Сельскохозяйственная экология. Под ред. Н.А. Уразаева

Численность и плотность популяций сорных растений зависят от запаса в почве семян и условий их произрастания. У большинства видов сорняков банк (запас) семян в почве велик. Число семян в почве может составлять миллионы (до миллиарда) на 1 га. Семена нередко обладают свойствами разнокачественности (гете-рокарпии). Из-за различий в строении оболочки семена дают разновременные всходы. Гетерокарпию рассматривают как адаптацию, защитную функцию популяции, позволяющую поддерживать устойчивость банков семян в почве. Семена многих видов растений могут сохраняться в почве десятки лет. И при определенных условиях банк семян может дать вспышку массового роста сорняков.

Размер популяций сорных растений определяется как антропогенными, таки природными факторами; со временем он может увеличиваться или уменьшаться. Скорость прироста размера популяций сорняков может быть очень высокой — более 20 % в год.

Популяция сельскохозяйственных культур характеризуется резко выраженным однообразием составляющих ее особей. Унификация популяций культурных растений обусловливается деятельностью земледельцев: посев семян в один срок, на одинаковую глубину, выведение селекционных сортов, максимальное выравнивание среды в пределах одного поля. Однако абсолютно одинаковые растения в любом посеве никогда не наблюдаются. Это зависит от многих причин, в частности от варьирования размера и химического состава семян. Так, в опытах, проведенных Ю. А. Злобиным, семена ячменя были разделены на две фракции. Одна фракция состояла из семян массой по 25 мг, другая — по 50 мг. Урожай в посеве семян второй фракции был выше на 25 %. Из крупных семян вырастали растения с большей биомассой. Они доминировали в агрофитоценозе, образованном совместным посевом семян этих двух фракций в соотношении 1:1.

В одинаковых по размеру семенах пшеницы разное количество азота. Из семян, содержащих больше азота, формируются более мощные особи. Разнообразие культурных растений во многом зависит и от условий произрастания семян, так как при любой технологии возделывания культур полного однообразия почвенных условий никогда не наблюдается.

Важный популяционный признак — внутривидовая конкуренция. Острота внутрипопуляционных конкурентных взаимоотношений между растениями зависит от периода онтогенеза. Так, на начальных стадиях развития растений, когда их потребности в ресурсах невелики, конкуренция выражена слабо или даже отсутствует. Более того, в этот период роста растений могут складываться взаимоотношения типа взаимопомощи, симбиоза (синергидный эффект). С возрастом потребности растений в ресурсах увеличиваются, синергидный эффект исчезает, возникает конкуренция. При обострении конкуренции в наиболее невыгодном положении оказываются те растения, которые контактируют с наибольшим число конкурентов.

Поэтому при посадке растений гнездами отмечается «корытообразный» эффект. «Корыто» формируется различной величиной растений: более низкие в центре, более высокие на окраинах. Конкуренция зависит от плотности популяций. Увеличение плотности популяции растений сопровождается возрастанием напряженности конкурентных взаимоотношений. Конкуренция приводит в одном случае к задержке развития растений (миниатюризации), в другом — к повышенной смертности, в третьем — к тому и другому. В. Н. Сукачев доказал, что при улучшении экологических условий внутривидовая конкуренция не ослабевает, а, наоборот, усиливается (эффект Сукачева).

Популяции культурных и сорных растений, произрастающих в агробиогеоценозе, по-разному реагируют на уничтожение (например, при уборке урожая). После уничтожения культурные растения чаще всего не восстанавливаются, т. е. они не обладают свойством восстанавливаемости (упругости). У сорняков, наоборот, свойство упругости выражено очень сильно — после уничтожения

они обычно довольно быстро восстанавливаются. Восстановление популяций сорных растений происходит за счет банка семян в почве и за счет вегетативных зачатков (почек на корневищах, корневых отпрысков).

Уровень агробиоценоза. Основными элементами агробиоценоза являются (Марков):

1. Культурные растения, высеянные (или высаженные) человеком.

2. Сорные растения, проникшие в агробиоценоз помимо и вопреки воле человека.

3. Микроорганизмы ризосфер культурных и сорных растений.

4. Клубеньковые бактерии на корнях бобовых, связывающие свободный азот воздуха.

5. Микоризообразующие грибы на корнях высших растений.

6. Бактерии, грибы, актиномицеты, водоросли, свободно живущие в почве.

7. Беспозвоночные животные, живущие в почве и на растениях.

8. Позвоночные животные (грызуны, птицы и др.), живущие в почве и посевах.

9. Грибы, бактерии, вирусы — паразиты (полупаразиты) культурных и сорных растений.

10. Бактериофаги — паразиты микроорганизмов.

Следовательно, агробиоценоз — это биологическая система, состоящая из производителей органического вещества (организмов-продуцентов) и его потребителей (консументов и редуцентов).