Основные вопросы, рассматриваемые в курсе биологии почв
Процесс всемерной биологизации сельскохозяйственного производства и восстановления биологического потенциала почвы. Процесс инокуляции бобовых растений клубеньковыми бактериями. Особенности образования почвы и влияния дождевых червей на плодородие почвы.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 20.07.2011 |
| Размер файла | 50,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
Введение
1. Инокуляция бобовых растений клубеньковыми бактериями
2. Процесс образования почвы и длительность микроорганизмов
3. Дождевые черви
Заключение
Библиографический список
Введение
почва плодородие бактерия червь
Под почвой понимается поверхностный слой суши земного шара, который образуется в результате изменения горных пород при воздействии биоты, климата и других факторов почвообразования. Современные классификации почв по сложности напоминают таксономию микроорганизмов и могут шокировать естествоиспытателей, но до сих пор в зарубежных работах по экологии почвенных микроорганизмов употребляются такие термины, как подзол и чернозем.
Актуальность исследуемой темы заключается в том, что важнейшее свойство почвы, плодородие, определяет ее очевидную значимость как основного средства сельскохозяйственного производства. Кроме того, этот относительно маломощный слой суши участвует во всех важнейших процессах функционирования наземных экосистем и биосферы в целом (от обеспечения ресурсами и пространством всей наземной растительности до поддержания параметров атмосферы и гидросферы, включая проблемы «парниковых» газов, чистых поверхностных и грунтовых вод, устранения ксенобиотиков).
Цель работы - изучить вопросы, рассматриваемые в курсе биологии почв.
Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:
- раскрыть особенности инокуляции бобовых растений клубниковыми бактериями;
- рассмотреть процесс образования почвы и деятельность микроорганизмов;
- исследовать влияние дождевых червей на плодородие почвы.
Методологической основой работы являются труды отечественных авторов.
1. Инокуляция бобовых растений клубеньковыми бактериями
В настоящее время признана необходимость всемерной биологизации сельскохозяйственного производства и восстановления биологического потенциала почвы за счет возобновляемых ресурсов. Стабилизирующим звеном в биологическом земледелии являются бобовые культуры.
Бобовые растения обладают уникальной способностью вступать в симбиоз со специфическими для каждого вида растений клубеньковыми бактериями, образовывать азотфиксирующие клубеньки, усваивать за вегетацию до 500 кг/га азота воздуха (N2) и превращать его в аммиачный азот, доступный для растений. Фиксация бобовыми растениями атмосферного азота обеспечивает высокие урожаи дешевого растительного белка без применения дорогостоящих и экологически небезопасных минеральных азотных удобрений. С пожнивно-корневыми остатками многолетних бобовых трав в почве остается в среднем около 50% фиксированного из воздуха азота, который на 2-3 года существенно повышает плодородие почвы и урожай последующих культур.
Научно обоснованная доля бобовых культур в общей структуре посевов должна составлять 20-40%, тогда сейчас в ряде регионов они занимают менее 10%. В естественных условиях бобовые растения используют только 10-30% своего азотфиксирующего потенциала. Инокуляция их эффективными селекционными штаммами клубеньковых бактерий повышает этот показатель до 15-50% (на 40-60%), а остальной резерв может быть использован при оптимизации условий функционирования симбиоза.
Процесс инокуляции представляет собой применение искусственно полученных клубеньковых бактерий рода Rhizobium для улучшения азотфиксации. Инокулянты обычно наносят на семена перед посевом или вносят их в борозду для укладки семян при посеве. Было проведено немало исследований по выявлению эффективности применения инокулянтов в почву, которая уже содержит здоровые бактерии рода Rhizobium. Некоторыми исследованиями было установлено значительное повышение урожайности, тогда как другими рост урожайности зафиксирован не был. Например, исследования австралийских ученых показали, что на почвах с низким или нулевым содержанием бактерий Rhizobium инокуляция может обеспечить существенное повышение уровня образования клубеньков и урожайности растений.
Для бобовых культур повышение уровня образования клубеньков обычно составляет 50-150%, а повышение урожайности - 0,7-2 т/га.
Использование биопрепаратов клубеньковых бактерий для предпосевной инокуляции семян люцерны и эспарцета в полевых и производственных опытах Южного филиала Института сельскохозяйственной микробиологии Украинской академии аграрных наук показало, что в 70-80% случаев они существенно увеличивали урожай зеленой массы в первый и второй годы жизни растений. Лучшие штаммы повышали урожай зеленой массы люцерны на 5-8 т/га, а эспарцета - на 4-7 т/га при увеличении содержания в ней белка на 1-3 абсолютных процента. Последействие многолетних бобовых трав на урожай зерна озимой пшеницы было эквивалентно внесению 60-90 кг/га минерального азота по таким предшественникам, как кукуруза на зерно или смесь озимой ржи с рапсом на зеленый корм.
В России в результате многолетней селекции создана Национальная коллекция клубеньковых бактерий, в которой сохраняются, изучаются и тестируются штаммы клубеньковых бактерий для всех видов бобовых, возделываемых в стране. Лучшие из этих штаммов служат для производства биопрепарата ризоторфин.
Особенности препарата:
- для каждого вида бобовых растений используются специфические, только для них наиболее эффективные штаммы клубеньковых бактерий;
- увеличение урожая на 10-40% (при возделывании на новых для данной бобовой культуры почвах он может возрасти в 1,5-2 раза), а содержания высококачественного белка в нем - на 0,5-3%;
- экономия 50-200 кг минеральных азотных удобрений на гектар;
- последействие обработанных ризоторфином многолетних бобовых прослеживается на протяжении трех-пяти лет с прибавками урожая зерновых на 10-15%.
Стоимость минимальных прибавок продукции вследствие применения ризоторфина составляет 500-600 руб. с гектара, а для сои и других бобовых (козлятник, люпин, люцерна, фасоль) в новых районах их возделывания - 20 000 руб./га; при этом затраты на закупку, транспортировку и применение препарата составляют 100-150 руб./га.
Таким образом, окупаемость ризоторфина составляет от 5 до 150 единиц на единицу затрат. Следует также учесть благоприятное влияние ризоторфина на плодородие и экологическую обстановку (так как вовлекаемый в агроэкосистему биологически фиксированный азот служит альтернативой минеральным азотным удобрениям).
Существенные различия в уровне прибавок урожая при применении ризоторфина определяются целым рядом факторов:
- наличием в почвах большого количества аборигенных клубеньковых бактерий, специфичных для возделываемого вида бобовых;
- генотипом сорта бобового растения;
- агроклиматическими условиями.
При интродукции новых бобовых культур (козлятник, люцерна, люпин) эффективность бактеризации может составлять 50-100%, а сбор протеина увеличивается в 2-3 раза.
На практике в основном применяются четыре основные формы инокулянтов - порошковые, гранулированные, жидкие и замороженные (сухие). Наиболее широко используют порошковые инокулянты на торфяной основе, которые наносят непосредственно на семена. Жидкие инокулянты поступают в виде желе или замороженного концентрата, который обычно смешивают с водой и подают в семенную борозду.
Сыпучая торфяная форма традиционно называется ризоторфином и представляет собой увлажненную сыпучую массу темно-бурого цвета - в 1 г ее содержится 10-15 млрд ризобий, которые размножены в стерильном торфе с добавками питательных ингредиентов и мела. Масса гектарной дозы ризоторфина - 200 г. Гарантированный срок хранения препарата при температуре 4-15 °С составляет 6-9 месяцев.
Для того чтобы частицы торфа и вермикулита лучше удерживались на поверхности обработанных семян, к водной суспензии препарата добавляют прилипатели (жидкий или твердый концентрат барды, патоку, клейстер, латекс, обрат, навозную жижу). При этом нельзя использовать силикатный клей - он токсичен для клубеньковых бактерий из-за щелочной реакции раствора.
Инокуляцию семян биопрепаратами клубеньковых бактерий осуществляют машинами для протравливания семян ПСШ-5, ПС-10, «Мобитокс». Перед работой емкости машин очищают от остатков ядохимикатов, промывают раствором соды, стирального порошка и чистой водой согласно санитарным требованиям. Жидкую форму препарата заливают в бак вместе с водой, а сыпучие формы перед заправкой в бак протравочной машины необходимо предварительно суспензировать в небольшом количестве воды в отдельной емкости (ведро, бочка) и очистить от крупных частиц через фильтр с отверстиями 1-2 мм или через марлю. Хорошие результаты получаются и при обработке семян во вращающихся барабанах или бетономешалках.
Применение специальных аппликаторов позволяет использовать обычные погрузчики семян со шнековыми и ленточными транспортерами.
Иногда в практике для дозирования препарата в зерновые погрузчики применяют обычные садовые лейки или другие несложные приспособления, точность которых не соответствует современным требованиям.
Небольшое количество семян целесообразно обрабатывать вручную. Порцию семян в 100-200 кг высыпают на брезент размером 3х4 м, увлажняют суспензией биопрепарата в воде или растворе прилипателя в количестве 2-2,5% от массы семян и перемешивают, поочередно поднимая противоположные концы брезента, до равномерного распределения бактерий на поверхности семян. Через 20-30 минут семена впитывают влагу и восстанавливают сыпучесть. Обработанные семена затаривают в мешки и высевают во влажную почву в течение суток.
Инокуляцию семян бобовых культур биопрепаратами клубеньковых бактерий следует проводить в тени навеса или на складе, чтобы избежать действия прямых солнечных лучей, которые губительны для микроорганизмов. Нельзя обрабатывать семена в семенных ящиках сеялки, потому что жидкий инокулюм стекает на дно и нарушает работу высевающих аппаратов. Кроме того, увлажненные таким образом семена теряют сыпучесть и образуют «своды».
Бобово-ризобиальный симбиоз очень чувствителен к пестицидам. Все протравители в той или иной степени ингибируют образование клубеньков и снижают их азотфиксирующую активность. К наименее токсичным относятся фундазол, витавакс и бавистин. Вместо химических фунгицидов для подавления корневых гнилей и других заболеваний люцерны и эспарцета целесообразно использовать препараты микроорганизмов - антагонистов фитопатогенов.
Оболочка семян люцерны, донника и козлятника содержит токсичные для клубеньковых бактерий вещества, в частности алкалоиды, и более половины нанесенных на семена бактерий гибнет в течение двух часов после инокуляции. Еще более токсичны для клубеньковых бактерий семена люцерны, обработанные специальными составами для магнитной сепарации от семян повилики. Протравливание фунгицидами и обработка микроэлементами семян бобовых трав также существенно снижают выживание клубеньковых бактерий на их поверхности - вплоть до их полной гибели.
Вполне эффективным способом инокуляции является внесение как жидкого, так и гранулированного инокулянта в борозду для укладки семян.
При этом способе повышенные дозы бактерий могут быть внесены непосредственно в корневую зону растений, где бактерии защищены от разрушающих факторов - высоких температур поверхностного слоя почвы, нехватки влаги на поверхности почвы и повышенной концентрации химических препаратов.
Таким образом, бобовые растения обладают уникальной способностью вступать в симбиоз со специфическими для каждого вида растений клубеньковыми бактериями, образовывать азотфиксирующие клубеньки, усваивать за вегетацию до 500 кг/га азота воздуха (N2) и превращать его в аммиачный азот, доступный для растений. Фиксация бобовыми растениями атмосферного азота обеспечивает высокие урожаи дешевого растительного белка без применения дорогостоящих и экологически небезопасных минеральных азотных удобрений.
2. Процесс образования почвы и длительность микроорганизмов
Под почвой понимается поверхностный слой суши земного шара, который образуется в результате изменения горных пород при воздействии биоты, климата и других факторов почвообразования.
Важнейшее свойство почвы, плодородие, определяет ее очевидную значимость как основного средства сельскохозяйственного производства. Кроме того, этот относительно маломощный слой суши участвует во всех важнейших процессах функционирования наземных экосистем и биосферы в целом (от обеспечения ресурсами и пространством всей наземной растительности до поддержания параметров атмосферы и гидросферы, включая проблемы «парниковых» газов, чистых поверхностных и грунтовых вод, устранения ксенобиотиков). Во всех этих процессах ключевую роль играют микроорганизмы, которые обитают в почве и выполняют многообразные экосистемные функции.
Отличительная особенность почвы как природного местообитания микроорганизмов связана с ее гетерогенностью, которая проявляется в разных пространственных масштабах. Почвенные микроорганизмы обитают в трехфазной полидисперсной среде, представленной твердой (минеральные и органические частицы), жидкой (почвенная вода) и газообразной (почвенный воздух) фазами.
Жизнедеятельность микроорганизмов в почве осуществляется в основном на почвенных частицах, в определенных микрозонах которых представлены клетки, ресурсы и микробные метаболиты. Поверхность почвенных частиц как жизненное пространство микроорганизмов может составлять несколько десятков квадратных метров в 1 г почвы.
Масса биоты, включая бактерии, грибы, водоросли, по данным прямых методов микроскопии, может достигать нескольких тонн на гектар почв. В первом приближении по биомассе в поверхностных почвенных образцах (особенно в таежно-лесной зоне) доминируют грибы. Биомасса бактерий сопоставима по порядку величин с биомассой грибов, а остальные компоненты, включая представителей почвенной фауны, составляют второй план. Вместе с тем сами по себе показатели биомассы, к тому же рассчитанные на основе тотальных количественных учетов (без дифференциации «активной» и «неактивной и мертвой» биомассы), не дают представления о функциональной роли отдельных представителей почвенной биоты.
В целом можно охарактеризовать почву как чрезвычайно гетерогенную среду обитания, в которой существует обильная и разнообразная микробная биомасса.
Микроорганизмы почвы очень многочисленны и разнообразные. Среди них имеются бактерии, актиномицеты, микроскопические грибы и водоросли, протозоа и близкие к этим группам живые существа.
Биологический круговорот в почве осуществляется с участием разных групп микроорганизмов. В зависимости от типа почвы содержание микроорганизмов колеблется. В садовых, огородных, пахотных почвах их насчитывается от одного миллиона до нескольких миллиардов микроорганизмов в 1 г почвы. В почве каждого садового участка присутствуют свои микроорганизмы. Они участвуют своей биомассой в накоплении органического вещества почвы. Они выполняют огромную роль в образовании доступных форм минерального питания растений. Исключительно велико значение микроорганизмов в накоплении биологически активных веществ в почве, таких как ауксины, гиббереллины, витамины, аминокислоты, стимулирующие рост и развитие растений. Микроорганизмы, образуют слизи полисахаридной природы, а также большое количество нитей грибов, принимают активное участие в формировании структуры почвы, склеивании пылеватых почвенных частиц в агрегаты, чем улучшают водно-воздушный режим почвы.
Биологическая активность почвы, численность и активность почвенных микроорганизмов тесно связаны с содержанием и составом органического вещества. В тоже время с деятельностью микроорганизмов тесно связаны такие важнейшие процессы формирования плодородия почв, как минерализация растительных остатков, гумификация, динамика элементов минерального питания, реакция почвенного раствора, превращения различных загрязняющих веществ в почве, степень накопления ядохимикатов в растениях, накопление токсических веществ в почве и явление почвоутомления. Велика санитарно-гигиеническая роль микроорганизмов и в трансформации и обезвреживании соединений тяжелых металлов.
Перспективным направлением восстановления и поддержания плодородия и биологической интенсификации земледелия считается применение продуктов переработки органических отходов с участием вермикомпостов дождевых червей, находящихся в симбиозе с микроорганизмами. В естественных почвах разложение опада осуществляют дождевые черви, копрофаги и другие организмы. Но в этом процессе участвуют и микроорганизмы. В кишечнике червей для них создаются более благоприятные условия для выполнения любых функций, чем в почве. Дождевые черви в союзе с микроорганизмами превращают различные органические отходы в высокоэффективные биологические удобрения с хорошей структурой, обогащенные макро- и микроэлементами, ферментами, активной микрофлорой, обеспечивающей пролонгированное (длительное, постепенное) действие на растения.
Итак, обеспечивая развитие микроорганизмов в почве, вы, повышаете урожай и улучшаете его качество. Ведь микроорганизмы развиваются, т.е. делятся каждые 20-30 мин и при наличии достаточного питания образуют большую биомассу. Если бык весом 500кг за сутки образует 0,5 кг 1 кг, то 500 кг микроорганизмов за суткибиомассы, а 500 кг растений создают 5т биомассы. Почему же этого не наблюдается в почве? А потому что для этого микроорганизмам необходимо питание, а с другой стороны лимитируют различные факторы, в частности ядохимикаты. На площади 1 га в результате жизнедеятельности почвенных микробов в течение года выделяется 7500м3 углекислоты. А углекислота необходима и как источник углеродного питания растений и для растворения труднодоступных солей фосфорной кислоты и превращения фосфора в форму доступную для питания растений. Т.е. там, где хорошо работают микроорганизмы, нет необходимости во внесении фосфорных удобрений. Но сами микроорганизмы нуждаются в органическом веществе.
В балансе органического вещества почвы велика роль культурных растений. Накоплению гумуса в почвах способствует многолетние травы, особенно бобовые. После их уборки в почве остается фитомасса, которая обогащена азотом за счет фиксации его клубеньковыми бактериями из воздуха. Пропашные и овощные культуры (картофель, капуста и др.) уменьшают содержание гумуса в почве, т.к. оставляют в почве небольшое количество растительных остатков, а применяемая система глубокой обработки почвы обеспечивает интенсивное поступление в пахотный слой кислорода и, как следствие, обеспечивает сильную минерализацию органического вещества, т.е. его потерю.
При анализе почв нередко учитывается количество отдельных физиологических групп микроорганизмов. Это делается так называемым методом титра, при котором жидкие избирательные (элективные) питательные среды для определенных групп микроорганизмов заражают разными разведениями почвенной суспензии. Устанавливая после выдержки в термостате степень разведения, показавшего наличие искомой группы микроорганизмов, можно затем простым пересчетом определить численность ее представителей в почве. Таким путем узнают, насколько почва богата нитрификаторами, денитрификаторами, целлюлозоразлагающими и другими микроорганизмами.
Для характеристики типа почвы и ее состояния важны не только показатели численности разных групп микроорганизмов, но и анализ состояния в почве отдельных их видов. За редкими исключениями, даже физиологические группы микроорганизмов очень широки. Внешняя обстановка может резко менять видовой состав почвенных микроорганизмов, но мало или совсем не отражается на количестве их физиологических групп. Поэтому при анализе почвы важно стремиться установить состояние отдельных видов микроорганизмов.
Среди почвенных микроорганизмов встречаются представители разных систематических единиц, способные ассимилировать не только легкоусвояемые органические соединения, но и более сложные вещества ароматической природы, к которым относятся такие характерные для почвы соединения, как перегнойные вещества.
Все почвы на Земле образовались из выходящих на дневную поверхность весьма разнообразных горных пород, которые обычно называют материнскими. В качестве почвообразующих выступают главным образом рыхлые осадочные породы, так как изверженные и металморфические породы выходят на дневную поверхность сравнительно редко.
Основоположник научного почвоведения В.В. Докучаев рассматривал почву как особое тело природы, столь же самобытное, как растение, животное или минерал. Он указал, что в различных условиях образуются разные почвы, и что они изменяются во времени. По определению В.В. Докучаева, почвой следует называть «дневные», или поверхностные горизонты горных пород, естественно измененные влиянием ряда факторов. Тип почвы слагается в зависимости от: а) материнской породы, б) климата, в) растительности, г) рельефа страны и д) возраста почвообразовательного процесса.
Уже с начальных этапов превращения горных пород в почву роль микроорганизмов в процессах выветривания минералов вырисовывается весьма наглядно.
Обычно первыми поселенцами горных пород являются накипные лишайники, образующие листообразные пластины, под которыми накапливается небольшое количество мелкозема. Лишайники, как правило, находятся в симбиозе с неспорообразующими сапрофитными бактериями.
В отношении ряда элементов лишайники выступают как их аккумуляторы. В мелкоземе под литофильной растительностью резко увеличивается количество органического вещества, фосфора, окиси железа, кальция и магния.
Из других растительных организмов, поселяющихся на материнских породах, следует отметить микроскопические водоросли, в частности сине-зеленые и диатомовые. Они ускоряют выветривание алюмосиликатов и также обычно живут в ассоциации с неспорообразующими бактериями.
Водоросли, очевидно, играют существенную роль как автотрофные накопители органических веществ, без которых не может протекать энергичная деятельность сапрофитных микроорганизмов. Последние продуцируют разные соединения, вызывающие выветривание минералов. Многие сине-зеленые водоросли являются фиксаторами азота и обогащают разрушаемую горную породу этим элементом.
Основную роль в процессе выветривания, вероятно, играют углекислота, минеральные и органические кислоты, вырабатываемые разными микроорганизмами. Имеются указания, что сильным растворяющим действием обладают некоторые кетокислоты. Не исключается возможность участия в выветривании перегнойных соединений.
Следует отметить, что многие бактерии образуют слизи, облегчающие тесный контакт микроорганизмов с горной породой. Разрушение последней происходит как под влиянием продуктов жизнедеятельности микроорганизмов, так и в результате образования комплексных соединений между веществом слизей и химическими элементами, входящими в состав кристаллических решеток минералов. Выветривание горных пород в природе должно рассматриваться как единство двух противоположных процессов - распада первичных минералов и возникновения вторичных минералов. Новые минералы могут возникать при взаимодействии микробные метаболитов друг с другом.
В зависимости от сочетания ряда природных факторов дальнейшее развитие почвообразовательного процесса протекает различно, обусловливая образование того или иного типа почвы. С первых этапов развития почвообразовательного процесса начинает накапливаться в почвенном слое перегной.
В создании перегноя почвы большое значение имеют микроорганизмы. Их роль весьма многогранна. Они разлагают различного рода остатки и среди прочих веществ образуют соединения, которые служат структурными единицами молекул гумусовых веществ. Частично подобного рода вещества создаются самими микроорганизмами. Наконец, многие микроорганизмы вырабатывают фенолоксидизы, которые окисляют полифенолы до хинонов, легко конденсирующихся при определенных условиях в перегнойные соединения.
Под термином «перегной», или «гумус», объединяется целая группа родственных высокомолекулярных соединений, химическая природа которых до сих пор точно не установлена. Гумус составляет 85-90% всего еретического вещества почвы. В нем аккумулировано значительное количество азота, фосфора и ряда других элементов. Перегнойные соединения могут разлагаться очень многими микроорганизмами (бактериями, актиномицетами, грибами и т. д.).
В природных условиях накопление перегноя в почве является результатом двух диаметрально противоположных процессов - его синтеза и распада. Существенное значение при этом имеет поступление в почву растительных остатков.
Следует отметить также, что перегнойные соединения в небольших концентрациях стимулируют рост растений, что объясняется содержанием в них биологически активных веществ. Чем больше в почве перегноя, тем более энергично протекают в ней микробиологические и биохимические процессы, играющие огромную роль в накоплении питательных для растений соединений.
Таким образом, под почвой понимается поверхностный слой суши земного шара, который образуется в результате изменения горных пород при воздействии биоты, климата и других факторов почвообразования. В создании перегноя почвы большое значение имеют микроорганизмы. Их роль весьма многогранна. Они разлагают различного рода остатки и среди прочих веществ образуют соединения, которые служат структурными единицами молекул гумусовых веществ. Частично подобного рода вещества создаются самими микроорганизмами. Наконец, многие микроорганизмы вырабатывают фенолоксидизы, которые окисляют полифенолы до хинонов, легко конденсирующихся при определенных условиях в перегнойные соединения.
3. Дождевые черви
Дождевые черви, земляные черви, общее название ряда семейств кольчатых червей класса малощетинковых. Тело состоит из колец, или сегментов (от 80 до 300). Все сегменты, кроме переднего, несут по 8 (у некоторых тропических видов - по несколько десятков) коротких щетинок, служащих опорой при ползании.
Уже самое наличие ходов дождевых червей в почве изменяет ее свойства. Ранее мы отметили значение скважинности почвы. 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 коневых 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.
Нельзя не отметить еще одно важное следствие наличия ходов в почве. В степных засушливых районах растениям приходиться добывать влагу с больших глубин и корням, чтобы достигнуть воды, необходимо пробиваться через толщу совершенно высохшего грунта. Как установлено Г.Н. Высоцким, корни дорастают до водоносных слоев, пользуясь ходами червей. На глубине 2 м нет ни одного корня, который бы пробил себе дорогу самостоятельно; они идут внутри ходов дождевых червей. Часто корни спаиваются вместе внутри хода, так как они оказываются сдавленными окружающим их сухим грунтом.
Черви не только дренируют почву. Многочисленными экспериментами подтверждена немалая роль червей в процессах перемешивания земли и ее выноса на поверхность. В свое время этими процессы серьезно изучал Чарльз Дарвин. Он заметил, что предметы, лежащие на поверхности земли, оказываются через некоторое время под нею, причем скорость их погружения не зависит от их удельного веса. Одно из наблюдений Дарвина показывает, что куски каменноугольных шлаков, которые были рассыпаны по участку пустоши, оказались через 15 лет покрытыми слоем почвы толщиной в 6,25 см, не считая дерна. Еще шесть с половиной лет спустя поле было вторично исследовано, и слой шлака был найден на глубине от 10 до 12,5 см. Таким образом, почвенный слой ежегодно утолщался приблизительно на 0,5 см. Выявляя причины этого явления, Дарвин хорошо сознавал, что кроме деятельности червей здесь действуют и другие факторы, такие как ветер, потоки дождевой воды, деятельность других животных (особенно кротов и муравьев). Однако в условиях влажного климата и на ровных местах главная роль в этом процессе несомненно принадлежит роющим животным, и в основном дождевым червям.
Этот вывод подтверждают многочисленные опыты, воспроизводящие в искусственных условиях явления, которые наблюдал Дарвин. Один из опытов состоял в том, что в одну половину стеклянного сосуда с плоскими стенками была насыпана земля, а в другую - крупный гравий, не проходимый для червей. Сверху почва и гравий были покрыты прямоугольными пластинками из фаянса. В земле содержались дождевые черви, которым давалась пища, и в ней поддерживалась необходимая влажность. По прошествии времени фаянсовые пластинки оказались глубоко под поверхностью почвы, а в части сосуда, недоступной для червей, они остались в прежнем положении на поверхности.
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.
Заключение
Бобовые растения обладают уникальной способностью вступать в симбиоз со специфическими для каждого вида растений клубеньковыми бактериями, образовывать азотфиксирующие клубеньки, усваивать за вегетацию до 500 кг/га азота воздуха (N2) и превращать его в аммиачный азот, доступный для растений. Фиксация бобовыми растениями атмосферного азота обеспечивает высокие урожаи дешевого растительного белка без применения дорогостоящих и экологически небезопасных минеральных азотных удобрений.
Под почвой понимается поверхностный слой суши земного шара, который образуется в результате изменения горных пород при воздействии биоты, климата и других факторов почвообразования. В создании перегноя почвы большое значение имеют микроорганизмы. Их роль весьма многогранна. Они разлагают различного рода остатки и среди прочих веществ образуют соединения, которые служат структурными единицами молекул гумусовых веществ. Частично подобного рода вещества создаются самими микроорганизмами. Наконец, многие микроорганизмы вырабатывают фенолоксидизы, которые окисляют полифенолы до хинонов, легко конденсирующихся при определенных условиях в перегнойные соединения.
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.
Библиографический список
1.Авраменко, И.Ф. Микробиология [Текст] / И.Ф. Авраменко. - М.: Колос, 2002. - 190 с.
2.Андрус, Д.Р. Введение в химию окружающей среды [Текст] / Д.Р. Андрус. - М.: Мир, 2005. - 188 с.
3.Громов, Б.В. Экология бактерий [Текст] / Б.В. Громов. - СПб.: Феникс, 2009. - 388 с.
4.Гусев, М.В. Общая микробиология [Текст] / М.В. Гусев. - М.: МГУ, 2003. - 144 с.
5.Добровольский, Г.В. Функции почв в биосфере и экосистемах [Текст] / Г.В. Добровольский. - М.: Наука, 2002. - 270 с.
6.Зенова, Г.М. Биология почв [Текст] / Г.М. Зенова. - М.: МГУ, 2006. - 288 с.
7.Котова, И.Б. Микробиология [Текст] / И.Б. Котова. - М.: Академия, 2006. - 352 с.
8.Кривошеин, Ю.С. Микробиология [Текст] / Ю.С. Кривошеин. - М.: Медицина, 1981. - 512 с.
9.Нарциссов, В.Т. Научные основы систем земледелия [Текст] / В.Т. Нарциссов. - М.: Колос, 2002. - 328 с.
10.Нетрусов, А.И. Экология микроорганизмов [Текст] / А.И. Нетрусов. - М.: Академия, 2004. - 272 с.
11.Сидоренко, О.Д. Микробиология [Текст] / О.Д. Сидоренко. - М.: Инфра-М, 2005. - 285 с.
12.Хазиев, Ф.Х. Почвы и регулирование их плодородия [Текст] / Ф.Х. Хазиев. - Уфа: Гилем, 2007. - 288 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Положение дождевых червей в типологической классификации. Изучение строения тела, нервной и кровеносной системы, особенностей размножения. Прикладное значение дождевых червей в процессе образования почвы. Характеристика представители земляных червей.
презентация [1002,3 K], добавлен 16.06.2016Морфологические особенности и классификация дождевых червей. Описания строения тела, питания и размножения. Изучение нервной, кровеносной и пищеварительной систем, органов выделения. Анализ роли жизнедеятельности дождевых червей в сельском хозяйстве.
реферат [188,2 K], добавлен 24.01.2013Активирование определенных ферментативных систем растений с помощью микроэлементов. Роль почвы как комплексного эдафического фактора в жизни растений, соотношение микроэлементов. Классификация растений в зависимости от потребности в питательных веществах.
курсовая работа [1005,7 K], добавлен 13.04.2012Характеристика почвы как источника передачи возбудителей инфекционных болезней. Исследование количественного и видового состава почвенных микроорганизмов. Санитарная оценка почвы по микробиологическим показателям. Загрязнение и самоочищение грунтов.
презентация [2,8 M], добавлен 16.03.2015Почвы нечерноземной зоны России, опишите свойства дерново-подзолистых почв и мероприятия по улучшению их плодородия. Кормовые севообороты, условия их применения. Система основной обработки почвы под яровые культуры после однолетних культур сплошного сева.
контрольная работа [35,4 K], добавлен 28.02.2009История развития и изучения биоиндикации почвы. Структура животного населения почвы и факторы его разнообразия. Место беспозвоночных животных в почвообразовании. Влияние техногенного загрязнения и других внешних факторов на почвенных беспозвоночных.
реферат [1,2 M], добавлен 14.11.2010Санитарно-показательные микроорганизмы для почвы. Требования, предъявляемые к водопроводной воде. Микрофлора полости рта взрослого. Санитарно-гигиеническое состояние воздуха. Микроорганизмы промежности. Химические факторы, действующие на бактерии.
тест [29,4 K], добавлен 17.03.2017Объект исследования и подготовка образцов почв к микробиологическому исследованию. Определение общей численности сапротрофных и олиготрофных бактерий в 5 горизонтах почвенного профиля дерновой почвы путем прямого счета по методу Виноградского-Брида.
курсовая работа [41,1 K], добавлен 23.01.2011Понятие и общая характеристика черноземной почвы, ее структура и состав, особенности и факторы формирования. Классификация и разновидности: оподзоленные, выщелоченные, типичные, обыкновенные и южные. Территория их распространения в Российской Федерации.
презентация [328,2 K], добавлен 16.04.2016Описание структуры воды пресных водоемов и донных иловых отложений. Характеристика почвы как среды обитания микроорганизмов. Исследование влияния вида и возраста растений на ризосферную микрофлору. Рассмотрение микробного населения почв разных типов.
курсовая работа [45,7 K], добавлен 01.04.2012
