! "#$ !
CUPRINS
Cuvânt înainte ... 5
CAPITOLUL I. SISTEMELE BIOLOGICE I ORGANIZAREA MATERIEI VII ... 11
1.1. Însuirile generale ale sistemelor biologice ... 13
1.2. Ierarhia în sistemele biologice i relaiile dintre diferite nivele de organizare ... 15
1.3. Modelarea matematic, metod de analiz sistemic aplicat în ecologie ... 22
1.4. Ecosistemul, obiectiv prioritar al investigaiilor ecologiei contemporane ... 24
1.4.1. Clasificarea ecosistemelor ... 25
1.4.2. Structura ecosistemului ... 26
1.5. Funciile ecosistemului ... 29
1.6. Productivitatea biologic ... 38
1.7. Biocenoza, sistem integral de organizare a materiei vii ... 42
1.7.1. Structura biocenozei ... 43
1.7.2. Relaiile interpopulaionale în cadrul biocenozei ... 48
1.8. Factorii ecologici i legile dup care acioneaz ... 50
1.8.1. Factorii climatici ... 52
1.8.2. Factorii fizico-geografici sau orografici (de relief) ... 63
1.8.3. Factorii edafici (de sol) ... 64
1.8.4. Factorii biotici ... 67
CAPITOLUL II. NOIUNI DE AGROECOLOGIE ... 70
2.1. Obiectul ecologiei, agroecologiei i proteciei mediului ... 71
2.2. Evoluia ecologiei. Etape de dezvoltare ... 74
2.3. Ecologie i ecologism; limitele ecologiei i atitudini umane contemporane ... 77
2.3.1. Identificarea problemelor ecologice prioritare. Eecuri instituionale ... 81
2.4. Sisteme agricole alternative ... 85
2.5. Agricultura ecologic, scurt istoric i evoluie ... 89
2.5.1. Radiografia suprafeelor si a pieei produselor ecologice pe plan mondial ... 93
2.5.2. Radiografia suprafeelor i a pieei produselor ecologice în Europa ... 100
2.5.3. Radiografia suprafeelor i a pieei
produselor ecologice în România ... 103
2.6. Etapele conversiei de la agricultura convenional la agricultura ecologic ... 111
CAPITOLUL III. POLUAREA MEDIULUI I PROTECIA AGROECOSISTEMELOR 117 3.1. Caracteristicile agroecosistemelor ... 118
3.2. Geneza i evoluia ecosistemelor agricole ... 120
3.3. Implicaiile ecologice i sociale ale dezvoltrii agriculturii ... 122
3.4. Clasificarea agroecosistemelor ... 125
3.5. Asemnri i deosebiri între ecosistemele naturale i agroecosisteme ... 132
3.6. Poluarea mediului. Categorii i surse de poluare ... 136
3.6.1. Poluarea atmosferei ... 139
3.6.2. Poluarea apei ... 144
3.6.3. Poluarea i degradarea solului ... 148
3.7. Agricultura durabil i securitatea alimentar ... 152
3.7.1. Agricultura durabil i dezvoltarea rural în România .... 158
3.7.2. Strategia UE privind sigurana alimentar ... 161
3.8. Conservarea biodiversitii i protecia agroecosistemelor ... 163
3.9. Managementul agroecosistemelor pentru o agricultur durabil 166 3.9.1. Calitatea solului. Folosirea raional a fondului funciar . 170 3.9.2. Necesitatea implementrii agriculturii durabile în cadrul practicilor agro-forestiere ... 177
CAPITOLUL IV. REGULI DE PRODUCIE I STRATEGII DE PROTECIE A CULTURILOR ÎN AGRICULTURA ECOLOGIC ... 188
4.1. Particulariti teoretice ale agriculturii ecologice. Principii i obiective ... 188
4.2. Particulariti practice ale agriculturii ecologice ... 192
4.2.1. Avantajele agriculturii ecologice ... 199
4.2.2. Dezavantajele agriculturii ecologice ... 202
4.3. Reguli de producie pentru plante i produse vegetale ... 204
4.4. Reguli de producie pentru animale i produse animaliere ... 207
4.4.1. Furajarea animalelor în sistem ecologic ... 211
4.5. Reguli de producie pentru apicultur i produse apicole ... 212
4.6. Reguli de procesare a produselor ecologice ... 215
4.7. Fertilizarea în agricultura ecologic ... 217
4.7.1. Îngrmintele folosite în agricultura ecologic ... 219
4.8. Particularitile metodelor ecologice de protecie a plantelor .... 229
4.9. Strategii ecologice de combatere a buruienilor,
bolilor i duntorilor ... 233
4.9.1. Metode ecologice de combatere a buruienilor... 235
4.9.2. Metode ecologice de combatere a bolilor ... 246
4.9.3. Metode ecologice de combatere a duntorilor ... 254
CAPITOLUL V. TEHNOLOGII ECOLOGICE DE CULTUR A PLANTELOR ÎN DIFERITE TIPURI DE AGROECOSISTEME ... 270
5.1. Agroecosistemul cerealier ... 270
5.1.1. Practici ecologice de cultur a grâului ... 271
5.1.2. Practici ecologice de cultur a porumbului ... 288
5.1.3. Practici ecologice de cultur a orzului i orzoaicei ... 302
5.1.4. Practici ecologice de cultur a ovzului ... 308
5.2. Agroecosistemul plantelor tehnice ... 313
5.2.1. Practici ecologice de cultur a florii-soarelui ... 314
5.2.2. Practici ecologice de cultur a cartofului ... 327
5.3. Agroecosistemul leguminoaselor pentru boabe ... 345
5.3.1. Practici ecologice de cultur la mazre ... 348
5.3.2. Practici ecologice de cultur la soia ... 356
5.3.3. Practici ecologice de cultur la fasole ... 368
5.4. Agroecosistemul legumicol ... 377
5.4.1. Rolul factorilor abiotici în culturile legumicole ... 379
5.4.2. Rolul factorilor biotici în culturile legumicole ... 383
5.4.2.1. Combaterea ecologic a buruienilor din culturile de legume ... 384
5.4.2.2. Combaterea ecologic a bolilor din culturile de legume ... 386
5.4.2.3. Combaterea ecologic a duntorilor din culturile de legume ... 387
5.4.3. Practici ecologice de obinere a rsadurilor de legume .. 388
5.5. Agroecosistemul viticol ... 390
5.5.1. Rolul factorilor abiotici în cultura viei de vie ... 392
5.5.2. Rolul factorilor biotici în cultura viei de vie ... 395
5.5.3. Proiectarea, realizarea i controlul produciei în sistem ecologic la via de vie ... 396
5.6. Agroecosistemele pomicole ... 407
5.6.1. Pomicultura ecologic, alternativ viabil în contextul agriculturii durabile ... 408
5.6.2. Practici tehnologice ecologice în pomicultur ... 411
CAPITOLUL VI.
LEGISLAIA ÎN AGRICULTURA ECOLOGIC ... 418
6.1. Cadrul instituional i acte normative privind agricultura ecologic ... 418
6.2. Certificarea fermelor ecologice ... 424
BIBLIOGRAFIE SELECTIV ... 429
WEBOLOGIE ... 434
Cuvânt înainte
MOTO:
„Alimentele voastre s fie medicamentele voastre !”
Hippocrat, 410 î. Hr.
Datorit mijloacelelor sale moderne de via, omul poate uita c aparine naturii i, de multe ori, determin în întreg mediul natural modificri drastice i nedorite: exploatarea intens a resurselor naturale, expunerea unor suprafee de teren la eroziune, poluarea solului i a apelor freatice prin agricultura intensiv, extinderea polurii fizice i chimice la scar planetar, poluarea radioactiv, reducerea stratului protector de ozon, etc. Astfel, proporiile alarmante ale alterrii mediului în rile puternic industrializate i agravarea crizei ecologice au adus în prim-plan problema proteciei mediului înconjurtor, una din cele mai importante i mai stringente preocupri ale societii contemporane.
Agricultura ecologic se impune astzi ca o practic modern, cu rezultate care au la baz date tiinifice ce creeaz o nou concepie despre via, munc i agricultur, cu eficien sporit i care poate asigura produse în concordan cu cerinele exigente ale consumatorilor. Relaia Agricultur - Alimentaie - Sntate este din ce în ce mai evident, deoarece multe din bolile civilizaiei moderne sunt puse pe seama unei alimentaii necorespunztoare calitativ, urmare a exceselor de utilizare a chimizrii în cadrul tehnologiilor intensive.
Agricultura ecologic poate fi o alternativ viabil pentru mileniul trei. Statistici recente publicate de FIBL, SOEL, INFOAM, i USDA (2012), arat c agricultura ecologic este în plin ascensiune, practicându-se în peste 160 de ri pe glob, iar suprafeele cultivate în sistem ecologic sunt în continu cretere, la nivel mondial, existând aproximativ 40 de milioane hectare, fiind înregistrate peste 600000 de ferme ecologice. Fermierii care practic agricultura ecologic au ca obiectiv principal ca, prin practici agricole prietenoase cu mediul înconjurtor, s produc alimente de calitate superioar, cu o valoare nutritiv deosebit i, mai ales, libere de orice pericol pentru sntatea consumatorilor. De aceea, agricultura ecologic înseamn respect pentru oameni i pentru natur. În acelai timp, agricultura ecologic este un mod de via, care are la baz patru principii fundamentale:
principiul sntii, cel al ecologiei, principiul echitii i principiul responsabilitii pentru bunstarea i sntatea consumatorilor, inclusiv pentru cei din generaiile urmtoare. Tocmai de aceea, precauia i
responsabilitatea constituie criteriile cheie în alegerea tehnologiilor de agricultur ecologic.
Agricultura ecologic certificat este un sector nou în România, ea contribuind la creterea activitilor economice cu o important valoare adugat i cu o mare intensitate a ocuprii populaiei din mediul rural. De altfel, numrul fermelor care aplic metode de producie ecologice este în cretere. Spaiul rural are în acest moment o pronunat funcie ecologic, acionând în sensul conservrii resurselor naturale ale vieii (solul, apa, aerul), utilizându-le într-o manier judicioas i durabil, proteciei biotopurilor de care dispune, interaciunii i protejrii spaiului natural, al conservrii i protejrii biodiversitii.
Prezenta lucrare vine în întâmpinarea problemelor menionate de tot mai muli cercettori în ultimul timp, ca urmare a întreruperii lanurilor biologice i a afectrii echilibrelor ecologice din agroecosisteme. În cuprinsul ei sunt prezentate cunotine fundamentale de ecologie, agroecologie i protecia mediului, particulariti teoretice i practice ale agriculturii ecologice, tehnologii ecologice de cultur a plantelor în principalele tipuri de agroecosisteme, precum i cadrul instituional i câteva acte normative privind agricultura ecologic.
Lucrarea se adreseaz deopotriv studenilor, cadrelor didactice i specialitilor din domeniul agricol, dar i tuturor acelora care doresc s cunoasc bazele agriculturii ecologice i s se alinieze la eforturile globale de depoluare a mediului înconjurtor, prin adoptarea unui “crez ecologic”. Prin soluiile practice oferite, sperm ca aceast carte s fie de un real folos i productorilor agricoli, cei care vd în agricultura ecologic o tentativ de împcare a omului cu natura i o posibil cale de rentabilizare a demersurilor lor, prin micorarea inputurilor i valorificarea deplin a resurselor locale i a valorilor tradiionale ale satului românesc.
În concluzie, prin aceast lucrare propunem o alternativ la protecia chimic a plantelor, din dorina de a contribui la “înelegerea naturii”, a refacerii i meninerii echilibrelor ecosistemelor, a promovrii agriculturii ecologice i a calitii mediului, ceea ce înseamn, pân la urm, promovarea calitii vieii.
Autorii
CAPITOLUL I
SISTEMELE BIOLOGICE I ORGANIZAREA MATERIEI VII
Domeniul de studiu al ecologiei îl reprezint sistemele biologice supraindividuale i mediul lor. Sistemele biologice supraindividuale sunt reprezentate de populaii, biocenoze, biomuri i biosfer. Mediul de via reprezint ansamblul componentelor materiale sau sistemele abiotice care influeneaz existena i funcionarea sistemelor biologice.
Sistemul este un complex de elemente care se afl într-o permanent interaciune între ele sau un grup de pri care acioneaz ca un ansamblu. Sub aspect structural, sistemul cuprinde, ca elemente substaniale în structura sa energie, substan i informaie. Sub aspect funcional, sistemul permite transportul i transformarea materiei, energiei i informaiei, determin parcursurile fluxurilor principale, a punctelor de amplificare sau de micare a acestora.
La începutul anilor '70 se manifesta o criz în biologie, pe care C.
Simpson (1969) o atribuia faptului c a avut loc o împrire a biologiei în dou pri; pe de o parte, biologia fizic, molecular i chimic, iar pe de alt parte, biologia organismelor i biologia evoluionist. De altfel, unul din principiile fundamentale ale biologiei moderne este acela c procesele care au loc în organismele vii se supun legilor fizicii i chimiei, la fel ca i procesele din sistemele nevii. Dar, proprietile speciale ale viului rezult din complexa sa organizare.
Organizarea este o caracteristic fundamental a viului. Prin organizare se înelege un ansamblu de fenomene i elemente cu interaciuni i funcii în cadrul ansamblului i care se subordoneaz funciilor întregului. Organizarea implic aadar o structur i o funcie.
Structura se refer la relaii stabilite în timp si spaiu, între elementele componente ale unui sistem biologic. Unii autori (N.
Botnariuc, 1976), vorbesc despre „arhitectonica sistemului”, de poziia în spaiu a elementelor componente, la un moment dat. Relaiile temporale reprezint interaciunile dintre elementele componente, deci procese care se deruleaz în timp. Structura unei biocenoze, de exemplu, cuprinde atât totalitatea speciilor (populaiilor) componente, proporia dintre ele i distribuia acestora în mediu (spaiu), precum i interaciunile dintre aceste populaii, interaciuni care determin modificri în timp, deci în ceea ce privete dinamica acestora în timp i spaiu.
Funcia se refer la activitatea desfurat de un element component ce se subordoneaz funcionalitii întregului. Funcia determin rolul elementului component în existena întregului din care face parte, implicând deci existena unei activiti orientat spre meninerea întregului dar determinând implicit i existenta unei finaliti.
Astfel, indivizii care intr în constituirea unei populaii asigur supravieuirea i reproducerea, dar activitile acestea menin stabil populaia respectiv. Un alt exemplu: constituenii unei celule au fiecare rolul lor, dar în totalitate determin o activitate normal în celul i asigur stabilitatea, specificul i individualitatea acesteia.
Sistemul este unitatea organizatoric a materiei. B. Stugren (1975) arta c Universul nu este o îngrmdire întâmpltoare de particule, ci dimpotriv, este un fenomen de ordonare, un sistem complex de elemente sau procese care se afl permanent în interaciune. Noiunea de sistem implic o proprietate general de structur a materiei. Materia apare sub form de substan i energie.
Einstein a artat c cele doua forme de manifestare ale materiei sunt reversibile în principiu, deci orice sistem material poate ceda altuia substan (mas) i energie i poate de asemenea, s accepte la rândul lui, substan i energie, de la alt sistem. Pornind de la acest principiu, dar i din punctul de vedere al relaiilor cu mediul, I. Prigogine (1954) a împrit sistemele materiale în trei categorii:
- izolate: nu schimb nici substan i nici energie cu exteriorul;
un asemenea sistem se menine doar pe baza resurselor proprii, îns transformrile energetice ale unui sistem izolat nu pot funciona la infinit.
Asemenea sisteme practic nu exist în natura ci sunt doar "o abstractizare fizico-matematic a unui aspect al realitii obiective" (N.
Botnariuc, 1976);
- închise: nu schimb cu exteriorul substan ci doar energie;
studiile arat îns c de fapt nu exist sisteme complet închise, iar pe lâng energie se schimb i substan (L.S. Muntean, 2005). De exemplu, un vas cu ap ermetic închis nu are cu exteriorul un schimb de substan, ci numai de energie: dac aerul din jurul vasului se rcete, sistemul va ceda din cldura sa, iar dac se înclzete, apa va absorbi cldura;
- deschise: schimb cu exteriorul atât substan cât i energie; în aceasta categorie intr cele mai multe sisteme, atât biologice cât si cele nevii (exemplu: un lac, râu, o stânc, etc.). Sistemul biologic este unul deschis dar de o calitate superioar, deoarece pe lâng schimbul de substan i energie se desfoar i un schimb de informaii. În concluzie:
Toate sistemele vii sunt sisteme deschise (mai corect spus, sisteme semideschise, deoarece nu pot fi absolut „permeabile”, între ele
si mediu existând un permanent schimb de substan, energie i de informatie;
Sistemul biologic este capabil de autodirijare si autoreglare a activitilor pe care le deruleaz;
Toate biosistemele sunt capabile de autoregenerare i autoreproducere;
Toate biosistemele au o structur cvasi-ordonat, fiind formate din componente (subsisteme) de acelai fel sau heterogene;
Sistemele biologice sunt ierarhice: subsistemele se pot desprinde în anumite condiii din sistemul viu i devin ele sisteme independente, alctuite la rândul lor din alte subsisteme ordonate ierarhic.
1.1. Însuirile generale ale sistemelor biologice
V. Bertalanffy (1960) a atribuit sistemelor biologice câteva caracteristici generale deosebite de importante:
Caracterul istoric
Toate corpurile materiale sunt caracterizate de evoluie, deci de micare i transformare. La sistemele biologice, acest proces este calitativ, în comparaie cu formele lipsite de via. În cazul unui sistem biologic, pentru a explica organizarea i comportamentul acestuia este insuficient cunoaterea parametrilor actuali ci este nevoie de a cunoate trecutul acelui sistem, istoria i evoluia sa, relaiile sale cu alte sisteme i cu mediul.
Caracterul informaional
Spre deosebire de sistemele nevii, sistemele biologice, deschise, informaionale, folosesc avantajul transformrilor energetice ca un mijloc pentru a prelua, prelucra i transmite informaiile. Datorit acestei activiti informaionale, sistemele biologice se integreaz în mediu i îl transform. T. Waterman (1966) afirma c în sistemele vii opereaz patru tipuri de informaii: informaia structural, genetic, informaia de la nivelul senzorilor i informaia depozitat i manipulat de sistemul nervos. În structura i funciile ecosistemelor agricole intr i informaia datorit interveniei umane, adic informaia tiinific introdus în agroecosisteme prin procesul de gospodrire.
Integralitatea
Este o trstur important care const în faptul c un sistem deschis, cu toate însuirile prilor sale componente nu se va reduce la suma acestor însuiri. Privit ca o entitate, un tot unitar, sistemul are însuiri structurale i funcionale noi i pe care nu le au prile sale componente analizate izolat (de ex. însuirile unui organism, ale unei populaii sau ale unei biocenoze sunt diferite de însuirile prilor componente). Toate aceste însuiri noi rezult tocmai din interaciunea
permanent dintre prile sistemului, de organizarea i modul lor de funcionare în cadrul sistemului respectiv (N. Botnariuc i A. Vdineanu, 1982).
Programul
Este o trstur asociat cu capacitile structurale i funcionale ale sistemului. Este vorba de factorii interni care determin un mod specific de reacie a sistemului la stimuli externi. In relaiile permanente dintre un sistem biologic i mediul de via în permanen schimbtor, sistemul trece prin diferite stri. Atunci când ne referim la caracterul de program al unui sistem ne imaginam tocmai una din aceste stri posibile pe care le poate realiza sistemul, la un moment dat, dar numai în anumite limite care evident c sunt impuse tocmai de modul su de organizare. Organizarea sistemica a naturii determin existena în fiecare sistem, a unei ierarhii de programe.
Echilibrul dinamic
Este o stare caracteristic a sistemelor biologice. Este vorba de o stare staionar, ca o consecin tipic a sistemelor deschise, aceea de a întreine un permanent schimb de substan i energie cu sistemele înconjurtoare. La sistemele fr via, aceste relaii cu mediul duc treptat la dezorganizarea sistemului, deci la dispariia lui. De ex. o stânc în permanent contact cu mediul este dezagregat i transformat în pietri i apoi în nisip. Dac dorim s conservm aceste sisteme, aceasta depinde de gradul i nivelul de izolare fa de mediul înconjurtor.
Spre deosebire de acestea, sistemele vii, biologice, nu sunt niciodat într-un asemenea echilibru iar procesele legate de metabolism duc la o stare staionar care este meninut la o anumit distan de un echilibru adevrat, datorit unui flux permanent de intrri - ieiri, de construcie - degradare a materialelor sale componente (V. Bertalanffy, 1960).
Heterogenitatea
Orice sistem biologic, implicit ecologic, este compus din pri mai mult sau mai puin diferite. La orice nivel ar fi, tendina sistemelor biologice este în sensul creterii heterogenitii lor interne. Acest aspect poate fi clar distins fie la nivelul dezvoltrii ontogenetice, fie filogenetic, fie la nivelul dezvoltrii biocenozelor sau ecosistemelor. Sistemele biologice nu tind însa spre o heterogenitate maxim, deoarece între diferitele pri componente ale unui sistem biologic se dezvolt corelaii multiple, iar cu cât sistemul respectiv este mai complex, cu atât i aceste corelaii sunt mai numeroase. Corelaiile acestea duc la o diminuare a incertitudinii în structura acelui sistem, la diminuarea nivelului informaiei, deci la o diminuare a diversitii (L.S. Munteanu, 2005).
Autoreglarea (principiul esenial al ciberneticii)
Este comun sistemelor biologice, ca urmare a organizrii lor care permite recepionarea informaiilor din mediu (de la alte sisteme) i prelucrarea lor, în urma creia sistemul rspunde la stimuli în sensul autoconservrii. Influenele care provin din mediu au tendina de a crea dezechilibre la nivelul sistemului respectiv, astfel c, pentru a menine integralitatea sistemului, acesta trebuie s anihileze aciunile mediului i s-i regleze toate procesele din interiorul su, pentru a asigura meninerea sa în timp i spaiu. Cu alte cuvinte, pentru a asigura integralitate i echilibru dinamic, sunt necesare mecanisme de autoreglare a sistemelor biologice, adic o funcionare a acestora pe principii cibernetice.
1.2. Ierarhia în sistemele biologice i relaiile dintre diferite nivele de organizare
Ca sistem, materia vie se prezint sub forma unor organisme, a unor indivizi. Pe de alt parte, biosfera are un caracter discret (discontinuu) alctuit din uniti distincte, acestea fiind descompuse, la rândul lor, în uniti inferioare, numite subsisteme.
Un exemplu de o asemenea „descompunere” cu ierarhizarea subsistemelor este urmtorul: atom - molecul - macromolecul - particul coloidal - organit celular - celul - esut - organ - sistem - aparat - organism - populaie - specie - biocenoz - ecosistem - biosfer - ecosfer – univers (www.scritube.com).
Organismul este forma superioar de organizare a materiei la nivel biologic, dar în acelai timp, el este i unitatea structural i funcional fundamental a ecosistemului. Din punct de vedere ecologic sunt semnificative 5 nivele de ierarhizare (J.R. Miller, 2006):
- organisme;
- populaii;
- biocenoze;
- ecosisteme;
- biosfera.
Interaciunea este considerat mecanismul fundamental al universului, fiind definit ca forma de legtur a obiectelor, manifestat printr-o influenare reciproc (L.S. Munteanu, 2005). Nivelul de organizare este reprezentat de un ansamblu de sisteme biologice echivalente. Sistemele din natur posed diferite niveluri de organizare.
Orice sistem este alctuit din subsisteme i face parte dintr-un sistem mai complex (concepia sistemic).
În funcie de nivelurile de organizare, sistemele se clasific în:
- sisteme prebiotice; acestea, la rândul lor, cuprind atât sistemele fizice cât i sistemele chimice;
