Цель: познакомить учащихся с системой организации искусственно созданных экосистем - агроценозами.
Задачи:
- формирование знаний о структуре и функциях агроценозов;
- развивать умения работать с дополнительной литературой;
- воспитывать бережное отношение к почвам, как одному из важнейших компонентов агроценозов.
Оборудование: статьи из периодической печати, фотографии или репродукции, иллюстрирующие агроценозы и агроэкосистемы, таблички с надписями ролей участников конференции; презентация.
Ход урока
I. Организационный момент
На экране (из презентации): "Если каждый человек на кусочке своей земли сделал бы все, что он может, как прекрасна была бы земля наша". (А.П. Чехов).
Для проведения пресс - конференции необходимо заранее распределить роли, подобрать соответствующие вопросы; учитель предлагает список литературы.
II. Изучение нового материала
В роли ведущего пресс - конференции выступает учитель. Вступительное слово учителя:
Вопросы рационального природопользования в сельском хозяйстве изучает сельскохозяйственная экология, или агроэкология. В правильно организованном хозяйстве производят экологически чистые продукты и не загрязняют атмосферу и воду. На сегодняшней пресс-конференции присутствуют специалисты, которые помогут нам разобраться в вопросах, связанных с агроценозами.
Что такое агроценоз?
Главный агроном совхоза "Урожай без нитратов"
Агроценоз - это антропогенный биоценоз. Агроэкосистемы - это сельскохозяйственные угодья, созданные и поддерживаемые человеком.
Человек определяет их структуру и продуктивность: он распахивает часть земель, высевает сельскохозяйственные культуры, создает сенокосы и пастбища на месте лесов, разводит сельскохозяйственных животных. Агроэкосистемы автотрофны: их основной источник - солнце. Дополнительная энергия, которую они получают, не превышает 1% от солнечной энергии.
Продуцентами в агроэкосистеме являются культурные растения, травы сенокосов или пастбищ, деревья садов. Одновременно продуцентами являются и сорняки - спутники культурных растений.
Консументами являются человек и сельскохозяйственные животные. К консументам относятся и вредители полевых культур, паразиты.
Редуцентами в агроэкосистеме являются в основном бактерии. Они поддерживают плодородие почв.
Все компоненты агроэкосистеме тесно связаны, но полного экологического равновесия в ней не возникает. Поддерживать равновесие в агроэкосистеме должен сам человек.
Презентация "Агроценозы и агроэкосистемы"
Какую роль в поддержании плодородия почвы играют микроорганизмы?
Главный научный сотрудник института почвоведения
Почва является главным ресурсом агроэкосистемы. Плодородие почвы зависит от запаса органического вещества - гумуса, содержания доступных растениям питательных элементов, структуры, обеспеченности влагой. Гумус образуется микроорганизмами - гуммификатотрами из остатков растений и животных. Запас гумусового слоя зависит от мощности гумусового слоя и от процентного содержания гумуса в нем. Другие микроорганизмы высвобождают из гумуса в почвенный раствор питательные элементы. Среди них различают макроэлементы (азот, фосфор, калий), которые требуются растениям в большем количестве, и микроэлементы (марганец, бор, медь), которых растениям требуется немного.
Азот может поступать, а почву в результате жизнедеятельности микроорганизмов - симбиотрофов, свободно живущих в почве или в клубеньках на корнях бобовых. Чтобы увеличить биологическую азотфиксацию, расширяют площади посевов гороха, сои, люцерны и др.
Структура почвы - это форма и размеры комочков, на которые она распадается. Лучшая структура - мелкокомковатая. Внутри комочков складываются условия для деятельности микроорганизмов - гуммификаторов, образующих гумус, а между комочками - для микроорганизмов, которые разлагают гумус до доступных растениям минеральных соединений.
Отчет по лабораторной работе "Состав и свойства почвы" (презентация)
Существуют ли экологические проблемы, связанные сельским хозяйством?
Сотрудник института " Эксперт - экология"
Сельскохозяйственная освоенность Росси составляет 13%, 2/3 этой территории составляют пашни (131,7 млн. га), однако эта площадь год от года сокращается.
Каждый год из сельскохозяйственного использования более 1 млн. га теряется в результате эрозии и 100тыс. га "съедают" овраги. Ежегодно почвы России теряют более 0,5 т гумуса на 1га. Из 5, 9млн. га орошаемых земель более половины этих почв вторично засолены и дают крайне низкие урожаи. Каждый четвертый гектар пашни имеет кислые почвы из-за выпадения кислотных дождей и применения удобрений, что также снижает урожайность. Сокращается площадь пашни в результате " расползания" городов, строительства дорог и промышленных объектов. За годы реформирования положение в сельском хозяйстве России ухудшилось. Внесение органических удобрений сократилось в 2 раза, а минеральных удобрений - в 3,5 раза.
Какое влияние на здоровье человека оказывает сельскохозяйственное загрязнение?
Кандидат медицинских наук института питания
Очень опасным сельскохозяйственным загрязнением является загрязнение пестицидами (вещества, которые используются в сельском хозяйстве для борьбы с сорняками, вредителями). Остатки пестицидов могут попасть в воду (особенно при орошаемом земледелии и выращивании риса), в атмосферу, в продукты питания. Большая часть пестицидов и продуктов их неполного разложения токсична и отрицательно влияет на здоровье человека.
Опасными загрязнителями продуктов питания являются нитраты. Попав с продуктами в организм человека, они нарушают нормальную работу кровеносной системы, что особенно опасно для детей грудного возраста. Нитраты вступают в сложные комплексные соединения, называемые нитрозными. Нитрозные соединения канцерогенны, т. е. могут стать причиной развития раковых опухолей.
Чтобы в овощах не накапливались нитраты, нужно ограничивать применение минеральных азотных удобрений и использовать их одновременно с органическими удобрениями (навозом). Нитраты накапливаются растениями при недостатке света.
Полезно знать, как распределяются нитраты в овощах. Так, у свеклы нитраты сконцентрированы в верхней части корнеплода. В моркови в центральной желтой части нитратов больше, чем в окружающей красной. У капусты самая опасная часть - кочерыжка. При квашении нитраты улетучиваются. У картофеля в мелких клубнях нитратов больше, чем в крупных. Кроме того, они сосредоточены под кожурой.
Какую роль играют севообороты для повышения продуктивности агроценозов?
Агроном фермерского хозяйства "Сельскохозяйственный ресурс"
Севообороты, которые организованы правильно, способствуют восстановлению состава почвы. Особенности севооборотов зависят от климатических и почвенных условий и от хозяйственной задачи: они могут быть зерновыми, кормовыми, свекловичными, картофельными. Культура, которая выращивалась на поле в прошлом году, называется предшественником. Горох, обогащающий почву азотом, является отличным предшественником для зерновых и пропашных культур. Озимая рожь очищает поля от сорняков за счет дружного развития с весны и ранней уборки, позволяющей рано провести зяблевую вспашку и спровоцировать прорастание семян сорняков. После ржи можно высевать дополнительную сидеральную культуру, которую затем как зеленое удобрение запахивают в почву. Яровые зерновые (пшеница и ячмень) - хорошие предшественники для гороха, сахарной свеклы, подсолнечника, рапса.
Обычно в севооборот включают паровые поля, почва которых как бы отдыхает от интенсивного использования. Пары могут быть чистыми и занятыми. Чистые пары полезны тем, что запасают влагу, которая впитывается в хорошо разрыхленную почву. Но экономически это невыгодно, т. к. человек лишается площади, лишенной площади, с которой можно получить урожай. Пары усиливают дефицит азота. Этих недостатков нет у занятых паров, когда на паровом поле выращивается почвоулучшающая культура. Эта культура дает урожай. На занятых парах нет эрозии, но не накапливается влага. Если последующий год будет засушливым, урожай снизится. В разных зонах применяют разные пары. В степях целесообразнее иметь чистые пары, т. к. главное для будущего урожая - запас влаги. Занятые пары используются в районах с большим количеством осадков и лесными почвами, которые бедны питательными элементами.
Как осуществляется контроль в агроценозах за насекомыми - вредителями и болезнями?
Кандидат биологических наук
В естественных экосистемах проблем, связанных с вредителями, сорняками, болезнями, нет. В создаваемых человеком агроэкосистемах экологическое равновесие не формируется само по себе. Слабая конкурентная способность культурных растений способствует массовому развитию сорных растений. При массовом развитии сорняков урожай снижается. Человек вынужден применять специальные методы контроля плотности популяций сорняков, чтобы защитить культурные растения.
Контроль сорных растений осуществляется агротехническими методами. При этом проводят культивацию и осеннюю зяблевую обработку почвы. Такая обработка провоцирует прорастание семян сорных растений, и они гибнут от мороза. Большую роль играют и биологические методы контроля сорняков, вредителей и болезней. Культуры с густым пологом, например, многолетние травы справляются с сорными растениями сами, а для того чтобы помочь более слабым культурным растениям выстоять в конкуренции с сорняками, используют микогербициды - споры грибов, поражающих определенные виды сорняков. Очень эффективны в борьбе с сорными растениями насекомые - вредители, которые выедают их цветочные почки и завязи цветков.
Для контроля насекомых - вредителей используют их врагов - хищников или паразитов. Хищники поедают насекомых - вредителей, а паразиты откладывают свои яйца в более крупные яйца и куколки вредителей, убивая их. Генетики выводят устойчивые к вредителям и болезням сорта растений. Например, рожь сорта "Чулпан" устойчива к стеблевым паразитам - личинкам мух. Новая культура тритикале (гибрид пшеницы и ржи) не боится ржавчинных грибов, которые очень вредят ржи. Когда сорные растения не удается контролировать агротехническими и биологическими методами, применяют гербициды. Их используют в небольших дозах, они быстро разлагаются после применения и не загрязняют почв, продуктов питания.
В агроэкосистемах агроэкологии стремятся сформировать экологическое равновесие, подобно естественным экосистемам. Главным в формировании такого равновесия является создание системы полезных симбиотических связей. Главные звенья такой системы - хищные и насекомоядные птицы. Для их размножения в агроэкосистемах создают убежища.
Учитель предлагает учащимся решить проблему: весной колхозники готовят картошку для посадки, а на поле с прошлого года затаился вредитель - нематода. В своих коконах они могут ждать не один год, а как только почувствуют запах картофельного сока из поврежденных при посадке клубней, вылезут из коконов и доберутся до лакомства - картошки. Можно обработать поля химическими средствами, но к ним вредители приспосабливаются. К тому же это вредно для животных. Как быть?
Ответ: За несколько дней до посадки картофеля поливают водой. Смешанной с соком подгнившей картошки. Это заставляет вредителей - нематод выбраться из своих коконов, в расчете на обилие пищи.
III. Подведение итогов конференции
Учащиеся подводят итоги работы конференции и делают выводы.
- Агроценозы отличаются от природных биогеоценозов тем, что видовой состав в них гораздо ниже, чем в природном сообществе.
- Биогеоценозы используют только солнечную энергию, тогда как в агроценозах используются дополнительные вложения энергии: энергия техники, связанной энергии удобрений, затраты на полив и т. п.
- Агроценоз является неустойчивой системой, т. к. постоянно изымается урожай, и круговорот веществ не поддерживается полно.
- Степень саморегуляции агроценозов гораздо ниже, чем биогеоценозов.
- Самостоятельно агроценозы существовать не могут. Человек должен контролировать и изменять влияние природных факторов.
- Культурные растения не могут противостоять сорнякам и вредителям из за пониженного видового разнообразия в системе.
Учитель отмечает наиболее интересные вопросы, ответы учащихся, выставляет отметки.
IV. Домашнее задание
Параграф 70; решить проблему: во время сева много бед приносят птицы, которые налетают на поля и клюют очень много семян. В старые времена римляне пугали птиц чучелами. Как быть сейчас, ведь поля стали огромными?