Значение дождевых червей в почвообразовательном процессе.

Значение дождевых червей в почвообразовательном процессе.

Учитель биологии МОУ СОШ №16

Кириченко Валентина Алексеевна

«Почва - основа жизни и благополучия, всего живущего на земле. И создали ее черви».

(Ч.Дарвин)

Первый этап процесса почвообразования совершается силами неорганической природы: солнечные лучи, вызывающие неравномерное нагревание горных пород, атмосферный воздух и вода являются главными геологическими факторами почвообразования. Но параллельно с этим действуют и постепенно выходят на передний план биологические факторы. В настоящее время общепризнано, что почва представляет собой целостный комплекс минеральных и органических веществ с живыми организмами. Ее неживые составные части, взятые отдельно от населяющих почву организмов, уже не являются почвой, и равным образом почвенное население без среды его обитания – только отвлеченное понятие. Совокупность результатов жизнедеятельности почвенных организмов составляет комплекс биологических факторов почвообразования. Почва на территории населенных мест, как основной накопитель всех отходов, образующихся в результате гипердеятельности человека, является фактором, активно влияющим на обитателей почвы и здоровье человека.
Для ведения экологического мониторинга за состоянием окружающей среды из числа почвенных организмов наиболее приемлемы дождевые черви. К настоящему времени на многочисленных опытах и на основе стационарных исследований установлено, что по мере увеличения степени загрязнения почв происходит обеднение видового состава, наблюдается неравномерное территориальное и вертикальное распределение, снижение численности и биомассы дождевых червей. При сильном загрязнении вышеуказанная группа беспозвоночных животных может "выпасть" из состава почвенной фауны.

Условия обитания червей. Все дождевые черви – сапрофаги. Однако особенности их пищи могут достаточно сильно различаться. Одни способны потреблять слаборазложившиеся растительные остатки и даже практически неразложившиеся (это так называемые "гумусообразователи").    Существует несколько классификаций жизненных форм дождевых червей как чисто экологического, так и морфо-экологического характера. В упрощенном виде такая классификация выглядит следующим образом:
1. Черви, живущие в глубине почвы. Питаются почвенным перегноем, количество которого уменьшается с глубиной, поэтому они имеют более сложное строение тифлозоля. Эти черви имеют слабую пигментацию, как правило, менее подвижные, способны к настоящей диапаузе, которую проводят в специальном коконе.
2. Черви, обитающие на поверхности почвы (в подстилке, под упавшими деревьями и т.п.). Питаются слабо разложившимися или практически неразложившимися растительными остатками, имеют менее развитый тифлозоль, мелкие, подвижные, сильно пигментированные, как правило неспособны к настоящей диапаузе, быстро размножающиеся виды.
3. Черви, питающиеся на поверхности почвы, но вне активного периода уходящие вглубь по постоянным норам (или "норники"). В целом сходны с предыдущим типом, но лучше приспособлены к переживанию неблагоприятных условий (засуха) за счет своих глубоких нор.
    В пределах перечисленных групп дождевые черви также могут значительно различаться по образу жизни, холодо- и засухоустойчивости и т.п. Благодаря значительной пластичности они заселяют самые разные биотопы. Однако наибольшей численности достигают в местах, где в почву попадает большое количество растительных остатков и достаточно высока влажность. Влажность ниже 30-35% тормозит их развитие, а при влажности 22% они погибают в течение недели. При выращивании дождевых червей оптимальной является влажность 70-85%, т.е. близкая к содержанию воды в теле червя.
Азот. Очень велика потребность червей в азотсодержащей органике. В богатом азотом субстрате скорость роста и плодовитость червей резко возрастают.
Каждая половозрелая особь откладывает за летний период 18-24 коконов, в каждом из которых содержится 1-21 яйца. Через 2-3 недели из яиц вылупляются новые особи, а еще через 7-12 недель "новорожденные" сами способны приносить потомство. Черви живут 10-15 лет, длина достигает десятков сантиметров. Молодые половозрелые особи весят до 1 г.
Кислотность. В среде с кислотностью ниже pH=5 или выше pH=9 все черви погибают в течение недели. Оптимальной для червей является нейтральная среда с pH=7.
Температура. Как правило, при температуре +5°C черви освобождают кишечник и не питаются. Они уходят в более глубокие слои почвы и впадают "в спячку". Весной черви просыпаются за 1,5-2 недели до оттаивания почвы (исчезновения мерзлого слоя).
Засоленность. Концентрация солей более 0,5% смертельна для червей. Однако черви переносят повышенные концентрации углекислого кальция, углекислого железа, сернокислого алюминия, хлорного железа.
Значение дождевых червей в природе

Дождевые черви - неутомимые "агротехники" природы.Однако если вопрос о важном значении дождевых червей для процесса почвообразования не вызывает сомнений у специалистов, то эти сведения еще недостаточно далеко проникли в среду биологов и почвоведов, не говоря о широких массах лиц, так или иначе связанных с земледелием, садоводством и лесоводством. Довольно распространено мнение, что дождевые черви якобы могут причинить какой-то вред растениям. По крайней мере многие хозяева старательно выбирают из огородных гряд и уничтожают, не зная того, что их присутствие не может принести ничего, кроме пользы. Для того чтобы понять как следует процесс почвообразования и правильно оценить роль дождевых червей в этом процессе, нужно было бы учесть деятельность других животных и растительных организмов, связанных с почвой, а также рассмотреть и другие факторы почвообразования. Но сделать это мы не в состоянии, так как проблема почвообразования составляет основное содержание всего современного почвоведения – обширной науки, которая при решении этой проблемы пользуется данными смежных наук: геологии, бактериологии, ботаники и почвенной зоологии.

Влияние дождевых червей на проветривание и дренаж почв.

Уже самое наличие ходов дождевых червей в почве изменяет ее свойства. Совершенно ясно, что чем больше дождевые черви проделают ходов в почве, тем более благоприятные условия будут созданы для проникновения в нее воздуха и воды. И то, и другое обязательно для ряда химических процессов в почве, а, главное, воздух и вода составляют непременные условия для жизни почвенных организмов, в первую очередь бактерий и грибков, деятельность которых играет выдающуюся роль в снабжении корневых систем высших растений необходимыми для них веществами. Вещества перегноя почвы превращаются микроорганизмами в растворимые химические соединения, и с помощью корней растения имеют необходимые для них азот, фосфор, калий и другие элементы. Воздух в почве имеет значение еще и как источник получения азотистых соединений, что совершается особыми почвенными бактериями. Таким образом, дождевые черви содействуют осуществлению и этого существенного звена в процессе круговорота азота, облегчая циркуляцию воздуха в почве и проникновение его в глубокие почвенные слои. Кроме того, полости в почве, различного происхождения и всевозможных размеров, представляют собой основные места обитания разных групп мелких почвенных животных, принимающих участие, как в изготовлении перегноя, так и в его дальнейшей обработке. Почвы, населенные дождевыми червями, бывают очень обильно пронизаны их ходами. Это происходит благодаря тому, что один червь может прорыть целую систему ходов, сообщающихся друг с другом и выходящих в нескольких местах на поверхность. Например, наблюдения за работой в почве одного пашенного червя в специально сделанном для этой цели террариуме со стеклянными стенками показали, что червь, сначала углубившись в землю, вышел из нее обратно, проделав другое наружное отверстие. На другой день червь вернулся в глубину, сделал там горизонтальный ход и опять вышел на поверхность. Дальше он то пользовался старыми ходами, то прорывал новые, и через 21 день образовалась сложная система частью заброшенных и засыпавшихся, частью действующих ходов, идущих в разных направлениях и под любым углом к горизонту. Стенки ходов покрыты слоем слизи и испражнений червя, которые с большим трудом поддаются разрушению водой. Это придает им гораздо большую прочность по сравнению со случайными трещинами в почве. Таким образом, деятельность червей обеспечивает важнейшие факторы почвенного плодородия - аэрацию и дренаж. Невентилированные и недренируемые почвы лишены червей и агрономически очень низкого качества. Разумеется, не отсутствие червей делает их такими. Наоборот, червей там нет в силу химических особенностей почвы. Но если почва пригодна для жизни червей, то ее ценность несомненно повышается пробуравливанием червями.

Влияние дождевых червей на перемешивание земли и вынос ее на поверхность.

Частички почвы заглатываются дождевыми червями. После прохождения почвы через кишечник червей комочки почвы выбрасываются в виде копролитов (от греческих слов kopros – “навоз”, и lithos – “камень”). Копролиты представляют собой сферические или удлиненные комочки земли размером 1-5 мм. У свежевыброшенных копролитов - гладкая поверхность; они могут склеиваться друг с другом в агрегаты размером до 20 мм и более. Копролиты выбрасываются червями в виде кучек высотой 3 – 15 мм, закрывающих обычно наружное отверстие хода червя, хотя значительная часть копролитов откладывается и в подземных ходах. Таким образом, благодаря дождевым червям происходит перемешивание слоев почвы. Заглатывание червями почвы и вынос ее на поверхность представляет собой непрерывно идущий процесс образования нового поверхностного слоя, в котором частицы почвы с разных глубин оказываются тщательно перемешанными друг с другом. Перемешивание слоев почвы идет не только благодаря вынесению частиц почвы с глубины на поверхность; не меньшее значение имеет перемещение частиц из поверхностных слоев в глубину. Это может происходить путем стекания вместе с водой размоченного дождем гумусного слоя по ходам дождевых червей, а также непосредственно путем откладывания извержений в подземных ходах, подчас на большой глубине. Следует заметить, что перед свертыванием в клубок при впадении в спячку в зимних и летних камерах обязательно опоражнивается кишечник, причем это происходит обычно неподалеку от камер, т.е. на значительной глубине.

Влияние дождевых червей на структуру и химический состав почв.

Почва, проходя через кишечники дождевых червей, не только перемещается с одного места на другое, но и качественно меняется. Земля, заглоченная червем, перетирается в его желудке с листьями и другими растительными остатками, а также подвергается химической обработке при помощи веществ, выделяемых железами разных отделов кишечника. В результате получается мелкая однородная пищевая кашица, из которой некоторая часть растворенных веществ всасывается клетками кишечника. Червь утилизирует, конечно, очень небольшую часть заглоченных веществ. Рассмотрим прежде всего, как отражается прохождение почвы через кишечник червя на содержание в ней гумуса. Из только что сказанного ясно, что в результате заглатывания почвы червями количество гумуса в ней должно уменьшаться. Но не стоит забывать, что черви питаются не только гумусом, но и различными отмершими частями растений, которые затаскиваются внутрь почвы, перемалываются, подвергаются химической обработке, и выбрасываются обратно в почву, где подвергаются дальнейшей обработке бактериями и активными химическими веществами, в результате чего превращаются в гумус. Следовательно, дождевые черви являются одновременно и потребителями, и производителями гумуса почв. Дождевые черви перерабатывают растительные остатки и другие органические вещества (навоз, кору деревьев, отходы промышленности и т.д.). Это ее органическая часть, богатая питательными элементами. Одновременно улучшается механический состав почвы, снижается количество вредных организмов. За сутки 1 млн червей способен пропустить до 500 кг отходов и превратить их в ценные удобрения, содержащие большое количество питательных веществ, ферментов , полезных организмов. Перерабатывая навоз, черви обеззараживают его и обогащают полезными для почвы органическими кислотами. После такой переработки это органическое удобрение улучшает пищевой режим растений, повышает водоудерживающую способность почвы, что особенно важно при наступлении засушливого периода во время роста растений.
Навоз или компост обычно стараются внести сразу под вспашку или перекопку почвы, чтобы снизить потери аммиачного азота, который может улетучиться в виде газа. Но если поселить дождевых червей в навозные или компостные кучи во время их хранения, азот превращается в нелетучие соединения, а это исключает необходимость немедленной заделки органических удобрений. Их можно в течение некоторого времени оставлять на поверхности или заделывать в неглубокий слой почвы (5 см). Переработка навоза дождевыми червями улучшает санитарную обстановку. При заселении ими свиного навоза или помета птицы в короткий срок удается получить рыхлую, не имеющую запаха органическую массу, пригодную для удобрений, с меньшей численностью жизнеспособных семян сорной растительности и болезнетворных организмов.

Мониторинговые исследования численности дождевых червей в районах с различной антропогенной нагрузкой.

Для оценки антропогенного воздействия на почвы и экосистему, целью нашей работы стало изучение численности дождевых червей в районах с различной антропогенной нагрузкой. Для определения общего характера антропогенного воздействия мы заложили 4 прикопки размером 50х50см на 50 см в глубину.
Изучение дождевых червей производилось в летне - осенний период 2022- 2023 гг. Сбор экспериментального материала производился по стандартным методикам количественного учета дождевых червей в следующих районе города: дачного товарищества дачного товарищества и лесного массива. Максимальное количество дождевых червей в период с лета по осень 2022- 2023 года наблюдалось на участке дачного товарищества и лесного массива. Минимальная численность дождевых червей в черте города. Изменения численности дождевых червей в исследуемых районах в течение 2 лет статистически не достоверны.

Зависимость количества дождевых червей от степени антропогенного воздействия (расстояния от дороги)

Изменения, происходящие в почве, в том числе и антропогенное воздействие, влияют на численность дождевых червей, что является важнейшим показателем качества почв.

Итак, дождевые черви являются очень важным фактором почвообразования. Без них не могло бы быть почв в том виде, в каком мы их наблюдаем. Это, конечно, не дает права переоценивать их роль в почвообразовании, так как если бы не существовало большого количества других факторов, действующих в том же направлении, то деятельность червей не имела бы смысла. Дождевые черви включаются в процесс почвообразования, когда гумификация почвы уже в полном разгаре. Значение дождевых червей выступает на первый план, когда гумус уже создан и возникают задачи о его распределении по разным слоям почвы: 1) разрыхлении ее; 2) снабжении всего огромного количества гумификаторов воздухом и водой; 3) предохранении гумуса от быстрого вымывания из почвы; 4) удалении избытков растительных остатков с поверхности почвы; 5) нейтрализации кислот; 6) консервации питательных материалов для растений в водопрочных копролитах. Следует также обратить особое внимание на то, что деятельность дождевых червей в почвообразовании связана с деятельностью других физических, химических и биологических агентов, участвующих в этом процессе. Еще В.В.Докучаев говорил: “Почвы и грунты есть зеркало, яркое и вполне правдивое отражение, так сказать, непосредственный результат совокупного, весьма тесного, векового взаимодействия между водой, воздухом, землей, с одной стороны, животными и растительными организмами и возрастом страны, с другой, этими извечными и поныне живущими почвообразователями”. Изложенные в данной работе факты показывают, что дождевые черви играют далеко не последнюю роль в этом “вековом взаимодействии”, которое создало гумусные почвы всего мира, являющиеся предпосылкой для возникновения пышной растительности, а, следовательно, пищевой базой для всех наземных животных и человека.