小议生物的种间关系在农业生产上的应用

人们为了充分利用阳光和土地,往往在一块地里种上几种作物。然而,如果忽视了它们之间的关系,可能会事与愿违。其结果不是一方受害,就是两败俱伤。因此,我们应合理搭配,充分利用植物之间的微妙关系,提高作物产量。合理调节植物种间竟争夺高产自然界对同一环境内生长的动植物所提供的生活条件(包括空间)是有限的,生长在一起的植物,特别是不同种植物,对自然条件的利用和竞争是很激烈的。凡吸收能力强,生长迅速,光合效率高,抗逆能力强的植物种,会在竞争中占优势。而那些生命力较弱的种则受到抑制,甚至死亡。

在生物群体中,不同种的个体生活在一起,可以表现各种不同的种间关系。如一种生物的活动对另一种生物有利或互为有利;也可表现出种间斗争即一种生物的活动直接或间接地危害着另一种生物生存。

一、多种多样的种间互助

最突出的例子就是共生。共生又可分为互利共生和偏利共生,前者指两种生物生活在一起时可以相互依赖,彼此有利,如根瘤菌与豆科植物共生,形成根瘤并固定空气中的氮气供植物营养的一类杆状细菌。这种共生体系具有很强的固氮能力。已知全世界豆科植物近两万种。根瘤菌是通过豆科植物根毛、侧根杈口(如花生)或其他部位侵入,形成侵入线,进到根的皮层,刺激宿主皮层细胞分裂,形成根瘤,根瘤菌从侵入线进到根瘤细胞,继续繁殖,根瘤中含有根瘤菌的细胞群构成含菌组织。根瘤菌进入这些宿主细胞后被一层膜套包围,有些菌在膜套内能继续繁殖,大量增加根瘤内的根瘤菌数,以后停止增殖,成为成熟的类菌体;宿主细胞与根瘤菌共同合成豆血红蛋白,分布在膜套内外,作为氧的载体,调节膜套内外的氧量。类菌体执行固氮功能,将分子氮还原成NH3,分泌至根瘤细胞内,并合成酰胺类或酰尿类化合物,输出根瘤,由根的传导组织运输至宿主地上部分供利用。根瘤菌与宿主的共生关系是宿主为根瘤菌提供良好的居住环境、碳源和能源以及其他必需营养,而根瘤菌则为宿主提供氮素营养。偏利是指两种生物生活在一起时,一种生物得利而对另一种生物无害,如撚阌们坑辛Φ奈盘吸附在鲨鱼等大型鱼类的体表,既扩大自身的活动范围,又能分享鲨鱼吃剩的食物。这种关系对撚阌欣,对鲨鱼无害;又如地衣、苔藓和某些蕨类附生在树皮上,借助于被附生植物支撑自己,获取更多的阳光和空间资源;再如林间的一些动物在植物上筑巢或以植物为隐蔽所等。还有些植物的分泌物对相邻植物有促进作用,如桔梗、苍术、结缕等在赤松林下生长比在别处生长更繁茂。

二、多种多样的种间斗争

不同的生物直接或间接地争夺各种生活要素(阳光、水分、养分等),如农作物与杂草的竞争。另外,有的生物直接以另一种生物为食,如害虫与农作物之间、天敌与害虫之间就是这样。有的是一种生物寄生在另一种生物体内,以其制造的养料作为自己的生活来源,例如各种细菌、寄生虫等与作物、动物之间就是这种关系。

三、种间关系在农业生产上的应用

(一)种间互助在农业生产上的应用

如果人们掌握了生物种间关系的规律,就可以在农业生产上加以利用。农业生产上的某些作物混种,就是种间关系的实际应用,例如,豆科植物与非豆科作物的混种或间作,喜光植物玉米和耐阴作物马铃薯间作(玉米适当遮光降低地表温度,对马铃薯块茎形成有利)。某些作物在生长期间,能不断向四周散发其特有的分泌物,这种分泌物有的对双方有利,即互相促进生物发育,或对单方有利。据研究,洋葱和食用甜菜,马铃薯和四季豆,玉米和大豆,小麦和豌豆等在一起种植都可以相互促进生长。

密蜂可以从农作物花粉中获得养料,同时又为农作物传粉。如果农田放蜂,不仅能得到蜂蜜,还能提高农作物产量。

(二)共生在农业生产上的应用

稻田养鱼是一项新型的生态农业技术,据研究,养鱼的稻田,一般可增产稻谷10%～30%左右,鱼的亩产一般为10斤左右。其原因是在稻田里养鱼有许多好处:第一,它可以充分的利用稻田里的水面。第二,草食性鱼类吃掉了田间杂草,减少了养分的消耗;同时稻脚叶也被吃掉,有利于通风透光;在稻田里养的鱼可以吞食大量的害虫(如稻飞虱、稻螟和稻叶蝉等),减少了农药的使用,既降低了成本又减轻了污染。第三,鱼粪是良好的有机肥料,可以促进稻苗的生长。第四,鱼的游动和摄食活动,拨动表土,使土壤疏松,有利于有机质的分解,促进水稻根系发育和有效分蘖。

(三)种间斗争在农业生产上的应用

人们利用种间斗争规律防治杂草,减少病虫害及其他动物的危害。莎草是棉田、稻田的一种恶性杂草。人们的经验是:只要一年不种同种作物而改密植大豆或密植山芋,依靠大豆、山芋生长快、荫蔽强等特点,使莎草萌发即死,翌年莎草大大减少。利用害虫天敌如草蛉、赤眼蜂、姬蜂、黑青小蜂、瓢虫等消灭害虫叫以虫治虫。利用白僵菌喜欢寄生在某些昆虫幼体内使幼虫僵硬死亡的特点消灭松毛虫等,叫以菌治虫。许多鸟类以虫为食,据研究一对燕子每年育雏两次,在一个夏季(包括两窝雏燕)可吃掉螟蛾、金龟子等害虫50万只以上。一只灰喜鹊一年可吃掉松毛虫15000多条。保护鸟类,让鸟吃虫,这叫以鸟治虫。此外,养猫除鼠,养畜犬捕兔、释放寄生蜂、寄生菌、保护青蛙、养鸭等清除害虫等都是利用种间斗争规律来防治有害动物的很好方法,也都是通过保护有益生物(害虫的天敌)控制有害生物的有效措施。

作者简介:申书秀,供职于贵州省务川自治县职教中心,中学生物一级教师。