Пример внутривидовой борьбы у растений: Приведите примеры борьбы за существование из жизни растений и животных… какого его значение?

Борьба за существование и естественный отбор – методическая разработка для учителей, Федорова Светлана

Тип урока:	урок применения знаний и умений, коллективные формы работы.
Общие цели:	продолжить формирование знаний учащихся о движущих силах эволюции.
Результат обучения:	к концу урока учащиеся смогут назвать не менее двух ключевых идей естественного отбора и привести примеры видов борьбы, за существования, используя свои концептуальные карты, составленные при работе с онлайн-ресурсами сайтов BilimLand.kz ,Twig-bilim.kz , itest.kz и сделают вывод о взаимосвязи движущих сил эволюции.
Задачи урока:	Образовательная: формирование системы знаний о борьбе за существование и естественном отборе и их роли в эволюции. Развивающая: продолжить работу по обучению учащихся умению отбирать главное, используя различные источники информации; оформлять работу в виде схемы-конспекта; публично защищать результаты творческой деятельности. Воспитательная: формирование понимания развития своего интеллекта как ценностной характеристики современной личности. Дидактическая: создать условия для осмысления новой учебной информации и ее применения в учебных ситуациях, проверки уровня усвоения системы знаний и умений.
Источники:	1.Учебники по биологии 11 класс Сатимбеков Р. и др. 2.  Онлайн — ресурсы BilimLand
Материалы и оборудование:	компьютер, проектор, экран, постеры, маркеры.

Этапы проведения занятия	Адрес Ресурса Время	Действия преподавателя и действия участников
Оценивание		Напоминаю о критериальном оценивании (приложение №2)
III. Изучение нового материала Входной тест по теме «Борьба за существование и естественный отбор» (распечатанный) Вывод	2-3мин Минуты http://itest.kz/exam_test?test_id=186677219 1мин	Цель: проверить знание основного материала и привлечь внимание учеников (определенные знания есть из курса 9класса) Естественный отбор — главная движущая сила эволюции. Борьба за существование по 6 вариантам 1вариант 1-5 вопрос 2вариант 6-10 вопрос 3вариант 11-15 вопрос 4вариант 16- 20 5вариант 21-25 6вариант любые 5 вопросов Обращаю внимание учащихся на то, что тестовые задания iTest.kz были разработаны опытными преподавателями и методистами-консультантами, которые принимали участие в подготовке тестовых заданий для ЕНТ поэтому могут использовать их дома при самостоятельной подготовке к экзаменам, особенно важным моментом является, наличие лекций по каждому разделу по всем предметам, что значительно может сэкономить время, если какой то материал подзабыт, его можно повторить, используя ресурсы сайта bilimland. kz. которые разработаны в доступной и интересной форме, что, несомненно, позволит в дальнейшем успешно сдать ЕНТ. Проверка по ключу на интерактивной доске по вариантам Тема знакома, но имеются незнакомые моменты, с которые Вы узнаете на этом уроке
Самостоятельная работа с учебником Инструменты КМ Прием Инсерт	5-6мин	Цель: первичное осмысление и усвоение материала Учащиеся знакомятся с материалами параграфа №13, №14 учебника и заполняют таблицу по приему Инсерт: Приложение №3
Работа в группах с применением КМ Толстые и тонкие вопросы Разминка Просмотр видео-материала Анализ и синтез просмотренного материала с использованием флипчарта	5-7 минут http://itest.kz/exam_test?test_id=186677219 1 минута twig-bilim.kz 5-7мин twig-bilim. kz	Цель: Развитие саморегуляции учащихся. Учащиеся выполняют задания по группам, учитель консультирует и обеспечивает доступность всех ресурсов на данном этапе и всего урока. Группа первая «Естественный отбор» (опережающий материал- формы естественного отбора ) Группа вторая «Эволюция» Группа третья «Чарльз Дарвин» Цель: Снижение утомляемости учащихся. Учащиеся отдыхают под веселую разминку «Елочка». Цель: Осмысление и осознание нового материала через визуализацию. Включаю для просмотра основной фильм «Естественный отбор», чтобы ознакомить с основными аспектами данной темы. Цель: Практическое использование изученного материала Все эти ключевые факты, Вам, ничего не напоминают? Приложение №5
Оценивание		Наблюдение за учащимися в процессе работы

Приложение№2

Приложение №3

Приложения 4 (источник http://itest.

kz/lekciya_estesstvennyj_otbor_glavnaya_dvizhushaya_sila_ehvolyuczii_borba_za_sushestvovanie_ru – лекция )

Группа первая «Естественный отбор»

Естественный отбор — это процесс, направленный на выживание более приспособленных и уничтожение менее приспособленных организмов. Материалом для отбора служат индивидуальные наследственные изменения. Вредные изменения снижают плодовитость и выживаемость особей, полезные — накапливаются в популяции. Отбор всегда имеет направленный характер: он сохраняет те изменения, которые наиболее соответствуют условиям окружающей среды, повышают плодовитость особей.

Отбор может быть индивидуальным, направленным на сохранение единичных особей с признаками, обеспечивающими успех в борьбе за существование в пределах популяции. Он может быть и групповым, закрепляющим благоприятные для группы признаки.

И. И. Шмальгаузен определил формы естественного отбора.

1. Стабилизирующий — направлен на поддержание средней нормы реакции признака против особей с крайними, отклоняющимися признаками. Отбор действует в постоянных условиях среды, консервативен, направлен на сохранение основных признаков вида в неизменности.

2. Движущий — приводит к закреплению уклоняющихся признаков. Отбор действует в изменяющихся условиях среды, приводит к изменению средней нормы реакции, эволюции вида.

3. Дизруптивный, разрывающий, — направлен на поддержание особей с крайними признаками и уничтожение особей со средними признаками. Действует в изменяющихся условиях, приводит к расколу единой популяции и образованию двух новых популяций с противоположными признаками. Отбор может привести к появлению новых популяций и видов. Любая форма отбора происходит не случайно, действует через сохранение и накопление полезных признаков. Отбор идет тем успешнее для вида, чем больше спектр изменчивости и больше разнообразие генотипов.

Задания первой группе

1. Составьте по своему материалу кластер и дайте ему название

2. Составьте вопросы низкого и высокого порядка (тонкие и толстые)

Группа вторая «Эволюция»

Борьба за существование.  Термин «борьба за существование» введен Ч. Дарвином и подразумевает взаимоотношения организмов с абиотическими и биотическими факторами среды. Борьба за существование является предпосылкой естественного отбора, который определяется как процесс избирательного выживания и размножения организмов. Выживание одних особей происходит за счет гибели других. Борьба за существование регулирует численность популяции особей и поддерживает ее на определенном уровне.
Внутривидовая борьба возникает между особями одного вида в популяции или между популяциями. Представители одного вида имеют сходные жизненные потребности, поэтому между ними возникает конкуренция за территорию, пищевые ресурсы, самку. Эта форма борьбы самая напряженная. Она приводит к выживанию наиболее приспособленных, а следовательно, сохранению их генотипа в популяции. Наиболее жестко она идет среди растений одного вида, населяющих одну территорию. Более сильные особи затеняют слабые, их корни глубже проникают в почву, лучше используют влагу и питательные вещества. Среди животных может наблюдаться истребление молодняка при избыточной численности, борьба за главенство в стае.
Межвидовая борьба идет между особями разных видов. Например, один вид использует другой в качестве источника пищи (хищник — жертва, паразит — хозяин). Острая конкуренция идет между видами, занимающими одну экологическую нишу. Это может иногда приводить к вытеснению одного вида другим с данной территории. Например, конкуренция разных хищников в одном лесу, угнетение сорными растениями культурных, борьба за пищу между двумя видами крыс — серой и черной.
Борьба с неблагоприятными условиями среды — давление, которое испытывает организм со стороны неживой природы (засуха, высокая или низкая температура, наводнение и т. д.). В создавшихся условиях выживают более приспособленные особи, а также те, которые лучше и быстрее адаптируются к изменяющимся условиям. Спячка, анабиоз, листопад, смена окраски и густоты шерсти, образование колючек вместо листьев — все эти приспособления направлены на выживание особи и вида в целом. Борьба с абиотическими факторами обостряет межвидовую и внутривидовую борьбу.

Задание 2 группе

1.Составьте по своему материалу кластер и дайте ему название

2.Составьте вопросы низкого и высокого порядка (тонкие и толстые)

Группа третья «Чарльз Дарвин»

Естественный отбор — это процесс, направленный на выживание более приспособленных и уничтожение менее приспособленных организмов. Материалом для отбора служат индивидуальные наследственные изменения. Вредные изменения снижают плодовитость и выживаемость особей, полезные — накапливаются в популяции. Отбор всегда имеет направленный характер: он сохраняет те изменения, которые наиболее соответствуют условиям окружающей среды, повышают плодовитость особей.

Отбор может быть индивидуальным, направленным на сохранение единичных особей с признаками, обеспечивающими успех в борьбе за существование в пределах популяции. Он может быть и групповым, закрепляющим благоприятные для группы признаки.
Борьба за существование. Термин «борьба за существование» введен Ч. Дарвином и подразумевает взаимоотношения организмов с абиотическими и биотическими факторами среды. Борьба за существование является предпосылкой естественного отбора, который определяется как процесс избирательного выживания и размножения организмов. Выживание одних особей происходит за счет гибели других. Борьба за существование регулирует численность популяции особей и поддерживает ее на определенном уровне.
Внутривидовая борьба возникает между особями одного вида в популяции или между популяциями. Представители одного вида имеют сходные жизненные потребности, поэтому между ними возникает конкуренция за территорию, пищевые ресурсы, самку. Эта форма борьбы самая напряженная. Она приводит к выживанию наиболее приспособленных, а следовательно, сохранению их генотипа в популяции. Наиболее жестко она идет среди растений одного вида, населяющих одну территорию. Более сильные особи затеняют слабые, их корни глубже проникают в почву, лучше используют влагу и питательные вещества. Среди животных может наблюдаться истребление молодняка при избыточной численности, борьба за главенство в стае.
Межвидовая борьба идет между особями разных видов. Например, один вид использует другой в качестве источника пищи (хищник — жертва, паразит — хозяин). Острая конкуренция идет между видами, занимающими одну экологическую нишу. Это может иногда приводить к вытеснению одного вида другим с данной территории. Например, конкуренция разных хищников в одном лесу, угнетение сорными растениями культурных, борьба за пищу между двумя видами крыс — серой и черной.
Борьба с неблагоприятными условиями среды — давление, которое испытывает организм со стороны неживой природы (засуха, высокая или низкая температура, наводнение и т. д.). В создавшихся условиях выживают более приспособленные особи, а также те, которые лучше и быстрее адаптируются к изменяющимся условиям. Спячка, анабиоз, листопад, смена окраски и густоты шерсти, образование колючек вместо листьев — все эти приспособления направлены на выживание особи и вида в целом. Борьба с абиотическими факторами обостряет межвидовую и внутривидовую борьбу.

Задание 3 группе

1.Выделить определения (стикерами)

2. Ответьте на вопросы, определите их категорию (источник www.itest.kz -тема «Естественный отбор — главная движущая сила эволюции. Борьба за существование»)

1.Взаимоотношения между особями разных видов — это пример борьбы за существование?

2.Как описать взаимоотношения между лианами и деревьями, стволы которых обвивают эти лианы?

3.Как Ч. Дарвин назвал выживание наиболее приспособленных к определённым условиями среды видов?

4.Какое тропическое растение, обладающее крупными одиночными цветками, является паразитом?

5.Какой вид борьбы за существование характерен для росянки?

6.Какой пример отражает межвидовую борьбу за существование?

7.Примером внутривидовой борьбы за существование служит..

8.Совокупность многообразных и сложных взаимоотношений между организмами и окружающей средой по Ч. Дарвину:

9.Назовите форму антагонистского сожительства организмов межвидовой борьбы за существование, которая с уществует при сожительстве двух организмов, когда один организм поселяется внутри тела другого организма:

Приложение №5

Ключевые факты (флипчарт) https://twig-bilim.kz/film/natural-selection-6339

Естественный отбор – **** обеспечения выживания **** в природе.

Особи *****, и эти различия передаются ****.

Организмы, что наиболее ***** окружающей среде, ******и ******.

Таким образом, большинство *****, необходимых для выживания, ***** из поколения в поколение.

Ключевые факты https://twig-bilim.kz/film/natural-selection-6339/

Естественный отбор – это способ обеспечения выживания сильнейших в природе.

Особи различаются, и эти различия передаются по наследству.

Те, что наиболее соответствуют окружающей среде, выживают и размножаются.

Таким образом, большинство генов, необходимых для выживания, передаются из поколения в поколение.

Тест по биологии для 9 класса «Учение Ч.Дарвина о естественном отборе»

Тест по биологии для 9 класса

«Учение Ч.Дарвина о естественном отборе»

Выберите только один правильный ответ

1 Вариант

1. Процесс сохранения для размножения особей с полезными для человека признаками – это…

А) Натуральный отбор

Б) Искусственный отбор

В) Ограниченный отбор

Г) Отбор в природных условиях

2. Причина гибели появившихся на свет в природе организмов и не достигших половозрелого состояния…

А) Неблагоприятные физические факторы

Б) Многообразие пищевых ресурсов

В) Благоприятные условия среды

Г) Искусственный отбор

3. Борьба за существование — это…

А) Отношения между организмами одного вида

Б) Отношения между организмами разных видов

В) Совокупность природных условий

Г) Совокупность взаимоотношений между организмами и условиями среды

4. Одиночное растение на окраине пустыне ведет борьбу …

А) Межвидовую

Б) За пищевые ресурсы

В) С неблагоприятными условиями среды

Г) Внутривидовую

5. Волки и лисы охотятся за зайцами – это пример …

А) Межвидовая борьбы

Б) Индивидуальной изменчивости

В) Борьба неблагоприятными условиями среды

Г) Внутривидовая борьба

6. Какая причина не влияет на существование трав — корма для травоядных животных?

А) Большое количество травоядных животных

Б) Наличие насекомых-опылителей

В) Конкуренция с другими растениями за свет и влагу

Г) Беспрепятственное размножение клубеньковых бактерий

7. Два самца оленя конкурируют за самку в период размножения – это пример …

А) Межвидовой борьбы

Б) Внутривидовой борьбы

В) Борьбы с неблагоприятными условиями среды

Г) Паразитизма

8. Пример борьбы с неблагоприятными условиями среды …

А) Лиса и волк гонятся за зайцем

Б) Два клеща питаются на одной собаке

В) Гибель рыбы зимой из-за нехватки кислорода

Г) Два волка гонятся за зайцем

9. Естественный отбор – это …

А) Выживание наиболее приспособленных особей

Б) Массовая гибель видов

В) Пример внутривидовой борьбы

Г) Борьбы с неблагоприятными условиями среды

10. В выживании видов огромную роль играет …

А) Один какой-либо признак

Б) Условия распространения видов

В) Территория заселения видов

Г) Комплекс признаков живой и неживой природы

11. На рисунке представлен пример …

А) Межвидовой борьбы

Б) Внутривидовой борьбы

В) Борьбы с неблагоприятными условиями среды

Г) Паразитизма

12. Молодые растения фасоли опережают в развитии растения других видов – это пример …

А) Межвидовой борьбы

Б) Внутривидовой борьбы

В) Борьбы с неблагоприятными условиями среды

Г) Паразитизма

Тестовая проверка знаний по биологии 9 класс

По теме: «Учение Ч.Дарвина о естественном отборе»

Выберите только один правильный ответ

2 Вариант

1. Все живые организмы в природе стремятся к размножению в …

А) Геометрической прогрессии

Б) Ограниченной прогрессии

В) Недостаточной прогрессии

Г) Физической прогрессии

2. Причина гибели появившихся на свет в природе организмов и не достигших половозрелого состояния…

А) Искусственный отбор

Б) Недостаток корма

В) Благоприятные условия среды

Г) Многообразие пищевых ресурсов

3. Лев отнимает добычу у гиены – это пример …

А) Искусственного отбора

Б) Борьбы за пищу

В) Борьбы с неблагоприятными условиями среды

Г) Внутривидовой борьбы

4. Какого вида борьбы за существование не существует?

А) Межвидовая борьба

Б) За пищевые ресурсы

В) Борьба неблагоприятными условиями среды

Г) Внутривидовая борьба

5. Паразитизм – это форма …

А) Межвидовой борьбы

Б) Искусственного отбора

В) Борьбы с неблагоприятными условиями среды

Г) Внутривидовой борьбы

6. Самый напряженный вид борьбы за существование …

А) Межвидовая борьба

Б) Паразитизм

В) Борьба с неблагоприятными условиями среды

Г) Внутривидовая борьба

7. Два воробья конкурируют за место гнездования – это пример …

А) Межвидовой борьбы

Б) Искусственного отбора

В) Борьбы с неблагоприятными условиями среды

Г) Внутривидовой борьбы

8. Движущей силой изменения видов служит…

А) Межвидовой борьбы

Б) Искусственного отбора

В) Борьбы с неблагоприятными условиями среды

Г) Внутривидовой борьбы

9. Семена растений заносятся ветром в неблагоприятные условия среды – это пример …

А) Межвидовой борьбы

Б) Искусственного отбора

В) Борьбы с неблагоприятными условиями среды

Г) Внутривидовой борьбы

10. Материалом для естественного отбора служит …

А) Межвидовая борьба

Б) Наследственная изменчивость

В) Индивидуальная особенность организмов

Г) Внутривидовая борьбы

11. На рисунке представлен пример …

А) Межвидовой борьбы

Б) Внутривидовой борьбы

В) Борьбы с неблагоприятными условиями среды

Г) Паразитизма

12. Хищничество – это пример …

А) Межвидовой борьбы

Б) Внутривидовой борьбы

В) Борьбы с неблагоприятными условиями среды

Г) Наследственной изменчивости

Правильные ответы:

1 Вариант

1-Б

2-А

3-Г

4-В

5-А

6-Г

7-Б

8-В

9-А

10-Г

11-Г

12-А

2 Вариант

1-А

2-Б

3-Б

4-Б

5-А

6-Г

7-Г

8-Б

9-В

10-Б

11-Б

12-А

Wisconsin Fast Plants Университета Висконсина: Домашняя страница

Навигация

Жизненный цикл быстрых установок

^®

Жизненный цикл быстрых установок чрезвычайно короткий; в идеальных условиях выращивания с постоянным светом, водой и питанием растения будут давать урожай семян примерно через 40 дней после посадки.

Подробнее

• День 1 и 2
• День 3
• День 4
• День 7
• День 9
• День 14
• День 18
• День 40

Здесь находится содержимое вашей вкладки. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Pellentesque pretium, nisi ut volutpat mollis, leo risus interdum arcu, eget facilisis quam felis id mauris. Ut convallis, lacus nec ornare volutpat, velit turpis scelerisque purus, quis mollis velit purus ac massa. Fusce quis urna metus. Donec et lacus et sem lacinia cursus.

Содержимое вашей вкладки находится здесь. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Pellentesque pretium, nisi ut volutpat mollis, leo risus interdum arcu, eget facilisis quam felis id mauris. Ut convallis, lacus nec ornare volutpat, velit turpis scelerisque purus, quis mollis velit purus ac massa. Fusce quis urna metus. Donec et lacus et sem lacinia cursus.

тест 4

тест 7

тест 9

тест 14

тест 18

тест 40

Уроки и исследования

Найдите учебные материалы для всех классов и возрастов.

• Элементарный

• Средняя школа

• Средняя школа

• Колледж

• Независимые исследования

Просмотр электронной библиотеки

24.08.2022

Успешный сбор семян

Производство семян Fast Plants для исследований, требующих получения потомков Сбор семян является важным шагом в любом экспериментальном проекте Fast Plants, который включает в себя сбор данных от потомков растений, которые учащиеся производят сами. Например, вы можете предложить учащимся провести исследование наследования, в ходе которого они скрещивают быстрорастущие растения из поколения F1, чтобы получить потомство F2 и наблюдать за ним. …

Подробнее

Подробнее

19.07.2022

Ресурсы стенда NSTA Chicago Fast Plants

Стенд NSTA Chicago Fast Plants не стал исключением — наш конференц-стенд всегда заполнен живыми Fast Plants и соответствующими ресурсами. Если вы недавно (2022 г.) посещали наш стенд в Чикаго, вы, вероятно, встречались с исследователем растений и специалистом по Brassica Дэном Лауффером. На стенде мы представили следующее и включили в этот пост соответствующие ресурсы: Жизненный цикл: живые примеры ключевых этапов…

Подробнее

Подробнее

24.03.2022

Новые лампы для выращивания растений своими руками для выращивания быстрых растений

Улучшенные лампы для выращивания: легко собрать самостоятельно Какие лампы для выращивания мне нужны для выращивания быстрых растений? Это важный вопрос. Однако это также может быть началом упущенной возможности обучения, если мы не будем внимательны. Рассмотрим для сравнения вашу реакцию, когда студент спрашивает: «Что мне нужно знать для контрольной?» Скорее всего, ваш ответ включает в себя надежду, что это …

Подробнее

Подробнее

Просмотреть все сообщения

Введите и нажмите «Ввод» для поиска

Измерение конкуренции у сельскохозяйственных культур: механизмы и результаты

Конкуренция между растениями

Конкуренция может быть внутривидовой (между представителями вида) или межвидовой (между видами). В обоих случаях происходит конкуренция за ресурсы.

Питательные вещества, вода и свет — общие ресурсы, за которые растения конкурируют в пространстве и времени. В то время как растения получают свет и некоторые необходимые элементы, такие как углерод (C) и кислород (O), из воздуха, они получают большинство основных и второстепенных питательных веществ из почвы, таких как азот, калий, фосфор, кальций, железо, магний и т. д. Даже кислород, используемый для корней, получается из земли.

Растения получают преимущество, если они имеют лучший доступ к питательным веществам и воде, расширяя свою корневую систему или становясь выше и отращивая больше листьев, чтобы монополизировать большее количество света, чем их соседи.

Подпишитесь на серию статей CID Bio-Science Weekly.

Электронная почта (обязательно) *

Использование постоянного контакта. Пожалуйста, оставьте это поле пустым.

Отправляя эту форму, вы соглашаетесь получать маркетинговые электронные письма от: CID, 1554 NE 3rd Ave, Camas, WA, 98607, http://cid-inc.com. Вы можете отозвать свое согласие на получение электронных писем в любое время, используя ссылку SafeUnsubscribe®, расположенную внизу каждого электронного письма. Электронная почта обслуживается компанией Constant Contact

На сегодняшний день ученых интересуют два основных аспекта конкуренции:

• Один в основном исследует механизмы конкуренции за ресурсы.
• Второй фокусируется на снижении приспособленности растений из-за ограниченных общих ресурсов. Более того, конкуренция может сократить ресурсы, отводимые растениями на защиту, делая их более восприимчивыми к вредителям и болезням.

Зачем измерять конкуренцию растений?

Как механизмы, так и результаты конкуренции растений имеют решающее значение для производства продуктов питания.

В сельском хозяйстве целью является устранение конкуренции за ресурсы для поддержания высокой урожайности и качества сельскохозяйственных культур. Поскольку монокультуры являются нормой, посевы одного и того же вида и сорта на одном поле. Наука о растениеводстве — это упражнение, направленное на то, чтобы сбалансировать необходимость увеличения плотности растений при обеспечении надлежащего расстояния между растениями, внесения удобрений, орошения и других сельскохозяйственных операций для создания оптимальных условий выращивания растений без конкуренции.

На открытых пространствах содержание углерода и кислорода в воздухе не ограничено. Однако в закрытых помещениях, таких как теплицы, необходимо учитывать и обеспечивать даже эти элементарные питательные вещества.

Внутривидовая конкуренция

Эффекты внутривидовой конкуренции между растениями одного и того же сорта, посеянными в одно и то же время, могут быть одним или несколькими из следующих: соответствующее снижение производительности растений, что выражается в уменьшении общего размера и веса растений.

Развитие иерархии размеров : Конкуренция может повлиять на относительную скорость роста соседних растений, когда несколько особей используют непропорциональные ресурсы. В результате накопление биомассы у растений может различаться. Наряду с параметрами микроучастка, количество растений и относительное время появления всходов могут определять положение растения в иерархии появляющихся размеров в поле. Влияние иерархии размеров на конкуренцию может приобретать коммерческое значение в случае овощей, которые должны соответствовать критериям дорыночного размера.

Самостоятельное прореживание : Отмирание растений в зависимости от плотности необычно для сельского хозяйства, поскольку методы ведения сельского хозяйства редко приводят к достаточно высокой плотности, чтобы привести к гибели. Такого рода эффект чаще встречается в естественных растительных сообществах.

Существует также конкуренция между различными органами или поглотителями растения за распределение ресурсов, например, между вегетативными частями и плодами.

Межвидовая конкуренция

В сельском хозяйстве также необходимо учитывать эффекты межвидовой конкуренции между сорняками и культурными растениями, а также между промежуточными культурами. Сорняки подавляют рост молодых культурных растений, затеняя их и конкурируя за питательные вещества из почвы и пространство для роста. Сорняки могут снижать количество и качество урожая, поэтому необходимо свести к минимуму конкуренцию между сельскохозяйственными культурами и сорняками, контролируя популяцию сорняков; см. рис. 1.

Однако плотность и плотность посевов также можно оптимизировать для подавления роста сорняков. Плотность и биоразнообразие сорняков определяют их способность влиять на потери урожая.

Конкурентоспособность различных видов в окружающей среде зависит от многих факторов жизненного цикла, таких как:

• Время появления сорняков
• Плотность проростков сорняков
• Морфологические и физиологические признаки, такие как площадь листа, высота растения, размер корневой системы, относительная биомасса, размер семян, репродуктивные стратегии и т. д.

Рисунок 1: «Влияние конкуренции сорняков на физические и химические свойства плодов (A) вес плода (n=30), (B) твердость (n=30), (C) содержание растворимых сухих веществ (SSC) (n = 3), (D) pH (n = 3) и (E) цвет кожицы плода (значение b *; «+» = желтый, «–» = синий) (n = 30). SWC: конкуренция сильных сорняков, MWC: конкуренция умеренных сорняков, WWC: конкуренция слабых сорняков. Взаимодействие P: P-значение взаимодействия между уровнем конкуренции сорняков × год (2011 и 2012)», Atay et al. 2017 г. (Изображение предоставлено: https://doi.org/10.15835/nbha45110556)

Параметры для измерения механизмов конкуренции растений

Конкуренция среди сельскохозяйственных культур анализируется на основе как механизмов, так и результатов взаимоотношений.

Механизмы, используемые сельскохозяйственными растениями и сорняками для достижения конкурентного преимущества, измеряются путем оценки физиологических и морфологических параметров.

Площадь листьев

Оценка площади листьев необходима для измерения конкуренции на трех уровнях: межвидовом, внутривидовом и внутрирастительном распределении ресурсов.

• Измерение площади листа типично для конкуренции между культурными растениями и сорняками, поскольку затенение любого вида зависит от относительной общей площади листа. Когда сорняки появляются раньше, чем сельскохозяйственные культуры, они могут расти быстрее и подавлять рост сельскохозяйственных культур, затеняя их и ограничивая доступ света.
• Кроме того, площадь листьев может указывать на приспособленность растений и фотосинтетический потенциал во внутривидовой и межвидовой конкуренции, поскольку конечный урожай биомассы зависит от площади листьев.
• Баланс распределения ресурсов между вегетативными частями, измеряемый площадью листьев и урожайностью, является стандартным в сельском хозяйстве.

Несколько портативных приборов, таких как портативный лазерный измеритель площади листьев CI-202 и ручной лазерный измеритель площади листьев CI-203, помогают выполнять неразрушающие и быстрые оценки листьев в полевых условиях для однократных или повторных измерений.

Индекс площади листьев

Индекс площади листьев (LAI) также может указывать на здоровье и продуктивность растений, оценивая легкую конкуренцию во внутривидовой и межвидовой конкуренции. Количество света, попадающего на растение, определяет его способность к фотосинтезу и, в конечном счете, урожайность.

Уменьшение поглощения света растениями из-за скопления соседей и важность этого уменьшения могут различаться в зависимости от стадии посева и вида посевов. LAI является лучшим показателем для светоперехвата, чем площадь листа, поскольку это отношение площади одностороннего листа к площади земли.

 Сканер растительного покрова CI-110 может измерять поглощение света без эталона над пологом путем измерения уровней фотосинтетически активной радиации (ФАР) и расчета LAI с помощью метода доли зазора.

Эффективность фотосинтеза

Рисунок 2: «Суточные колебания скорости нетто-фотосинтеза (NPR) для систем совмещения культур и ее контроля (A. яблоко-соя и B. яблоко-арахис). F0.5, F1.5 и F2.5 использовались для представления точек отбора проб, находящихся на разном расстоянии (0,5 м, 1,5 м и 2,5 м) от ряда деревьев. Столбики погрешностей указывают на стандартное отклонение», Gao et al. (2013). (Изображение предоставлено: https://doi.org/10.1371/journal. pone.0070739)

Поскольку снижение фотосинтеза является одним из механизмов, с помощью которого конкуренция влияет на продуктивность растений, этот физиологический процесс также непосредственно измеряется in situ. По скорости фотосинтеза можно судить о внутривидовой и межвидовой конкуренции. На рисунке 2 показано, что в двух системах совмещения яблони с соей и арахисом фотосинтез снижается в культурах, близких к яблоням, из-за конкуренции света.

Фотосинтез измеряется в полевых условиях с помощью портативных инфракрасных газоанализаторов (IRGA), таких как портативная система фотосинтеза CI-340 производства CID Bio-Science Inc.

Развитие корневой системы

общая длина, плотность на разной глубине почвы и эффективные мембранные переносчики могут предоставить информацию об эффективности использования воды и усвоении питательных веществ в условиях внутривидовой и межвидовой конкуренции.

Распределение по корневым системам может измениться в условиях конкуренции для улучшения поглощения воды и питательных веществ. Долгосрочные подземные исследования, необходимые для отслеживания этих изменений, теперь возможны с помощью миниризотронов, таких как CI-600 In-situ Root Imager и CI-602 Narrow Gauge Root Imager, которые выполняют неразрушающее, быстрое и точное сканирование корневых систем через предустановленные прозрачные корневые трубки.

Измерение результатов конкуренции

Результат внутривидовой и межвидовой конкуренции на сельскохозяйственных культурах можно измерить тремя основными способами.

Содержание питательных веществ в растениях

Конкуренция может повлиять на усвоение азота, фосфора и калия (NPK), основных ограничивающих питательных веществ для любого растения. Содержание этих элементов может быть измерено непосредственно в различных частях растения с помощью биохимических анализов или косвенно. Например, уровень азота в листьях можно измерить по скорости фотосинтеза.

Урожайность

Рисунок 3: «Связь между количеством колосов (а), зерен в колосе (б), массой тыс. зерен (в) и нетто-урожаем (г) со среднесуточной интенсивностью затенения пшеницы в междурядьях с плодами деревьев в 2011 и 2012 годах», Qiao et al. (2019). (Изображение предоставлено: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0203238.g005)

Количество биомассы, производимой культурой, является интуитивно понятным средством понимания того, как конкуренция повлияла на растение или популяцию сельскохозяйственных культур. . Количественная оценка может быть основана на сухом веществе растений или экономической урожайности.

Помимо урожайности, также используются морфологические параметры, такие как количество плодов, колосьев, зерен в колосе, масса 1000 семян, высота растения, количество побегов, толщина стебля и т. д. См. рис. 3.

Эти показатели урожайности используются в различных индексах конкуренции для оценки результатов конкуренции.

Качество

Конкуренция за ресурсы повлияет не только на количество, но и на качество урожая, и значительно снизит прибыль от фермы. Эти эффекты измеряются хорошо зарекомендовавшими себя параметрами качества, такими как сухое вещество, содержание растворимых твердых веществ, плотность, цвет и содержание нутрицевтиков.

Имеющиеся в продаже портативные приборы для спектроскопии в ближней инфракрасной области могут точно измерить эти параметры за считанные секунды.

Индексы конкуренции

Индексы конкуренции являются средством количественной оценки результатов соревнований. Однако эти индексы не оценивают задействованные процессы и механизмы, а также не отслеживают развитие конкуренции с течением времени.

Рисунок 4: «Отклик урожайности отдельных зерен, накопления сухого вещества и индекса урожая на густоту растений. (мн. растения)», Zahi et al. (2018). (Изображение предоставлено: https://doi.org/10.1016/s2095-3119(18)61917-3)

Кроме того, эти индексы конкуренции сосредоточены на межвидовой конкуренции между сельскохозяйственными культурами и сорняками. О внутривидовой конкуренции информации меньше.

Индексы конкуренции обычно делятся на три широкие категории:

• Те, которые стремятся количественно оценить интенсивность конкуренции, например, CI и ASC
• Те, которые ориентированы на  определение эффекта конкуренции, например, RY
• Те, которые  изучают результаты  конкуренции, например, RReff

Некоторые из следующих индексов межвидовой конкуренции были пересмотрены для оценки внутривидовой конкуренции культур:

• Относительная урожайность (RY):  Сравнивает урожайность в популяциях с различной плотностью растений.
• Интенсивность конкуренции (CI):  Измеряет размер растения с точки зрения биомассы между растениями, выращенными с разной плотностью или шагом.
• Абсолютная жесткость конкуренции (ASC):  Этот индекс подобен относительной урожайности, за исключением того, что один набор растений выращивается без конкуренции, а другой выращивается при определенной плотности для сравнения их урожайности.
• Относительная репродуктивная эффективность (RReff):  Растения, выращенные в условиях отсутствия/низкой конкуренции, сравниваются с растениями при более высокой плотности/конкуренции по количеству семян.

Конкуренция

Хотя борьба с последствиями внутривидовой конкуренции занимает центральное место в промышленном сельском хозяйстве, для количественной оценки взаимодействия между представителями одного сорта сделано на удивление мало. Большинство исследований посвящено межвидовой конкуренции сельскохозяйственных культур и сорняков, в меньшей степени – межкультурной. Следовательно, ученые рекомендуют больше работать над процессом конкуренции, чтобы лучше понять его и его последствия.

—

Виджаялакшми Кинхал
Научный писатель, CID Bio-Science
Ph.D. Экология и наука об окружающей среде, B.Sc Сельское хозяйство

Источники
Атай Э., Гаргин С., Эситкен А. и др. (2017). Влияние конкуренции сорняков на качество плодов яблони. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca, 45(1), 120-125. https://doi.org/10.15835/nbha45110556

Крейн, Дж. М., и Дыбзински, Р. (2013). Механизмы конкуренции растений за питательные вещества, воду и свет. Функциональная экология, 27(4), 833–840. https://doi.org/10.1111/1365-2435.12081

Дин, Н., Чен, К., Чжу, З. и др. (2017). Влияние нагрузки урожая на распределение и использование 13C и 15N и качество плодов карликовых яблонь. Sci Rep 7, 14172. https://doi.org/10.1038/s41598-017-14509-3

Gao, L., Xu, H., Bi, H., et al. (2013) Конкуренция между яблонями и сельскохозяйственными культурами в системах агролесоводства на Лёссовом плато Китая. PLoS ONE 8(7): e70739. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0070739
Heuermann, D., Gentsch, N., Boy, J. et al. (2019). Межвидовая конкуренция между промежуточными культурами изменяет вертикальное распределение биомассы корней и поглощение нитратов в почве. Научный отчет 9, 11531 https://doi.org/10.1038/s41598-019-48060-0
Park, SE, Benjamin, LR, & Watkinson, AR (2003). Теория и применение моделей конкуренции растений: агрономическая перспектива. Анналы ботаники, 92 (6), 741–748. https://doi.org/10.1093/aob/mcg204
Пакридж, Д.В., и Дональд, К.М. (1967) Конкуренция между растениями пшеницы, посеянными в широком диапазоне плотностей. Австралийский журнал сельскохозяйственных исследований 18, 193-211.
Qiao, X., Sai, L., Chen, X., et al. (2019) Влияние интенсивности тени плодовых деревьев на рост, урожайность и качество пшеничного посева. PLoS ONE 14(4): e0203238. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0203238

Siemens, D.H., Garner, S.H., Mitchell-Olds, T. et al. (2002). Стоимость защиты в контексте конкуренции растений: Brassica Rapa может расти и защищаться. Публикации факультета биологических наук. 313. https://scholarworks.umt.edu/biosci_pubs/313

Swanton, C.J., Nkoa, R., & Blackshaw, R.E. (2015). Экспериментальные методы изучения конкуренции сельскохозяйственных культур и сорняков. Наука о сорняках, 63 (SP1), 2–11. https://doi.