Почвенные водоросли: видовой состав, распространение, роль в формировании почвенного плодородия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Харьков 2011

Министерство образования и науки Украины

Харьковский национальный университет имени В.Н. Каразина

Биологический факультет

Кафедра ботаники

Почвенные водоросли: видовой состав, распространение, роль в формировании почвенного плодородия

Курсовая работа

по нормативному курсу

«Ботаника: низшие растения»

студентки 1 курса

Аристовой Д.И.

Оглавление

Ведение

1. Особенности почвенных водорослей

2. Видовой состав почвенных водорослей

2.1 Отдел сине-зеленые водоросли

2.2 Отдел зеленые водоросли

2.3 Отдел диатомовые водоросли

2.4 Отдел желто-зеленые водоросли

3 Распространение водорослей в почвах

4 Роль почвенных водорослей в формировании почвенного плодородия и в жизни биогеоценоза

Список использованной литературы

Введение

Водоросли - это обширная и неоднородная группа примитивных, напоминающих растения организмов. За немногими исключениями, они содержат зеленый пигмент хлорофилл, который необходим для питания путем фотосинтеза, т.е. синтеза глюкозы из диоксида углерода и воды. Очень редко встречаются бесцветные водоросли, но во многих случаях зеленый хлорофилл маскируется у них пигментами другого цвета. Фактически среди тысяч видов, входящих в эту группу, можно найти формы, окрашенные в любой из тонов солнечного спектра. Хотя водоросли иногда относят к наиболее примитивным организмам, это мнение можно принять лишь с существенными оговорками. Действительно, у многих из них отсутствуют сложные ткани и органы, сравнимые с хорошо известными у семенных растений, папоротниковидных и даже у мхов и печеночников, однако все процессы, необходимые для роста, питания и размножения их клеток, весьма, если не полностью, сходны с происходящими в растениях. Таким образом, физиологически водоросли достаточно сложны.

Водоросли - самые многочисленные, самые важные для планеты и шире всего распространенные фотосинтезирующие организмы. Их много повсюду - в пресных водах, на суше и в морях. Невооруженным глазом водоросли часто можно наблюдать в виде мелких или крупных пятен зеленой или иначе окрашенной пены ("тины") на поверхности воды. На почве или древесных стволах они обычно выглядят как зеленая или сине-зеленая слизь. В море слоевища крупных водорослей (макрофитов) напоминают красные, бурые и желтые блестящие листья различной формы.

Подцарство Водоросли, по мнению некоторых авторов, включает в себя 12 отделов:

1. Сине-зеленые водоросли - Cyanophyta (Cyanoprocaryota)

2. Динофитовые водоросли - Dinophyta

3. Рафидофитовые водоросли - Raphidophyta

4. Криптофитовые водоросли - Cryptophyta

5. Золотистые водоросли - Chrysophyta

6. Желтозеленые водоросли - Xanthophyta

7. Диатомовые водоросли - Bacillariofyta

8. Бурые водоросли - Phaeophyta

9. Красные водоросли - Rhodophyta

10. Эвгленовые водоросли - Euglenophyta

11. Зеленые водоросли - Chlorophyta

12. Харовые водоросли - Charophyta

Почвенные водоросли - это водоросли, которые обитают на поверхности почвы (наземные) или в ее толще. Известно около 2000 видов микроскопических почвенных водорослей, главным образом из сине-зеленых, зеленых, желто-зеленных и диатомовых водорослей.

почва водоросли плодородие

1. Особенности почвенных водорослей

Несмотря на свое название, водоросли встречаются не только в воде. Например, их очень много в почве. В 1 г хорошо унавоженной почвы можно обнаружить около 1 млн. их отдельных экземпляров. Те, что сосредоточены на поверхности почвы и непосредственно под ней, питаются путем фотосинтеза. Прочие живут в темноте, бесцветны и поглощают растворенную пищу из окружающей среды, т.е. являются сапрофитами. Основная группа почвенных водорослей - диатомовые, хотя местами в этой среде обитания обильны также зеленые, желто-зеленные и сине-зеленые водоросли. Общее количество обнаруженных в почве видов водорослей приближается уже к 2000. В почвах бывших стран СССР было найдено около 1400 видов, разновидностей и форм, относящихся главным образом к сине-зеленым (438), зеленым (473), желто-зеленым (146) и диатомовым (324) водорослям (рис. 39).

На поверхности почвы нередко можно видеть невооруженным глазом различные разрастания -- кожистые или войлокообразные пленки или слизистые слоевища сине-зеленых водорослей. Часто наблюдается также общее позеленение почвы, обусловленное массовым развитием микроскопических форм, рассеянных среди почвенных частиц.

Водоросли, населяющие толщу почвы, можно обнаружить лишь под микроскопом. Особенно хорошо заметпы водоросли при просмотре пробы почвы или почвенной суспензии в люминесцентном микроскопе, где хлорофиллоносные клетки их выделяются красным свечением (табл. 2, 10). Кроме того, их можно обнаружить с помощью культур, помещая почву в благоприятную для роста водорослей среду и таким образом способствуя быстрому увеличению численности имеющихся в почве зачатков водорослей. Для выявления почвенных водорослей применяют два вида культур: водные, когда небольшое количество почвы вносят в колбу со стерильной питательной средой, и почвенные, когда почву помещают в чашки Петри, увлажняют и на ее поверхность кладут стерильные покровные стекла, на которых водоросли хорошо разрастаются. Культуры выдерживают на свету при комнатной температуре и по мере роста водорослей просматривают и определяют их состав.

Почва как биотоп имеет сходство с водными и воздушными местообитаниями: в ней есть воздух, причем он насыщен водяными парами, что обеспечивает дыхание атмосферным воздухом без угрозы высыхания. Однако почва кардинально отличается от вышеназванных биотопов своей непрозрачностью. Этот фактор оказывает решающее воздействие на развитие водорослей. Интенсивное развитие водорослей как фототрофных организмов возможно только там, куда проникает свет. В целинных почвах это поверхностный слой почвы толщиной до 1 см, однако, в таких почвах водоросли встречаются и на гораздо большей глубине (до 2 м). Это объясняется способностью некоторых водорослей в темноте переходить к гетеротрофному питанию. Многие водоросли сохраняются в почве в состоянии покоя.

Для выживания почвенные водоросли должны иметь способность переносить неустойчивую влажность, резкие колебания температуры и сильную инсоляцию. Эти свойства обеспечиваются у них рядом морфологических и физиологических особенностей (более мелкие размеры по сравнению с водными формами этих же видов, обильное образование слизи). О поразительной жизнеспособности этих водорослей говорит следующее наблюдение: когда почвенные водоросли, хранящиеся десятки лет в воздушно-сухом состоянии в почвенных образцах поместили в питательную среду, они начали развиваться. Почвенные водоросли (преимущественно сине-зеленые) обладают устойчивостью против ультрафиолетового и радиоактивного излучения.

Характерной чертой почвенных водорослей является способность быстро переходить из состояния покоя к активной жизнедеятельности и наоборот. Они также способны переносить разные колебания температуры почвы. Диапазон выживаемости ряда видов лежит в пределах от -20° до +84° С. Известно, что наземные водоросли составляют значительную часть растительности Антарктиды. Они окрашены почти в черный цвет, поэтому температура их тела оказывается выше температуры окружающей среды. Почвенные водоросли являются также важными компонентами биоценозов аридной зоны, где почва в летнее время нагревается до 60-80°С.

Перечисленные свойства почвенных водорослей позволяют им обитать в самых неблагоприятных местообитаниях. Этим объясняется их широкое распространение и быстрота разрастаний даже при кратковременном появлении необходимых условий.

Подавляющее большинство почвенных водорослей - микроскопические формы, однако нередко их можно увидеть на поверхности почвы невооруженным глазом. Массовое развитие микроскопических форм вызывает позеленение склонов оврагов и обочин лесных дорог, «цветение» пахотных почв.

почва водоросль организм

2. Видовой состав почвенных водорослей

Как я писала выше известно около 2000 видов микроскопических почвенных водорослей, главным образом из сине-зеленых, зеленых, и диатомовых водорослей, реже желто-зеленые.

Рисунок 1. Наиболее обычные водоросли, обитающие в почве

2.1 Отдел сине-зеленые водоросли (Cyanophyta)

Сине-зеленые водоросли - старейшая группа среди автотрофных организмов и среди организмов вообще. Остатки подобных им организмов найдены среди строматолитов (известковые образования с бугорчатой поверхностью и концентрически слоистым внутренним строением из докембрийских отложений), возраст которых составлял около трех миллиардов лет. Химический анализ обнаружил в этих остатках продукты разложения хлорофилла. Второе серьезное доказательство древности сине-зеленых водорослей - строение их клеток. Вместе с бактериями они объединены в одну группу под названием доядерных организмов (Procaryota). Разные систематики по-разному оценивают ранг этой группы -- от класса до самостоятельного царства организмов, в зависимости от того, какое значение они придают отдельным признакам или уровню клеточного строения. В систематике сине-зеленых водорослей еще много неясного, большие разногласия возникают на каждом уровне их исследования.

Известно около 2000 видов сине-зеленых водорослей. Они осуществляют фотосинтез с выделением кислорода. Комплекс пигментов включает хлорофилл a, фикоцианин и фикоэритрин, в-каротин, ксантофиллы (зеаксантин, криптоксантин, миксоксантин, осциллоксантин и др.). В зависимости от соотношения пигментов окраска варьирует от темно-зеленой, почти черной, до желто-зеленой, оливковой, сине-зеленой, голубой, фиолетовой и розовой. Основные продукты ассимиляции: специфический белок цианофицин и гликогеноподобный полисахарид.

По форме вегетативных клеток сине-зеленые водоросли можно разделить на две основные группы:

1) виды с более или менее шаровидными клетками (шаровидные, широкоэллипсоидные, груше- и яйцевидные);

2) виды с клетками, сильно вытянутыми (или сжатыми) в одном направлении (удлиненно-эллипсоидные, веретеновидные, цилиндрические -- от короткоцилиндрических и бочонковидных до удлиненно-цилиндрических). Клетки живут отдельно, а иногда соединяются в колонии или образуют нити (последние также могут жить отдельно или образовывать дерновинки или студенистые колонии).

Клетки имеют довольно толстые стенки. В сущности, протопласт окружен здесь четырьмя оболочковыми слоями: двухслойная клеточная оболочка покрыта сверху внешней волнистой мембраной, а между протопластом и оболочкой находится еще и внутренняя клеточная мембрана. В образовании поперечной перегородки между клетками в нитях участвуют только внутренний слой оболочки и внутренняя мембрана; внешняя мембрана и внешний слой оболочки туда не заходят.

В морфологическом отношении сине-зеленые включают одноклеточные, колониальные и многоклеточные формы, обычно микроскопических размеров, но иногда образующие колонии и разрастания, видимые невооруженным глазом. Подвижные жгутиковые формы и стадии отсутствуют.

Размножаются сине-зеленые вегетативно (делением клеток надвое, фрагментацией колоний, гормогониями, гормоцистами, акинетами) и бесполым путем с образованием эндоспор и экзоспор. Половое размножение отсутствует.

Сине-зеленые способны к азотфиксации.

Рисунок 2. Сине-зеленые водоросли

2.2 Отдел зеленые водоросли (Chlorofita)

Известно около 20 000 видов. Эукариоты. Комплекс пигментов включает хлорофиллы a и b, каротины (б-, в-, г-, е-), 10 ксантофиллов (лютеин, неоксантин, виолаксантин, зеаксантин и др.). Продукт ассимиляции крахмал.

Есть одноклеточные, колониальные и многоклеточные зеленые водоросли; последние большей частью нитевидной, реже пластинчатой формы. Некоторые зеленые водоросли имеют неклеточное строение, т. е. тело их, несмотря на крупные размеры и иногда сложное внешнее расчленение, не разделено на клетки. Подвижные одноклеточные и колониальные формы, а также зооспоры и гаметы. Зеленые водоросли имеют 2--4, редко больше, жгутика и светочувствительный глазок. Клетки зеленых водорослей одноядерные или реже многоядерные, клеточные покровы - плазмалемма, перипласт, оболочка (целюллозно-пектиновая). Известны формы с домиками и двустворчатой оболочкой. Характерно большое разнообразие внутреннего и внешнего строения клетки и внутриклеточных органелл. Типично изоконтные формы - у подвижных клеток равные по длине и строению жгутики.

Размножение бесполое (зооспорами и неподвижными спорами), половое (изогамия, гетерогамия, оогамия, конъюгация) и вегетативное (одноклеточные - делением тела надвое, многоклеточные нитевидные - участками таллома). Функцию органов полового и бесполого размножения выполняют вегетативные клетки. Спорангии как особые образования известны лишь у некоторых дазикладовых, гаметангии -- у части дазикладовых и сифоновых. У одних зеленых водорослей одна и та же особь может давать, в зависимости от внешних условий, органы либо бесполого, либо полового размножения, у других существуют спорофиты и гаметофиты, которые могут быть одинакового или разного строения. Мейоз происходит в зиготе. Разнообразные типы жизненных циклов: гаплофазный, диплофазный, гаплодиплофазный с изоморфным и гетероморфным чередованием поколений.

Активные агенты очистки и доочистки загрязненных и сточных вод. Объекты биотехнологии.

2.3 Отдел диатомовые водоросли (Bacillariophyta)

Диатомовые водоросли являются основной группой почвенных водорослей. Известно около 20 000 видов. Эукариоты. Комплекс пигментов включает хлорофиллы а и с, в- и е-каротин, 5 ксантофиллов (фукоксантин, диатоксантин, диадиноксантин и др.). Продукты ассимиляции - масло, хризоламинарин, волютин. Хлоропласты разнообразны по форме, размерам и положению; в клетке может быть от двух пластинчатых крупных хлоропластов до многочисленных мелких. Клеточная оболочка представлена панцирем (пектиновый матрикс инкрустированный кремнеземом), состоящим из двух половинок.

Структура панциря его форма, соотношение осей и плоскостей симметрии лежат в основе систематики Bacillariophyta.

Панцирь состоит из двух половинок, своими краями плотно надвигающихся друг на друга, как крышка на коробку. Наружная половина панциря, называется эпитекой, внутренняя - гипотекой. Эпитека и гипотека также состоят каждая из двух частей: створки и пояскового ободка. Створки более или менее плоские, реже выпуклые. Края створки загибаются подобно боковым сторонам коробки и называются загибом створки. Поясковый ободок имеет вид узкой ленты, окаймляющей край загиба створки, но не срастающейся с ним. Эпитека свободным краем своего пояскового ободка надвинута на поясковый ободок гипотеки, плотно его охватывая, но не срастаясь с ним. Границы поясковых ободков эпитеки и гипотеки видны на панцире в виде двухконтурной полосы, называемой пояском панциря.

Форма панциря разнообразна: в виде диска, барабана, цилиндра, шара, плоской коробочки, иголки и прочее. Форма панциря определяется формой створки и высотой пояска. Концы створок также имеют разнообразную форму.

Створки имеют сложную структуру. Они пронизаны разнообразными округлыми, щелевидными и другой формы отверстиями (поры, швы), через которые осуществляется обмен между клеткой и средой; кроме того они нередко содержат полости (ареолы, камеры) или несут ребра и другие утолщения и выросты.

Рисунок 3. Элементы панциря диатомовых водорослей

Гладкие, бесструктурные участки панциря называются гиалиновыми. Осевое поле обычно посредине рассечено продольной, слегка волнообразной, нередко местами двух- или трехконтурной линией - швом. Шов представляет собой коленовидно-согнутую щель в толще створки, заметно суженную в колене и расширяющуюся, открытую наружу (наружная щель) и внутрь панциря (внутренняя щель). Наличие швов связано со способностью клеток активно передвигаться по субстрату. У многих диатомовых на створках образуются также разнообразные выросты в виде выступов, щетинок, шипов, шипиков или гранул.

Одноклеточные и колониальные формы коккоидной структуры.

Вегетативное размножение делением клетки надвое. Половой процесс - изогамия, гетерогамия, оогамия, конъюгация, автогамия. Половой процесс сопровождается образованием ауксоспор (растущих спор). Диплофазный жизненный цикл.

2.4 Отдел желто-зеленые водоросли (Xanthophyta)

Известно около 800 видов. Эукариоты. В составе пигментов хлорофиллы а, с; в-, е-каротины; 12 ксантофиллов (диадиноксантин, диатоксантин, лютеин, вошериаксантин и др.). Продукты ассимиляции: масло, хризоламинарин, волютин, жиры, белки (откладываются в клетках в форме кристаллов).

Среди желто-зеленых водорослей имеются представители с талломом одноклеточным, колониальным, многоклеточным и неклеточного строения. Кроме того, здесь известны очень своеобразные водоросли с многоядерным талломом в виде голого плазмодия.

У большинства жёлто-зелёных известно вегетативное и бесполое размножение. Вегетативное размножение осуществляется делением клеток пополам, распадом колоний и многоклеточных слоевищ на части. При бесполом размножении могут формироваться амебоиды, зооспоры, синзооспоры, гемизооспоры, гемиавтоспоры, автоспоры, апланоспоры. Зооспоры «голые» и обычно имеют грушевидную форму, два жгутика. Половой процесс (изо-, гетеро- и оогамный) описан у немногих представителей.

При наступлении неблагоприятных условий наблюдается образование цист. Цисты (статоспоры) эндогенные, одноядерные, реже многоядерные. Их стенка часто содержит кремнезём и состоит из двух неравных, или реже -- равных частей.

Независимо от внешней структуры, внутреннее строение клетки желто-зеленых водорослей довольно однотипно. В протопласте наблюдается обычно несколько желто-зеленых хлоропластов, имеющих дисковидную, корытовидную, пластинчатую, реже лентовидную, звездчатую или чашевидную форму с цельными или лопастными краями. У подвижных форм на переднем конце хлоропласта обычно расположен красный глазок. У немногих видов имеется обычно двускорлупчатый пиреноид. Ядро в клетке одно, обычно небольших размеров, заметно только после обработки клетки специальными красителями, но имеются виды и с многоядерными клетками.

У небольшого числа видов в морфологически передней части клетки имеется одна или две пульсирующие вакуоли.

Отличительной особенностью желто-зеленых водорослей является наличие у вегетативных клеток монадной структуры и зооспор двух неравных жгутиков. Именно этот признак в свое время послужил основанием для того, чтобы назвать эту группу водорослей разножгутиковыми, или гетероконтами. Помимо различий в длине, жгутики здесь различаются и морфологически: главный жгут состоит из оси и перисто расположенных на ней мерцательных волосков, боковой жгут бичевидный.

В отличие от внутреннего содержимого клетки ее оболочка у желто-зеленых водорослей обнаруживает значительное многообразие. У простейших представителей клетка окружена только тонким и нежным перипластом, позволяющим ей производить выпячивания в виде псевдо- и ризоподий (рис. 188, 1 -- 4). Но у большинства видов клетка покрыта настоящей плотной оболочкой, обусловливающей постоянную форму тела. Эта оболочка может быть цельной или двустворчатой, с равными или неравными по величине створками. У большинства представителей створки обычно трудноразличимы, они становятся хорошо видными лишь под действием 60%-ного раствора едкого кали или при окрашивании.

Обычно оболочка бесцветная, прозрачная, реже окрашена в бурый или желтоватый цвет. У многих представителей она имеет различные скульптурные украшения, может быть инкрустирована известью, кремнеземом или солями железа.

Размножаются желто-зеленые водоросли простым делением клетки или распадом колоний и многоклеточных талломов на отдельные части. Наблюдается также бесполое размножение при помощи двужгутиковых зооспор или автоспор, реже амебоидов. Половой процесс известен у немногих видов и представлен изо- и оогамией. У некоторых видов в цикле развития известны экзо- и эндогенные цисты с двустворчатой, часто окремневшей оболочкой.

3. Распространение водорослей в почвах

Количество водорослей в почве очень различно в зависимости от условий среды, в особенности от водного и солевого режимов почвы, от наземной растительности, а в окультуренных почвах -- от агротехники. Так, в целинных почвах численность водорослей в разное время года колеблется от 0,5 до 300 тыс. клеток в 1 г почвы в слое от 0 до 10 см и до 8 млн. клеток в 1 г в слое от 0 до 2 см. В пахотных почвах насчитывается до 1 млн. клеток в 1 г почвы в слое от 0 до 10 см. Таким образом, численность водорослей в почвах можно сравнивать с численностью почвенных грибов, актиномицетов и простейших.

Характер распространения водорослей меняется при переходе от одной почвенно-растительной зоны к другой. На участках с разреженным растительным покровом водоросли занимают свободную поверхность почвы, где быстро и интенсивно разрастаются в периоды временного увлажнения и благоприятной температуры. В арктической пустыне и в тундре такие пленки образованы зелеными, желтозелеными и сине-зелеными водорослями. В толще тундровых почв водоросли (главным образом одноклеточные зеленые) развиваются лишь в самых верхних слоях.

Под сомкнутой травянистой растительностью в хорошо сформированных почвах дерново-подзолистой и черноземной зон развиваются диффузные группировки почвенных водорослей, распространенные по всему корнеобитаемому слою. При наличии свободных пространств многие из этих видов выходят и на поверхность, образуя временные пленки.

К луговым ассоциациям дерново-подзолистой зоны приурочены наиболее сложные группировки водорослей, характеризующиеся большим разнообразием видов и жизненных форм. Биомасса их достигает 300 кг/га. В луговых и ковыльных степях с густым травостоем развитие водорослей идет менее интенсивно, повидимому, из-за сухости верхних слоев почвы и накопления массы степного войлока.

Под лесной растительностью в подзолистых и серых лесных почвах водоросли развиваются преимущественно в верхнем слое почвы, а также в опаде. Водорослевые группировки лесных почв однообразны по всей зоне. В них преобладают зеленые и желто-зеленые водоросли, количество которых достигает 30--85 тыс. клеток в 1 г, а биомасса не превышает 20 кг/га.

На южных почвах с разреженным травостоем (сухие степи, полупустыни и пустыни) усиливается развитие эфемерных поверхностных водорослевых пленок, которые сформированы преимущественно видами сине-зеленых. В одних случаях это кожистые пленки, образованные нитчатыми водорослями (Microcoleus, Phormidium, Schizothrix), в других -- слизистые, хорошо оформленные слоевища (Nostoc commune с сопутствующими видами), а иногда встречаются войлокообразные скопления разных видов.

При окультуривании почвы группировки водорослей сильно изменяются и становятся более однородными. На пахотных почвах нередко наблюдается интенсивное позеленение поверхности, так называемое «цветение», обусловленное массовым развитием микроскопических водорослей (до 20 млн. клеток на 1 см2). Оно происходит при сочетании благоприятных условий (тепла и влажности почвы) с наличием легкодоступной пищи. Народная примета говорит, что «цветение» почвы обещает богатый урожай.

Рост водорослей в пахотных почвах особенно стимулируется внесением минеральных удобрений й известкованием, а также улучшением водного режима.

4. Роль почвенных водорослей в формировании почвенного плодородия и в жизни биогеоценоза

Почвенные водоросли оказывают разнообразное влияние на жизнь биогеоценоза: на почву, населяющие ее организмы и непосредственно на высшие растения.

Наземные виды являются можно сказать пионерами растительности, поселяясь на безжизненных и бесплодных местах. Почвенные водоросли способствуют повышению плодородия почв. Обильное развитие водорослей в почве указывает на то, что данная почва достаточно богата питательными веществами (азотом и др.), а с другой стороны, развиваясь в больших количествах, они благодаря своему фотосинтезу обогащают почву углеводами и этим стимулируют деятельность бактерий, в том числе и особенно бактерий, усваивающих атмосферный азот (азотобактер и клубеньковых бактерий). А это влечет за собой дальнейшее обогащение почвы азотом и повышение ее плодородия.

На первых этапах почвообразования водоросли участвуют в процессе выветривания горных пород и в создании первичного гумуса на чисто минеральных субстратах. За счет органического вещества, созданного водорослями, развиваются низшие гетеротрофные организмы. Такова же роль водорослей в формировании примитивных почв, лишенных растительности. Например, на пустынных почвах такырах водоросли служат главным источником органического вещества, образуя до 500 и даже до 1400 кг сухой массы на гектар. Различные грунты, разрушенные деятельностью человека, например, промышленные отвалы, тоже в первую очередь зарастают водорослями.

В сформированных почвах, покрытых растительностью, роль водорослей еще более разнообразна. Основными процессами, осуществляемыми водорослями в почве, являются накопление органического вещества, фиксация азота атмосферы, закрепление минеральных удобрений, действие на физические свойства почвы.

Накопление органического вещества водорослями особенно заметно в случае массовых разрастаний их на поверхности почвы. Биомасса водорослей (выраженная в сырой массе) достигает 600 кг/га в слое от 0 до 10 см и 1,5 т/га в поверхностных разрастаниях. Однако в течение вегетационного периода эта биомасса неоднократно обновляется. Так, в дерново-подзолистой почве, поддерживаемой в состоянии чистого пара (без растений), и в почве суходольного луга при изменяющейся влажности почвы продукция водорослей за месяц втрое превысила максимальную биомассу, т. е. масса водорослей обновилась по крайней мере три раза за месяц. Следовательно, общее количество органического вещества, образуемого водорослями, значительно превышает те цифры, которые получаются при учете. Выяснилось, что быстрое -- за несколько часов -- удвоение количества водорослей происходит при повышении влажности почвы.

Как я уже писала водоросли прямо или косвенно участвуют в обогащении почвы азотом. Многие сине-зеленые водоросли являются фиксаторами атмосферного азота. В почвах стран бывшего Советского Союза обнаружено 95 видов водорослей, для которых экспериментально доказана азотофиксация. В целинных почвах умеренной полосы накопление азота водорослями достигает 17--24 кг/га, а на поливных полях тропической зоны -- до 90 кг/га. Методом меченых атомов доказано, что фиксированный водорослями азот может усваиваться другими водорослями, грибами и высшими растениями.

Органическое вещество водорослей оказывает большое влияние как на почвенную микрофлору и фауну, так и на физико-химические свойства почвы. Прижизненными выделениями водорослей, а также их отмирающими или ослабленными клетками питаются многие бактерии и грибы. Слизистые чехлы и обвертки водорослей обильно заселены различными бактериями, иногда грибами и даже водорослями других видов. Таким образом, клетки или талломы водорослей в почве являются центрами более или менее устойчивых микробных ценозов -- элементарных экосистем.

Значительная часть органического вещества водорослей становится пищей различных почвенных животных: простейших, клещей, нематод, энхитреид, кивсяков, дождевых червей, личинок некоторых насекомых. Так, одна энхитреида съедала за сутки до 320 тыс. клеток хлореллы или 100 тыс. клеток ностока. По-видимому, почвенные животные являются одним из важных факторов, определяющих динамику численности водорослей.

Влияние водорослей на свойства почвы проявляется прежде всего в том, что в процессе роста водорослей происходит биологическое поглощение легкорастворимых минеральных солей, которые постепенно освобождаются и усваиваются корнями растений. Поверхностные пленки водорослей могут иметь противоэрозионное значение и влиять на водный режим почвы. Нитчатые водоросли механически оплетают частицы почвы, закрепляя их, и склеивают обильной слизью. В разрастаниях на поверхности песчаных почв общая длина нитей водорослей (Hormidium, Schizothrix, Phormidium) составляла несколько десятков метров на 1 смг (22--65 м/см2) при толщине 2--7 мкм.

В почве складываются определенные взаимодействия между водорослями и корнями растений. Нередко в прикорневой зоне обнаруживается повышенное количество водорослей, использующих, по-видимому, корневые выделения. С другой стороны, известны факты стимулирующего влияния водорослей на рост корней.

Как и водоросли других экологических группировок, почвенные водоросли выделяют в окружающую среду немало биологически активных веществ. Однако этот вопрос пока мало изучен.

Рисунок 4. Схематическое изображение влияния сине-зеленых водорослей на закрепление почвенных частиц

Список использованной литературы:

1. Вассер С.П., Кондратьева, Масюк Н.П. Водоросли: Справочник. - Киев: Наукова Думка, 1989. - С. 3003 - 339 с.

2. Горбулин О.С. Ботаника: низшие растения. Учебное пособие для студентов/ 2-е издание, дополн., перераб. - Харьков: ХНУ, 2007.-118 с.

3. Белякова Г.А., Дьяков Ю.Т., Тарасов К.Л. Ботаника: в 4 томах, том 2. Водоросли и грибы. -- Академия. -- 2006

4. «Курс низших растений», под ред. М.В. Горленко -- М.: «Высшая школа», 1981

5. «Малый практикум по низшим растениям» -- М.: «Высшая школа», 1976

6. Жизнь растений. В 6-ти т. / Гл. ред. Ал.А. Фёдоров. -- М.: Просвещение, 1977. -- Т. 3. Водоросли. Лишайники. Под ред. М. М. Голлербаха. -- 487 с.

7. Киселёв И.А., Зинова А.Д., Курсанов Л.И. Водоросли // Определитель низших растений (в пяти томах) / под ред. Курсанов Л.И. -- М.: Государственное издательство «Советская Наука», 1953. -- Т. 2.

Размещено на Allbest.ru