Реферат: Экологизация сельского хозяйства

Экологизация сельского хозяйства

Министерство внутренних дел Российской Федерации

Главное командование внутренних войск МВД РФ

ПЕРМСКИЙ ВОЕННЫЙ ИНСТИТУТ ВНУТРЕННИХ ВОЙСК МИНИСТЕРСТВА ВНУТРЕННИХ ДЕЛ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Реферат

ЭКОЛОГИЗАЦИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

Научный руководитель И.А. Сарана

Исполнитель Е.А.Козлюк

Пермь 2015

Содержание

Введение

. Понятие об экологизации сельского хозяйства

. Влияние на смертность. Использование системы хищник-жертва и паразит-хозяин

.1 Интродукция хищников вслед за вредителем. Использование энтомофагов

.2 Применение микробиологических препаратов

. Влияние на рождаемость

.1 Выпуск в природу стерилизованных самцов вредного вида

.2 Ювенильные гормональные препараты - задержка роста или полового созревания

. Генно-инженерные методы

. Влияние Bt-токсинов на почву, на содержание лигнина в растениях и на дождевых червей

. Ловушки с применением половых феромонов

Заключение

Список литературы

Введение

Состояние экономики аграрного сектора, сложившееся в первой половине XX столетия во многих странах мира, объективно требовало перехода на интенсивные методы хозяйствования с широким использованием средств химизации и проведения мелиорации земель. Однако использовались они односторонне, для получения экономических результатов, но в ущерб экологии, что привело к антропогенным разрушительным последствиям.

Современное сельское хозяйство, свойственное развитой промышленности, с каждым годом оказывает все большее влияние на кругооборот биогенных элементов в природе и вступает тем самым в противоречие с естественно - историческим развитием биосферы. Как показывают многочисленные исследования, интенсивное использование различных химикатов отрицательно влияет на естественные процессы повышения плодородия почвы, разрушает ее микрофлору, загрязняет окружающую среду ядохимикатами и биогенными элементами, ухудшает качество производимой продукции.

Надо отметить, что состояние сельского хозяйства России и в мире в целом характеризуется устойчивой тенденцией роста затрат невосполнимой энергии на каждую дополнительную единицу продукции. В современных условиях экономия невосполнимых ресурсов становится гораздо выгоднее, чем дальнейшее наращивание объемов их производства, поэтому ресурсосбережение является основным направлением развития в современных условиях сельскохозяйственного производства.

В связи с этим возникла необходимость в освоении альтернативных методов ведения сельского хозяйства таких как: использование энтомофагов, применение микробиологических препаратов, выпуск в природу стерилизированных самцов вредного вида, ювенильные гормональные препараты - задержка роста и полового созревание, генно-инженерные методы, влияние Bt-токсинов, ловушки с применением половых феромонов и т.д.

Экологические хозяйства в нашей стране должны организовываться по тому же принципу, что и в других странах, но быть строго адаптированными к местным условиям.

Для принятия решения о переходе на новый способ производства большое значение имеет оценка затрат на проведение всего технологического процесса и, кроме того, соблюдение всех требований, установленных стандартами экологического агропроизводства.

1. Понятие об экологизации сельского хозяйства

В общем понятии экологизация - это процесс неуклонного и последовательного внедрения систем технологических, управленческих и других решений, позволяющих повышать эффективность использования естественных ресурсов и условий наряду с улучшением или хотя бы сохранением качества природной среды (или вообще среды жизни) на локальном, региональном и глобальном уровнях.

Фундаментальность экологических отношений приводит к тому, что экологизации подлежат не только познавательные процессы, но и разнообразные сферы практической человеческой деятельности. Одним из показательных проявлений таких тенденций является экологизация сельского хозяйства, что означает внедрение технологических решений в аграрный комплекс.

Стратегия экологизации:

1 максимальное сохранение биоразнообразия культурных сортов и пород;

2 антиэрозийные методы обработки почв;

3 переход к поликультурам. Поликультуры в животноводстве - на примере саванн.

4 разумное применение удобрений (т.е. сокращение вносимых объемов до уровня, усваимового растениями)

5 ядохимикатов (сокращение объемов распыления вплоть до полного отказа и перехода на биологические методы борьбы с вредителями).

На современном этапе развития экологизации сельского хозяйства наиболее эффективными являются: интродукция хищников вслед за вредителем, использование энтомофагов, применение микробиологических препаратов, что влияет на смертность; выпуск в природу стерелизированных самцов вредного вида, ювенильные гормональные препараты - задержка роста или полового созревания, оказывающие значительное влияние на рост рождаемости; генно-инженерные методы; Bt-токсины, которые влияют на почву, на содержание лигнина в растениях и на дождевых червей; ловушки с применением половых феромонов - наиболее безвредны и безопасны для человека и животных.

2. Влияние на смертность. Использование системы хищник-жертва и паразит-хозяин

экологизация сельский хозяйство вредитель

2.1 Интродукция хищников вслед за вредителем. Использование энтомофагов

Энтомофаги (пожиратели насекомых) - это естественные враги вредителей. К ним относятся хищные и паразитические насекомые, пауки, змеи, ящерицы, жабы и некоторые птицы.

Сегодня энтомофаги частично или полностью контролируют порядка семидесяти пяти видов вредителей, среди которых червецы, совки, щитовки, тли, паутинный клещ, кокциды и тепличная белокрылка, кокциды. Против части вредителей применяют узкоспецифичных энтомофагов, против части - 1неспециализированных хищников, таких, как жужелицы. Неспециализированные хищники весь период вегетации сельскохозяйственных культур активно поедают разных беспозвоночных, обитающих и на поверхности почвы, и в подстилке.

Чаще всего в сельском хозяйстве для защиты растений от вредителей используют представителей отряда перепончатокрылых, жуков, некоторых муравьев, которые поедают листогрызущих гусениц. Такие двукрылые, как мухи-тахины, регулируют численность не только вредных насекомых, но и прочих беспозвоночных.

Для борьбы с тлей в закрытом грунте используют как паразитов, так и хищников: здесь фермерам помогают златоглазки (семейство Chrysopidae), сирфиды (семейство мух Syrphidae) и другие насекомые, поедающие тлю. Златоглазка обыкновенная (Chrysoperla carnea) (Рис.1) успешно регулирует численность хлопковой совки (Helicoverpa armigera)и карадрины (помидорной совки, Laphygma exigua), колорадского жука (Leptinotarsa decemlineata) на баклажанах и картофеле, хищный тепличный клоп (Рис.2).

Рис.1 Златоглазки (семейство Chrysopidae)

Рис.2 Хищный тепличный клоп

В промышленных масштабах, крупных садах против кровяной яблонной тли (Eriosoma laningerum) принято использовать афелинусов (род Aphelinus). Цитрусового червеца (Planococcus citri) истребляют криптолемус (Cryptolaemus montrouzieri из божьих коровок) и коккофагус (паразитические мухи рода Coccophagus). Такой карантинный вредитель, как калифорнийская щитовка, может быть побежден насекомыми-паразитами рода Prospaltella. Численность имеретинской подушечницы (Vitis vinifera) на 20,5-39,2% способны снижать обыкновенная златоглазка, полевой хипераспис (Hyperaspis campestris) и коккофагус (обыкновенный и бесщетинковый).

Наездники рода Trichogramma, заражая яйца вредителей, уничтожают озимую (Agrotis segetum), хлопковую, капустную (Mamestra brassicae), восклицательную (Agrotis exclamationis) и прочих совок, гороховую плодожорку (Cydia nigricana) и кукурузного мотылька (Octrinia nubilalis). Божья коровка Rodolia sp. поедает австралийского желобчатого чернеца (Icerya purchasi), стафилины (семейство Staphylinidae) уничтожают вредителей овощных культур.

Осы, которые паразитируют на тле, убивают ее, откладывая внутри тли яйца. Личинка осы, вышедшая из яйца, за несколько дней изнутри съедает тлю, и продолжает развиваться в ее оболочке.

Жужелицы (Carabidae) - типичный пример неспециализированных хищников. Они поедают в общей сложности 400 видов вредителей - коллембол (Collembola), всех прямокрылых (в том числе, саранчу), трипсов (Thysanoptera), равнокрылых (тлей, листоблошек и т.д.) клопов, бабочек (листоверток, горностаевых молей, огневок, шелкопрядов, совок), двукрылых и перепончатокрылых (пилильщиков, рогохвостов и муравьев). Уничтожают жужелицы и жуков - стафилинид, рогачей, мягкотелок, щелкунов (проволочников), златок, усачей, долгоносиков, короедов и листоедов, что позволяет использовать жужелиц не только для защиты полевых и плодовых культур, но и в охране леса. Многие практики считают жужелиц самыми эффективными энтомофагами ложнопроволочников и проволочников.

Эффективны энтомофаги и в животноводстве: здесь применяют мух Ophyra aenescens, которые питаются личинками комнатной мухи, и маленькую паразитическую осу-наездника Muscidifurax raptor, которая использует мушиные куколки как среду для размножения, уничтожая тем самым популяции множества видов мух.

Хищные клопы Macrolophus nubilis и Dicyphus errans тоже являются неспецифическими хищниками и могут питаться клещами, трипсами и тлями, но предпочитают равнокрылое насекомое белокрылку (Bemisia tabaci). Особенности биологии клопов таковы, что их можно использовать для защиты овощных культур летом, когда воздух.

Основными способами использования энтомофагов можно назвать следующие:

·              использование энтомофагов, уже присутствующих на поле или в его окрестностях, а также их охрана;

·              периодическая колонизация (расселение энтомофагов внутри ареала, а также сезонная колонизация);

·              интродукция с последующей акклиматизацией.

Интродукция подразумевают искусственное расширение ареала энтомофагов, физическое перемещение их в новую область. Интродуцированные животные нуждаются в акклиматизации, приспособлении к изменившимся условиям. Существует больше 250 примеров успешной борьбы с вредителями путем ввоза их естественных врагов.

Биологический метод борьбы с вредителями заключается в использовании естественных врагов (хищных и паразитических насекомых, насекомоядных и хищных птиц, микроорганизмов), вредителей и болезней растений.

Вредные насекомые <#"812031.files/image003.jpg">

Рис.3 Гусеница капустная      Рис.4 Репная белянка

3. Влияние на рождаемость

.1 Выпуск в природу стерилизованных самцов вредного вида

Агротехнологии штата Флорида начали борьбу с плодовой мушкой (дрозофилой), атакующей местные плантации и снижающей урожай, с помощью десанта стерилизованных самцов, сообщил региональный интернет-ресурс San-Sentinel. Ученые выпустили в районе Броуард (округ штата Флорида, США) 45 миллионов стерилизованных особей, специально выведенных на американской биофабрике в Гватемале. Насекомых на место "десантирования" доставили на борту спецсамолета.

В округе Броуард в феврале была обнаружена средиземноморская фруктовая мушка, откладывающая личинки в плодах. В марте в округе был введен карантин. Ущерб, который наносят плодовые мушки аграрной экономике штата, исчисляется сотнями миллионов долларов. Традиционное уничтожение мушки на территории района Броуард при помощи пестицидов обходится ежегодно в 5 миллионов долларов.

Самки быстро плодящейся дрозофилы спариваются лишь однажды в жизни. При связи насекомого со стерилизованной особью противоположного пола можно не опасаться появления личинок и мушек. Таким образом, по замыслу ученых, численность "мелкого врага местных садовых плантаций", должна естественным образом (без применения пестицидов), пойти на убыль.

Ученые подвергли самцов дрозофил радиоактивному облучению в течение двух с половиной минут, а затем дали вдохнуть феромонов, сделав их более активными в конкурентной борьбе с обычными самцами.

3.2 Ювенильные гормональные препараты - задержка роста или полового созревания

Ювенильные гормоны - гормоны насекомых, регулирующие их постадийное развитие, вырабатываются прилежащими телами <https://ru.wikipedia.org/wiki/Corpus_allatum> (corpora allata). Ювенильные гормоны, способствуя развитию и росту личиночных органов, тормозят метаморфоз <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D1%82%D0%B0%D0%BC%D0%BE%D1%80%D1%84%D0%BE%D0%B7_%D0%BD%D0%B0%D1%81%D0%B5%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D1%8B%D1%85>, являются антагонистами гормонов экдизонов <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BA%D0%B4%D0%B8%D0%B7%D0%BE%D0%BD%D1%8B>, стимулирующих линьку и метаморфоз. По химической природе - изопреноиды <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%B7%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%BE%D0%B8%D0%B4>-сесквитерпены <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B2%D0%B8%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BF%D0%B5%D0%BD%D1%8B>. Впервые обнаружены в 1956 <https://ru.wikipedia.org/wiki/1956> году американским энтомологом К. Уильямсом в брюшке самцов бабочки Hyalophora cecropia <https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Hyalophora_cecropia&action=edit&redlink=1>.(Рис.5).

Рис.5 Самец бабочки Hyalophora cecropia <https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Hyalophora_cecropia&action=edit&redlink=1>

Выделение, установление строения и первый химический синтез ювенильного гормона осуществлены группой американских учёных в 1967 <https://ru.wikipedia.org/wiki/1967>-1969 <https://ru.wikipedia.org/wiki/1969>.

Применение ювенильного гормона и его аналогов в качестве инсектицидов, нарушающих нормальное развитие насекомых, дает положительные результаты в борьбе в гусеницей хлопковой совки и другими опасными вредителями сельскохозяйственных растений и лесных пород. Недостаток этих инсектицидов <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%BD%D1%81%D0%B5%D0%BA%D1%82%D0%B8%D1%86%D0%B8%D0%B4> заключается в том, что максимум их эффективности приходится лишь на непродолжительный период превращения незрелой особи в зрелую. У некоторых высших растений обнаружены антагонисты ювенильногогормона, так называемые прекоцены (от англ. <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BD%D0%B3%D0%BB%D0%B8%D0%B9%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%8F%D0%B7%D1%8B%D0%BA> precoceous - «скороспелый»), вызывающие преждевременный метаморфоз личинок, бесплодие и аномальное протекание диапаузы у насекомых. Прекоцены перспективны как «антигормональные» инсектициды.

4.     
Генно-инженерные методы

Первые устойчивые к вредителям растения, созданные с помощью методов генной инженерии, были введены в культуру в 90-х годах прошлого столетия. Эти генетически модифицированные растения (Bt-культуры) несут гены грамположительной аэробной спорообразующей бактерии Bacillus thuringiensis, которая синтезирует параспоральные (локализованные рядом со спорой) кристаллические образования, содержащие d-эндотоксины - Cry-белки, убивающие личинок насекомых разных отрядов. Замечу, препараты из смеси клеток, спор и параспоральных кристаллов применяются уже более полувека (первый промышленный инсектицид "Спореин" был создан во Франции в 1938 г.). С тех пор они считаются одними из наиболее экологически безопасных средств защиты растений, так как этот класс пестицидов токсичен для теплокровных животных лишь в концентрациях, в несколько тысяч раз превышающих дозы, используемые при однократной обработке полей.

В 1997 г. в США засеяно 730000 га сортом хлопка, который после генно-инженерной перестройки генома стал вырабатывать токсин от коробчатого червя (g.Helicoverpa).