственная продукция, ростовые и энергетические субстраты.

1. Биологические особенности почвенных микроорганизмов.

2. Почвенные микроорганизмы как главные природные регуляторы газового состава атмосферы Земли.

3. Роль почвенных микроорганизмов в круговороте углерода на Земле.

4. Роль почвенных микроорганизмов в круговороте фосфора и серы на Земле.

5. Микробиологическая фиксация молекулярного азота и ее роль в формировании азотного баланса почв.

6. Роль почвенных микроорганизмов в нитрификации и денитрификации. Образование закиси азота в почве.

7. Микробиологическая трансформация химических элементов в почве.

Природные регуляторы газового состава атмосферы, почвенный покров, глобальная биогеохимическая мембрана, микробиологическая трансформация биофильных элементов, микроорганизмы – автотрофы и гетеротрофы, баланс углекислоты в атмосфере, бактерии – метаногены, бактерии, окисляющие водород, микробиологическая трансформация фосфора и серы, микробиологическая фиксация молекулярного азота, клубеньковые бактерии, нитрификация и денитрификация, закиси азота, парниковый эффект, метилирование ртути и мышьяка, микробиологическая трансформация железа.

1. Роль химических средств защиты растений в борьбе с возбудителями болезней, насекомыми-вредителями и сорной растительностью.

2. Классификация пестицидов по их целевому назначению.

3. Особенности использования пестицидов в сельском хозяйстве.

4. Отрицательные последствия, связанные с применением пестицидов в агроэкосистемах.

5. Экологические требования к применению пестицидов в сельском хозяйстве.

6. Применение биологических способов защиты растений от вредных насекомых и болезней.

Основные понятия:

Пестициды, гербициды, инсектициды, фунгициды, зооциды, бактерициды, альгициды, дефолианты, десиканты, ретарданты, ксенобиотики, устойчивость к разложению, биологическая активность, циркуляция в биосфере, кумулятивные яды, пищевые цепи, биотрансформация пестицидов, токсичность пестицидов, летальные дозы пестицидов, разрушение биогеоценозов, паразиты, хищники, симбионты, насекомые – опылители, стерилизация почвы, миграция ксенобиотиков, , диапазон токсического действия, экологические требования к пестицидам, комплексная система защитных мероприятий, биологические способы защиты растений, энтомофаги, синтетические половые феромоны.

1. Экологические особенности альтернативного или биологического земледелия.

2. Вермикультивирование как новое перспективное направление применения биотехнологии в сельском хозяйстве.

3. Биологические особенности дождевых червей и их роль в формировании почвенного плодородия.

4. Использование культуры дождевого червя для получения биогумуса.

5. Агроэкологические свойства биогумуса.

6. Основные направления использования вермикультуры в хозяйственных целях.

Основные понятия:

Биологическое земледелие, органическое земледелие, грибной препарат боверин, вермикультивирование, дождевой червь, компостные черви, коловратки, нематоды, почвенная макрофауна, пашенный червь, накопление органических веществ, гумусообразование, нитрификация, аммонификация, оптимальная реакция среды, калифорнийский гибрид красного червя, копролиты, почвенная структура, болезни растений, фузариоз, ржавчина, бактериоз, полезная микрофлора, ростовые вещества, антибиотики, биостимулирующее действие, биогумус, микроэлементы, ферменты, гормоны, полноценный белок, буферность биогумуса, концентрация солей в почвенном растворе, фитосанитарное значение биогумуса, стрессовое состояние растений.

1. Экологические особенности накопления возбудителей болезней, вредных насекомых и сорняков в агроценозах.

2. Изменения видового состава и численности сорной растительности в агроэкосистемах при систематическом использовании гербицидов.

3. Изменения агроэкосистем под воздействием техногенной интенсификации земледелия.

4. Экологическое значение севооборотов в изменении состава возбудителей болезней, вредных видов насекомых и сорняков.

5. Основные направления оптимизации фитосанитарного состояния агроэкосистем.

Экологическое равновесие агроэкосистем, вредные насекомые, болезни, сорняки, химическая защита агроценозов, свекловичная нематода, генетическая однородность сортов растений, видовое разнообразие агроэкосистем, севообороты с короткой ротацией, галлообразующие нематоды, карликовая головня озимой пшеницы, микоризные системы растений, канцерогенный эффект пестицидов, покровные культуры, растения-репелленты, биологическая защита агроценозов, микробные инсектициды, орнитофауна, свекловичный долгоносик, видовая структура севооборотов.

1. Ошибки, допущенные в процессе проведения осушительной мелиорации в Беларуси.

2. Экологические последствия осушения торфяных почв Беларуси.

3. Международная значимость заболоченных речных пойм, низинных и верховых болот для сохранения глобального разнообразия.

4. Изменения пожароопасной ситуации на осушенных торфяных болотах в связи с нарушением гидрологического режима.

5. Агроэкологические особенности рационального использования осушенных торфяных почв.

Переувлажненность и заболоченность почв, торфяные болота, биосферные функции болот, экологически безопасные мелиоративные системы, спрямление рек, глубокое осушение болот, атмосферные засухи, поверхностные и грунтовые воды, органогенный слой торфяных почв, минерализация торфа, деградация торфяных почв, экологическая ситуация, падение уровня грунтовых вод, пересыхание малых рек, ухудшение микроклимата, эвтрофикация вод, ухудшение биоразнообразия, пожароопасная ситуация, структура посевных площадей, оптимизация землепользования.

1. Агроэкологические особенности накопления тяжелых металлов в сельскохозяйственной продукции.

2. Экологические проблемы нитратного загрязнения сельскохозяйственной продукции.

3. Экологические проблемы загрязнения сельскохозяйственной продукции хлорорганическими пестицидами.

4. Особенности накопления диоксинов в агроэкосистемах и их экологическая опасность.

Основные понятия:

Предельно допустимая концентрация, тяжелые металлы, свинец, ртуть, кадмий, мышьяк, цинк, никель, физиологическая роль химического элемента, нормирование содержания тяжелых металлов, токсичность металлов, локальное внесение минеральных удобрений, известкование почв, металлоорганические комплексы, цеолиты, кулинарная обработка овощей и картофеля, нитратное загрязнение, сортовая специфика сельскохозяйственных культур, зеленые удобрения, хлорорганические пестициды, стабилизаторы токсикантов, период полураспада токсиканта, глобальный перенос воздушных масс, самоочищение и самовосстановление агроэкосистем, разложение пестицидов в почве, фоторазложение и микробное разложение пестицидов, диоксины, выхлопные газы автомобилей, яды всепорогового действия, суточное потребление диоксинов.

1. Экологическая оценка накопления бензапирена в агроэкосистемах.

2. Экологическая оценка накопления полихлорированных бифенилов в природной среде.

3. Экологическая опасность накопления в сельскохозяйственной продукции регуляторов роста растений.

4. Загрязнение пищевых продуктов лекарственными веществами.

5. Агроэкологические особенности накопления в сельскохозяйственной продукции микотоксинов и искусственных гормональных препаратов.

6. Основные направления получения экологически безопасной проукции сельского хозяйства.

Основные понятия:

Полициклические ароматические углеводороды, стойкость бензапирена, полихлорированные бифенилы, глобальная экосистема, трудноразлагаемые химические препараты, регуляторы роста растений (природные и синтетические), иммуноферментный анализ, дефектные белки, антибиотики, сульфаниламидные препараты, нитрофураны, гормональные препараты, аллергические реакции, подавление активности ферментов, антимикробные вещества, мутационный эффект нитрофуранов, стимуляция роста живописных, усвояемость кормов, половое созревание, микотоксины, афлотоксины, яды экзогенного действия, блокировка аминокислот, плазматические яды, микробиологические удобрения, микробные инокулянты.

1. Ландшафтные особенности формирования устойчивых агроэкосистем.

2. Принципы построения агроландшафтов, основанные на самовосстановлении агросистем и их компонентов.

3. Экологизация сельского хозяйства на основе использования биоценологических экосистемных принципов.

4. Экологический анализ агроландшафта на основе его морфологических компонентов региональных различий.

5. Интенсификация сельскохозяйственного производства на экологических началах.

6. Основные направления оптимизации агроэкосистем.

Основные понятия:

Ландшафтно-экологический подход, природно-ресурсный потенциал, природные системы, принципы построения агроландшафтов, прогрессивные системы земледелия, природно-антропогенная совместимость, биологические особенности сельскохозяйственных культур, фитомелиорация, организация территории агроландшафта, пространственное и видовое разнообразие природной среды, природное равновесие, природно-антропогенное равновесие, оптимизация структуры и соотношения земельных угодий, рациональное соотношение естественных и искусственных экосистем, биоценологические экосистемные принципы, хозяйственные нагрузки на ландшафт, расширенное воспроизводство возобновляемых ресурсов ландшафта, перестройка структуры фитоценоза, пространственно-разнородный агрофитоценоз, оптимизация агроландшафтов.

1. Развитие процессов деградации земель как проявление глобального экологического кризиса.

2. Особенности хозяйственной освоенности земельного фонда Беларуси.

3. Водная и ветровая эрозия почв и ее региональные особенности в Беларуси.

4. Деградация осушенных торфяных почв Беларуси и ее экологические последствия.

5. Влияние последствий изменения глобального и регионального климата на развитие процессов деградации земель.

6. Оптимизация сельскохозяйственного использования земель как важное направление в области охраны почв.

Основные понятия:

Устойчивость биосферы, глобальная деградация земель, опустынивание почв, частота и продолжительность засух, земельный фонд, эродированные и эрозионно-опасные почвы, водная и ветровая эрозия почв, биосферные функции болот, деградация осушенных торфяных почв, сработка органического вещества торфяных почв, торфяные пожары, изменения глобального и регионального климата, среднегодовая температура воздуха, иссушение почв, охрана почв, оптимизация сельскохозяйственного использования земель, национальная стратегия использования торфяных почв, повторное заболачивание выработанных торфяных месторождений, экологическая реабилитация болот, природоохранные зоны, мониторинг почв, прогноз изменения земель. ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА ТОРФЯНЫХ ПОЧВ, ТОРФЯНЫЕ ПОЖАРЫ

1. Значение биоразнообразия для эволюции и сохранения систем жизнеобеспечения биосферы.

2. Видовое, генетическое и структурное разнообразие.

3. Народно-хозяйственное значение дикорастущих растений и их роль в сохранении биоразнообразия.

4. Развитие сети особо охраняемых природных территорий как один из возможных способов сохранения биологических ресурсов.

5. Причины уменьшения биоразнообразия и ее экологические последствия.

Эволюция биосферы, генетические материалы растительности, животного и микробного происхождения, функциональные механизмы наследственности, уровни биологического разнообразия, редкие и исчезающие виды растений и животных, состав и структура биоценозов, упрощенные системы сельского хозяйства, дикорастущие растения, утрата генофонда, исчезновение биологических видов, эндемичные виды, хозяйственно-ценные растения, лекарственные растения, стоимость лекарств, генетические улучшения, генетический код, особо охраняемые природные территории, сохранение биологических ресурсов, стабилизация пространственной структуры ландшафта, экологический каркас, ключевые природные территории, каналы экологической связи, изменение биологического разнообразия, распашка лугово-степных сообществ, сведение лесов, коренные стации, пути миграции диких животных, безопасность биосферы.

2. Описать классификацию почв по степени эродированности, степени смытости и почвозащитные свойства сельскохозяйственных культур.

3. Описать вред, причиняемый эрозией почв.

4. Изучить мероприятия по защите почв от эрозии.

Важнейшим свойством почвы, отличающим ее от материнской породы, является плодородие – способность обеспечивать растения водой, элементами питания, воздухом. Образование почвы из материнской породы происходит очень медленно. Для создания слоя почвы толщиной 2-3 см в зависимости от условий требуется от 200 до 1000 лет. Поэтому охрана и рациональное использование почв становятся глобальной проблемой современности.

Одной из причин разрушения почв является эрозия. В результате разрушается гумусовый горизонт, теряются питательные вещества, ухудшаются агрохимические, физические водно-воздушные свойства почв, снижается урожайность и качество сельскохозяйственной продукции.

В Республике Беларусь эродированные и эрозионно-опасные земли занимают 4015,6 тыс. га, в том числе на пахотных – 2587 тыс. га. Из этих площадей эродированные почвы составляют соответственно 556,5 и 479,5 тыс. га.

По данным Белорусского НИИ почвоведения и агрохимии 7,8 % пахотных земель республики в различной степени подвержены ветровой эрозии. Основным регионом ее распространения является Полесская низменность, с более сухим климатом и более интенсивной деятельностью ветра по сравнению с другими районами.
1. Виды эрозии почв

Эрозия (от лат. erosio – разъедание) – разрушение верхнего плодородного слоя почвы текучими водами или ветром и снос продуктов этого разрушения

Эрозия подразделяется на нормальную (геологическую) и ускоренную (современную).

-капельная, в результате которой происходит разрушение агрегатов почвы ударами дождевых капель. При этом также происходит закупоривание пор мелкими частицами, снижение водопроницаемости и усиление поверхностного стока и смыва почвы;

-плоскостная (поверхностная), выражается в постепенном, более или менее равномерном удалении с поверхности склона почвенных частиц при стоке талых или ливневых вод. Этот вид эрозии в опасных размерах отмечается главным образом на почвах без сплошного растительного покрова. При относительно равномерном удалении почвенных частиц с поверхности эрозия протекает вначале незаметно, смыв почвы внешне обнаруживается лишь при изменении темной окраски склона более светлую. Хотя смыв происходит медленно, вред от него значителен, так как при этом удаляются верхние, наиболее плодородные слои почвы;

-линейная (глубинная, овражная), происходит при размыве почвы, материнских и подстилающих пород концентрированными потоками воды;

-речная – размыв русла и подмывание берегов;

-ирригационная – в условиях неправильно организованного орошения.

Факторы, обуславливающие размер и интенсивность водной эрозии:

1. 
   Форма и длина склона. На выпуклых склонах эрозия сильнее выражена в нижней части, где находятся самые крутые участки. Здесь кроме увеличения массы стекающей воды повышается скорость ее стекания, поэтом эрозия резко возрастает. Склоны вогнутой формы характеризуются наиболее выраженными эрозионными процессами в верхней, более крутой части. Книзу эрозия уменьшается, и может происходить аккумуляция смытого выше материала. Сложные склоны состоят из прямых, вогнутых и выпуклых участков. Процессы эрозии здесь протекают неравномерно, в зависимости от формы участка. Увеличение длины склона вызывает возрастание массы воды, поступающей к нижней части склона, в связи с чем увеличивается размывающая и транспортирующая энергия потока.
   
2. 
   Экспозиция склона определяет поток солнечной радиации к поверхности земли, влияя на его микроклимат, развитие и продуктивность растительного покрова. Южные и западные склоны больше страдают от эрозии, чем северные и восточные. Колебания температуры и влажности почвы более резко выражены на южных склонах, летом они сильно нагреваются и иссушаются, а растительность выгорает.
   
3. 
   Наличие микрорельефа (небольшие неровности на поверхности склона) способствует уменьшению эрозии. Незначительные возвышения и углубления снижают скорость стекающей воды и повышают фильтрацию. Кроме того, часть воды задерживается в углублениях. Влияние микрорельефа особенно заметно на склонах крутизной от 2 до 4°. С увеличением уклона роль микрорельефа снижается.
   
4. 
   Форма осадков (снег или дождь), их интенсивность и распределение по сезонам. Наиболее сильно развивается эрозия в период снеготаяния. При продолжительных ливнях, когда вода поступает на поверхность так быстро, что почва не может поглотить ее, возникает большой поверхностный сток, вызывающий разрушение почвы. Причем чем продолжительнее ливни, тем больше выражены процессы эрозии.
   
5. 
   Почвообразующие породы и почвенный покров определяют водный, воздушный и пищевой режим почв, условия произрастания растений.
   
6. 
   Наличие водопрочных агрегатов и гумуса. Наиболее устойчивы почвы с водопрочными агрегатами размером 0,25-7 мм. Они меньше разрушаются от ударов капель и устойчивее к сдвигу текущей водой. Гумус является важным фактором в образовании и сохранении прочной структуры почвы, которая под действием воды может лишь частично распадаться на микроагрегаты.
   

Проявляется в районах неустойчивого увлажнения и, особенно, в сухих степях, пустынях, ей также подвержены почвы легкого механического состава. Чаще всего проявляется с апреля до декады июня, когда почва распылена обработкой и не защищена растительностью, и реже - осенью. Ведущее место среди природных факторов в возникновении и развитии ветровой эрозии принадлежит ветровому режиму.

Ветровая эрозия подразделяется на повседневную и пыльные бури.

Повседневная (местная) эрозия протекает под воздействием ветров малой скорости (менее 15 м/с), местных завихрений воздуха, небольших порывов ветра. Проявляется в виде смерчей, поднимающих пыль на большую высоту, или в виде поземки. К такой эрозии относят вынос почвы под воздействием сельскохозяйственных орудий, машин и транспортных средств. Повседневной эрозии часто не придают большого значения, но она медленно и систематически разрушает почву, нанося значительный ущерб сельскому хозяйству.

Пыльные бури возникают при сильных ветрах, скорость которых превышает 15 м/с. Они охватывают значительную территорию и вовлекают в воздушный поток большие массы почвы, перемещая ее как по поверхности, так и на различной высоте.

Различают также биологическую эрозию, которой подвержены в основном маломощные торфяно-болотные почвы. Вследствие возделывания на них пропашных культур, которые требуют многократной обработки почвы, происходит сильная минерализация органического вещества под влиянием избытка кислорода. При этом торфяники превращаются в пески.

Основой комплекса мероприятий по борьбе с эрозией почв является противоэрозионная организация территории, основанная на агротехнологических группах земель в зависимости от степени эродированности.

По степени смытости почвы подразделяются:

на слабосмытые – пахотный горизонт (Апах) частично смыт. Припахивается подзолистый (А₂) горизонт. Урожаи снижаются на 10-30 %;

При выпадении снега растительность способствует его задержанию и равномерному распределению по поверхности, а это уменьшает глубину промерзания почвы. Весной растения препятствуют интенсивному таянию снега и тем самым ослабляют эрозию. Наименьший смыв наблюдается под лесом, затем под многолетними травами, зерновыми культурами, пропашными.

Почвозащитные свойства сельскохозяйственных культур:

-высокая почвозащитная эффективность – многолетние травы, озимая пшеница и рожь;

-средняя – яровые колосовые, зернобобовые, однолетние травы;

-низкая – пропашные культуры

-уменьшение содержания гумуса и доступных элементов минерального питания (N, P, K, Ca, Mg);

-ухудшение физических свойств почв;

-разрушение структуры;

-снижение водопроницаемости.

2. Продукты разрушения почвы, образующиеся при эрозии, вызывают:

-повышение мутности воды;

-эвтрофикацию (зарастание) водоемов;

-снижение качества воды;

Загрязнение воды, атмосферы, почвы удобрениями, пестицидами и другими химическими препаратами.

3. Снижение эффективности сельскохозяйственного производства:

-потери химизации;

-потери урожая и снижение его качества.

4. Накопленный осадочный материал создает угрозу заливания водохранилищ, на реках может препятствовать судоходству.

Все противоэрозионные мероприятия делят на три группы: профилактические, общие и специальные.

К общим мероприятиям борьбы с водной эрозией относится противоэрозионная агротехника. Важная роль в борьбе с эрозией принадлежит мероприятиям, которые способствуют увеличению влагоёмкости, сокращению поверхностных стоков воды. Это достигается проведением зяблевой обработки почвы, внесением органических удобрений, оструктуриванием почв, увеличением глубины вспашки, пахотой поперек склона и т.д.

Прекратить распространение процесса эрозии и восстановить эффективное плодородие земель можно путем проведения комплекса противоэрозионных мер, который должен включать:

1. Противоэрозионную организацию территории – научно обоснованный состав, соотношение размещение различных сельскохозяйственных угодий, полей севооборотов, полезащитных лесополос, дорог и т.д. При разработке проектов внутрихозяйственного землеустройства определяются состав, соотношение, размещение и трансформация сельскохозяйственных угодий; выделяются эрозионно опасные участки, на которых необходимо проводить профилактические противоэрозионные мероприятия; из оборота пашни исключаются сильнодефлированные земли и отводятся под залужение или облесение; выделяются площади под полевые и почвозащитные севообороты. Эти работы проводятся в соответствии с категориями дефлированности земель, выделенными на картограмме эродированности почв.

2. Введение системы полевых, почвозащитных и сидеральных севооборотов, залужение склонов и песков. Севообороты на склонах должны не только создавать условия для получения высоких урожаев, но и предупреждать развитие эрозионных процессов, обеспечивать продуктивное использование эродированных почв. Из почвозащитных севооборотов исключают пропашные культуры, так как они плохо предохраняют почву от смыва, особенно весной и вначале лета, и увеличивают посевы многолетних трав, промежуточных подсевных культур, которые хорошо защищают почву от разрушения в эрозионно опасные периоды и служат одним из лучших способов окультуривания эродированных почв. При подборе сельскохозяйственных культур для почвозащитных севооборотов учитывают реакцию этих культур на степень смытости. Известно, что урожай пшеницы и кукурузы при этом резко снижается. Значительно слабее реагируют на эродированность почвы озимая рожь и бобовые, в частности, горох. Повышению плодородия эродированных почв способствуют бобовые культуры, ассимилирующие азот воздуха. Поэтому в почвозащитные севообороты необходимо включать многолетние бобовые травы, которые улучшают не только агрохимические, но и физические свойства эродированных почв.

В настоящее время в почвозащитных севооборотах многолетние травы занимают примерно 50-70 % площади. Этим обеспечивается высокое покрытие почвы и восстановление водопрочной структуры. На склонах крутизной до 3-5° со слабо- и среднесмытыми почвами предпочтение отдают однолетним культурам сплошного сева и уменьшают посевы пропашных культур. На более крутых склонах (>5°) увеличивают посевы многолетних трав и промежуточных культур, которые хорошо защищают почву от эрозии.

В условиях Белорусского Полесья под зернотравяные почвозащитные севообороты отводятся наиболее дефляционно опасные почвы – маломощные торфяники. Дерново-подзолистые песчаные почвы используются в сидеральных почвозащитных севооборотах. Мелкозалежные торфяники – под культуры, при возделывании которых почва наименее подвержена дефляции (многолетние травы, зерновые культуры), а сахарную и кормовую свёклу – исключают.

3. Специальные приемы удобрения эродированных почв. Повышение дозы органических и минеральных удобрений, торфование, расширение посевов сидеральных культур увеличивают урожайность культур, улучшают их развитее, чем уменьшают поверхностный сток воды, защищают почвы от эрозии. После уборки в почве остается большое количество органических остатков, которые оказывают благоприятное влияние на ее физические свойства и противоэрозионную устойчивость.

Наибольшие прибавки урожая на эродированных почвах можно получить при внесении полного минерального удобрения совместно с органическими. При внесении азотных удобрений наблюдается высокая отзывчивость всех культур, возделываемых на эродированных дерново-подзолистых почвах. Эффективность фосфорных удобрений определяется уровнем содержания в почве подвижных фосфатов, и прибавка урожая от них ниже, чем от азотных. Внесение калийных удобрений на смытых почвах малоэффективно.

На дерново-подзолистых дефлированных песчаных почвах высокими противоэрозионными свойствами обладает мульчирование (покрытие почвы) органическими удобрениями. Наибольший почвозащитный эффект получают при внесении навоза или торфонавозных компостов в дозе 60 т/га.

4. Агротехнические противоэрозионные мероприятия:

4.1. Приемы, увеличивающие скорость впитывания воды в почву (улучшающие ее водопроницаемость и увеличивающие емкость пор) – глубокая вспашка, глубокое рыхление и т.д. Поверхностный сток значительно уменьшается при увеличении глубины вспашки до 30-35 см. Этот агроприем проводят плугами с почвоуглубителями один раз в три года. На склоновых землях, сложенных покровными суглинками, проводят обработку без оборота пласта, с сохранением на поверхности поля слоя из стерни, растительных и пожнивных остатков.

4.2. Приемы, основанные на задержании стоковых вод, - обвалование и бороздование поверхности, создание микрорельефа и др. В результате создается своеобразный микрорельеф, поверхность лучше задерживает снег и сток и удлиняет время впитывания влаги.

На склоновых землях наиболее простыми мероприятиями по регулированию поверхностного стока талых вод являются вспашка, культивация и рядовой сев поперек склона. Особенно это эффективно на выровненных длинных склонах крутизной не более 5°. На длинных сложных склонах (вогнуто-выпуклых, двускатных, выпукло-вогнутых и т.п.) эффективным почвозащитным агроприемом является лункование. Его можно выполнять одновременно со вспашкой или по предварительно вспаханной зяби. На 1 пашни образуется около 13 тыс. лунок. В системе агротехнических мер по защите почв от ветровой эрозии выделяют: безотвальную обработку почвы, сев яровых зерновых культур в ранние сроки, послепосевное прикатывание кольчато-шпоровыми катками, возделывание подсевных и промежуточных культур; на дерново-подзолистых песчаных почвах – проведение вспашки и сева культур поперек направления господствующих ветров, регулирование глубины вспашки, чтобы не выпахивать на поверхность почвы нижележащие безгумусные горизонты.

5. Луго- и лесомелиоративные противоэрозионные мероприятия. Лесные насаждения способствуют снижению скорости ветра (защита почв и посевов от выдувания), накоплению и равномерному распределению снега, увеличению запасов влаги в почве, уменьшению испарения, улучшению микроклимата местности и, в конечном счете, повышению урожайности сельскохозяйственных культур на 10-20 %.

6. Мероприятия по борьбе с оврагами.

Таблица 3

Защита почв от эрозии

Мероприятия по защите почв	Виды приемов, обеспечивающих защиту почв

Контрольные вопросы

1. Что такое эрозия почв?

2. Виды эрозии почв.

3. Причины возникновения эрозии почв.

4. Классификация земель по степени эродированности почв.

5. Почвозащитные свойства растений.

6. Мероприятия по защите почв от водной эрозии.

7. Мероприятия по защите почв от ветровой эрозии.

8. Вред, причиняемый эрозией почв.

3. КОНТРОЛЬ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

а) луга;

в) пашни;

г) сады;

д) ягодники

а) преимущественный вынос питательных веществ с урожаем культур;

б) небольшая скорость инфильтрации воды в почве;

в) большая вероятность развития эрозии почв;

г) значительные потери почвой органических коллоидов;

д) значительные газообразные потери азота из почвы.

а) уменьшение площади пашни;

б) повышение доли естественных кормовых угодий;

в) усиление значения лесомелиорации;

г) повышение доли почвовосстанавливающих культур в севооборотах;

д) все указанные мероприятия

а) бактерии;

б) актиномицеты;

в) микроскопические грибы;

г) водоросли;

д) простейшие.

а) бактерии;

б) актиномицеты;

в) грибы;

г) водоросли;

д) дождевые черви;

е) корни растений.
6. Масса бактерий в почве составляет примерно:

а) 2 т/га;

б) 4 т/га;

в) 6 т/га;

г) 8 т/га;

д) 10 т/га.

7. 
   На 1 га сенокосных угодий масса дождевых червей составляет:
   

б) 1,0 т;

в) 1,5 т;

г) 2,0 т;

д) более 2 т.
8. В северных экосистемах в биологическом круговороте наиболее активное участие принимают:

а) бактерии;

б) актиномицеты;

в) микроскопические грибы;

г) водоросли;

д) дождевые черви;

а) увеличением численности гетеротрофных микроорганизмов;

б) ростом содержания стерильных актиномицетов;

в) снижением видового разнообразия бацилл;

г) появлением фитопатогенных грибов;

д) снижением способности почвенной микробиоты связывать атмосферный азот.

а) бактерии;

б) актиномицеты;

в) микроскопические грибы;

г) водоросли;

д) простейшие.

а) 3-5 кг;

б) 5-10 кг;

в) 10-20 кг;

г) 20-30 кг;

д) 30-50 кг.

а) ртути;

б) мышьяка;

в) алюминия;

г) марганца;

д) железа.

а) божьи коровки;

б) златоглазки;

в) жужелицы;

г) мухи-журчалки;

д) муравьи;

е) все перечисленные виды.

14. Из числа насекомых-паразитов не используются для биологической защиты растений, следующие виды:

а) трихограммы;

б) бракониды;

в) ихневмониды;

г) энкарзии;

д) мухи-тахины;

е) все перечисленные виды используются.

а) 10 т/га;

б) 20 т/га;

в) 30 т/га;

г) 40 т/га;

д) 50 т/га.

а) лишая;

б) экземы;

в) варикозной язвы нижних конечностей;

г) глазных заболеваний;

д) всех перечисленных болезней.

а) сокращение до минимума внешнего антропогенного воздействия на агроэкосистемы;

б) широкое применение минеральных удобрений;

в) использование биологических методов защиты растений;

г) применение органических удобрений;

д) максимальное использование биопотенциала агроэкосистемы.

а) орошении;

б) использовании высоких доз азотных удобрений;

в) загущении посевов;

г) переходе к монокультуре;

д) переходе к севооборотам с короткой ратацией;

е) все перечисленные варианты ответов являются не правильными.
19. Резкое снижение способности агроэкосистем к поддержанию экологического равновесия за счет саморегуляции обусловлено уменьшением генетического разнообразия биологических компонентов:

а) культивируемых видов и сортов растений;

б) полезной орнитофауны;

в) полезной энтомофауны;

г) почвенной микрофлоры;

д) всех перечисленных компонентов.

а) 20 %;

в) 40 %;

д) 60 %;

1. 
   Предмет и задачи агроэкологии.
   

3. Понятие об агроэкосистемах и их отличительные особенности.

4. Видовое, генетическое и структурное биоразнообразие. Значение для биосферы.

5. Виды землепользования и классификация агроэкосистем.

6. Проблемы сохранения биоразнообразия.

7. Значение почвенной микробиоты в агроэкосистемах.

8. Основные направления оптимизации сельскохозяйственного использования земель Беларуси.

9. Взаимодействие почвенных микроорганизмов с минералами почвы.

10. Влияние изменения глобального и регионального климата на развитие процессов деградации земель.

11. Роль почвенных микроорганизмов в гумификации органического вещества.

12. Эрозия почв Беларуси и ее региональные особенности.

13. Основные группы почвенной микробиоты и ее общая характеристика.

14. Экологические проблемы деградации почв Беларуси.

15. Значение почвенных микроорганизмов в разложении токсикантов.

16. Основные направления оптимизации агроэкосистем.

17. Особенности почвенных микроорганизмов, определяющие их особую роль в поддержании устойчивости биосферы.

18. Основные принципы организации агроландшафтов.

19. Роль почвенных микроорганизмов в круговороте углерода на Земле.

20. Экологические особенности применения микробиологических удобрений в агроэкосистемах.

21. Роль почвенных микроорганизмов в круговороте азота на Земле.

22. Экологическая оценка накопления микотоксинов в агроэкосистемах.

23. Роль почвенных микроорганизмов в круговороте химических элементов в наземных экосистемах.

24. Экологическая оценка накопления лекарственных веществ в агроэкосистемах.

25. Микробиологическая трансформация в почве ртути и железа.

26. Экологическая оценка накопления регуляторов роста растений в агроэкосистемах.

27. Экологические проблемы применения химических средств защиты растений в агроэкосистемах.

28. Экологическая оценка накопления полихлорбифенилов в агроэкосистемах.

29. Общая характеристика химических средств защиты растений.

30. Экологические последствия накопления бензопирена в агроэкосистемах.

31. Экологические требования, предъявляемые к пестицидам.

32. Экологические последствия накопления диоксинов в агроэкосистемах.

33. Основные направления использования биологических способов защиты растений в агроэкосистемах.

34. Экологическая оценка накопления пестицидов в агроэкосистемах.

35. Экологические особенности альтернативного (биологического) земледелия.

36. Экологическая оценка накопления нитратов в урожае сельскохозяйственных культур.

37. Общая характеристика вермикультуры.

38. Основные способы снижения содержания тяжелых металлов в урожае сельскохозяйственных культур.

39. Экологическое значение дождевых червей в почве.

40. Экологическая оценка накопления тяжелых металлов в урожае сельскохозяйственных культур.

41. Общая характеристика биогумуса и его экологическое значение.

42. Производство экологически безопасной сельскохозяйственной продукции.

43. Основные агроэкологические свойства биогумуса.

44. Особенности почвозащитного земледелия на осушенных торфяных почвах.

45. Основные направления использования вермикультуры.

46. Значение болот и болотных комплексов в сохранении биоразнообразия.

47. Фитосанитарные особенности агроэкосистем.

48. Значение болот и болотных комплексов в сохранении орнитофауны.

49. Негативные последствия широкого применения пестицидов в агроэкосистемах.

50. Экологические последствия деградации осушенных торфяных почв Беларуси.

51. Основные направления оптимизации фитосанитарного состояния агроэкосистем.

52. Экологические проблемы осушенных почв Беларуси.
4. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ

Учебно-программные материалы

Учебная программа (рабочий вариант) по дисциплине «Агроэкология» по специальности 1-33 01 01 Биоэкология для студентов дневной формы обучения доступна по адресу

Учебная программа (рабочий вариант) по дисциплине «Агроэкология» по специальности 1-33 01 01 Биоэкология для студентов для студентов заочной формы обучения доступна по адресу