小議生物的種間關系在農業生產上的應用

人們為了充分利用陽光和土地,往往在一塊地里種上幾種作物。然而,如果忽視了它們之間的關系,可能會事與愿違。其結果不是一方受害,就是兩敗俱傷。因此,我們應合理搭配,充分利用植物之間的微妙關系,提高作物產量。合理調節植物種間竟爭奪高產自然界對同一環境內生長的動植物所提供的生活條件(包括空間)是有限的,生長在一起的植物,特別是不同種植物,對自然條件的利用和競爭是很激烈的。凡吸收能力強,生長迅速,光合效率高,抗逆能力強的植物種,會在競爭中占優勢。而那些生命力較弱的種則受到抑制,甚至死亡。

在生物群體中,不同種的個體生活在一起,可以表現各種不同的種間關系。如一種生物的活動對另一種生物有利或互為有利;也可表現出種間斗爭即一種生物的活動直接或間接地危害著另一種生物生存。

一、多種多樣的種間互助

最突出的例子就是共生。共生又可分為互利共生和偏利共生,前者指兩種生物生活在一起時可以相互依賴,彼此有利,如根瘤菌與豆科植物共生,形成根瘤并固定空氣中的氮氣供植物營養的一類桿狀細菌。這種共生體系具有很強的固氮能力。已知全世界豆科植物近兩萬種。根瘤菌是通過豆科植物根毛、側根杈口(如花生)或其他部位侵入,形成侵入線,進到根的皮層,刺激宿主皮層細胞分裂,形成根瘤,根瘤菌從侵入線進到根瘤細胞,繼續繁殖,根瘤中含有根瘤菌的細胞群構成含菌組織。根瘤菌進入這些宿主細胞后被一層膜套包圍,有些菌在膜套內能繼續繁殖,大量增加根瘤內的根瘤菌數,以后停止增殖,成為成熟的類菌體;宿主細胞與根瘤菌共同合成豆血紅蛋白,分布在膜套內外,作為氧的載體,調節膜套內外的氧量。類菌體執行固氮功能,將分子氮還原成NH3,分泌至根瘤細胞內,并合成酰胺類或酰尿類化合物,輸出根瘤,由根的傳導組織運輸至宿主地上部分供利用。根瘤菌與宿主的共生關系是宿主為根瘤菌提供良好的居住環境、碳源和能源以及其他必需營養,而根瘤菌則為宿主提供氮素營養。偏利是指兩種生物生活在一起時,一種生物得利而對另一種生物無害,如撚閿們坑辛Φ奈盤吸附在鯊魚等大型魚類的體表,既擴大自身的活動范圍,又能分享鯊魚吃剩的食物。這種關系對撚閿欣,對鯊魚無害;又如地衣、苔蘚和某些蕨類附生在樹皮上,借助于被附生植物支撐自己,獲取更多的陽光和空間資源;再如林間的一些動物在植物上筑巢或以植物為隱蔽所等。還有些植物的分泌物對相鄰植物有促進作用,如桔梗、蒼術、結縷等在赤松林下生長比在別處生長更繁茂。

二、多種多樣的種間斗爭

不同的生物直接或間接地爭奪各種生活要素(陽光、水分、養分等),如農作物與雜草的競爭。另外,有的生物直接以另一種生物為食,如害蟲與農作物之間、天敵與害蟲之間就是這樣。有的是一種生物寄生在另一種生物體內,以其制造的養料作為自己的生活來源,例如各種細菌、寄生蟲等與作物、動物之間就是這種關系。

三、種間關系在農業生產上的應用

(一)種間互助在農業生產上的應用

如果人們掌握了生物種間關系的規律,就可以在農業生產上加以利用。農業生產上的某些作物混種,就是種間關系的實際應用,例如,豆科植物與非豆科作物的混種或間作,喜光植物玉米和耐陰作物馬鈴薯間作(玉米適當遮光降低地表溫度,對馬鈴薯塊莖形成有利)。某些作物在生長期間,能不斷向四周散發其特有的分泌物,這種分泌物有的對雙方有利,即互相促進生物發育,或對單方有利。據研究,洋蔥和食用甜菜,馬鈴薯和四季豆,玉米和大豆,小麥和豌豆等在一起種植都可以相互促進生長。

密蜂可以從農作物花粉中獲得養料,同時又為農作物傳粉。如果農田放蜂,不僅能得到蜂蜜,還能提高農作物產量。

(二)共生在農業生產上的應用

稻田養魚是一項新型的生態農業技術,據研究,養魚的稻田,一般可增產稻谷10%～30%左右,魚的畝產一般為10斤左右。其原因是在稻田里養魚有許多好處:第一,它可以充分的利用稻田里的水面。第二,草食性魚類吃掉了田間雜草,減少了養分的消耗;同時稻腳葉也被吃掉,有利于通風透光;在稻田里養的魚可以吞食大量的害蟲(如稻飛虱、稻螟和稻葉蟬等),減少了農藥的使用,既降低了成本又減輕了污染。第三,魚糞是良好的有機肥料,可以促進稻苗的生長。第四,魚的游動和攝食活動,撥動表土,使土壤疏松,有利于有機質的分解,促進水稻根系發育和有效分蘗。

(三)種間斗爭在農業生產上的應用

人們利用種間斗爭規律防治雜草,減少病蟲害及其他動物的危害。莎草是棉田、稻田的一種惡性雜草。人們的經驗是:只要一年不種同種作物而改密植大豆或密植山芋,依靠大豆、山芋生長快、蔭蔽強等特點,使莎草萌發即死,翌年莎草大大減少。利用害蟲天敵如草蛉、赤眼蜂、姬蜂、黑青小蜂、瓢蟲等消滅害蟲叫以蟲治蟲。利用白僵菌喜歡寄生在某些昆蟲幼體內使幼蟲僵硬死亡的特點消滅松毛蟲等,叫以菌治蟲。許多鳥類以蟲為食,據研究一對燕子每年育雛兩次,在一個夏季(包括兩窩雛燕)可吃掉螟蛾、金龜子等害蟲50萬只以上。一只灰喜鵲一年可吃掉松毛蟲15000多條。保護鳥類,讓鳥吃蟲,這叫以鳥治蟲。此外,養貓除鼠,養畜犬捕兔、釋放寄生蜂、寄生菌、保護青蛙、養鴨等清除害蟲等都是利用種間斗爭規律來防治有害動物的很好方法,也都是通過保護有益生物(害蟲的天敵)控制有害生物的有效措施。

作者簡介:申書秀,供職于貴州省務川自治縣職教中心,中學生物一級教師。