Экологическое значение живого населения почвы.

По В. И. Вернадскому, почва — биокосное тело, так как кроме неживых составляющих она содержит живые организмы. Растения (высшие и низшие), бактерии, грибы, животные (от микроскопических до крупных) — важные компоненты почв.

Их бесчисленные поколения проделывают огромную геохимическую работу.
Водоросли (зеленые, желтозеленые, диатомовые) и цианобактерии в значительных количествах присутствуют почти во всех типах почв (табл. 10.1).
Таблица 10.1
Количество водорослей в некоторых почвах
(Э.А. Штина, 1960) (тыс. клеток в 1 г почвы)

Почвы	Циано бактерии	Зеленые	Диато мовые	Всего
Подзолистые	0-2	3-25	2-7,5	5-30
Дерново- подзол истые	2-24	10-128	10-76	12-220
Черноземы	5-50	10-85	8-35	25-120
Темно-каштановые	660 - 2000	6-35	86-116	800-2160
Бурые сухостепные	43	37	15	96

В лесных почвах преобладают зеленые водоросли, в степных увеличивается доля цианобактерий, в заболоченных и болотных почвах помимо этих групп значительно участие диатомовых. Максимальное развитие водорослей связано с влажными сезонами. Создавая в процессе фотосинтеза органику, почвенные водоросли обогащают почву. Они влияют и на состав почвенного воздуха, поглощая диоксид углерода и выделяя кислород. Образуя слизи, водоросли способствуют структурированию почвы, благоприятно влияющему на ее воздушно-водный режим. Выделяя в почву биологически активные вещества, они воздействуют на состав и численность почвенных микроорганизмов. В целом, по мнению Т. А. Ра- ботнова (1984), несмотря на конкуренцию с другими растениями за элементы минерального питания почвенные водоросли, например для луговодства, имеют положительное значение.
Высшие растения часто накапливают в почве большую подземную биомассу. Среди естественных фитоценозов по массе корней на первом месте стоят широколиственные и влажные тропические леса (табл. 10.2). Так, в дубравах корни расположены ярусами и распространяются на значительные глубины. Очень большая доля от общей биомассы (до 90 %) приходится на корни в степях. А наименьшая масса корней отмечена в пустынях, хотя у ксерофитов она часто значительно превосходит массу надземных органов.
Слой почвы толщиной 2 — 3 мм близ поверхности корней, содержащий многочисленные организмы, составляет ризосферу. Особенно много их у корневых волосков. За счет корневых выделений развиваются эккрисотрофы. Состав их зависит от выделений
Таблица 10.2
Запасы корней в почвах природных зон
(по Н. И Базилевич, Л.Е.Родину, 1968)

Природная зона	Запас корней
Природная зона	ц/га	% от фитомассы
Арктические тундры	6-80	70
Кустарниковые тундры	200-300	80-85
Леса хвойные	300-80С	21-25
Леса лиственные	250-950	15-33
Степи, прерии, луга	100-200-250	80-90
Пустыни	3-30	40-85
Пампы и саванны	200-400	30-60
Влажные тропические леса	1000	20

растений. Ризосферные организмы продуцируют многие вещества, важные для высших растений (стимуляторы роста, антибиотики и др.). Здесь же некоторые свободноживущие микроорганизмы осуществляют азотфиксацию.
В кислых почвах ризосферными организмами обычно являются грибы. Их мицелий развивается на поверхности корней высших растений (эктомикориза) или в клетках корня (эндомикориза). При микосимбиотрофии микориза обеспечивает развитие растений на почвах с обилием слаборазложившихся органических остатков. Преимущественно грибами разлагается в лесу хвойный опад. При этом образуются органические кислоты, увеличивающие кислотность среды. В опаде лиственных лесов с кислотностью, близкой к нейтральной, грибов значительно меньше (преобладают сапротрофные бактерии).
Общая численность почвенных микроорганизмов может колебаться, но измеряется миллиардами в 1 г почвы. В поверхностном слое почвы (до 25 см) их биомасса достигает 3 — 7 т/га (0,1 —0,2 % массы почвы) и резко убывает с глубиной (Г. В. Добровольский, 1989). Бактерии-сапротрофы играют огромную роль в разложении органических веществ. Разные группы прокариот специализированы на разрушении разных типов органических соединений. Нитрифицирующие бактерии окисляют аммиак до азотной кислоты, и таким образом образуется до 300 кг ее солей на 1 га. В результате деятельности в поверхностной части почвы серобактерий накопление сульфатов достигает 200 — 250 кг/га. Велико значение свободноживущих и симбиотрофных азотфиксирующих прокариот, которые переводят азот атмосферы в доступные для растений соединения. Азот органики, недоступный высшим растениям, переводится в усвояемую форму бактериями-аммонифи- каторами и другими группами, разлагающими азотсодержащие вещества.

Почвенные животные создают зоомассу от единиц до тысяч кг/га. Простейшие (инфузории, амебы, жгутиконосцы) содержатся в количестве более миллиона особей в 1 г почвы, насекомые и их личинки — в тысячах экземпляров на 1 м2. В некоторых почвах число позвоночных (змеи, ящерицы, грызуны, насекомоядные и пр.) достигает нескольких тысяч на 1 га. ОднакЬ основная зоомасса создается почвенной мезофауной: членистоногими, нематодами, дождевыми червями. Количество беспозвоночных в почве зависит от обеспечения ее теплом и влагой. Особенно много их в лесах умеренного климата, где при благоприятных гидротермальных условиях ежегодное поступление опада хорошо обеспечивает их пищей. Наибольшая масса и разнообразие беспозвоночных приходится на серые лесные почвы широколиственных лесов умеренного климата. Сырая зоомасса достигает там 600 — 2 000 кг/га (Г. В. Добровольский, 1989). В дубовых лесах лесостепи
их биомасса оценивается в 81,2 г/м2 (Г. Вальтер, 1974). В умеренном климате на 1 м2 лесной почвы может содержаться более 10 млн особей нематод и простейших, 100 тыс. коллембол и клещей и 50 тыс. прочих беспозвоночных (M.Begon et al., 1986). На 80 — 90 % они представлены сапротрофами, деятельность которых ускоряет разложение опада в 3 — 8 раз (Т.А.Работнов, 1993).
Из почвенных животных необходимо особо отметить дождевых червей. Они широко распространены в природе и входят с состав биогеоценозов разных природных зон. На территории России и сопредельных стран отмечено более 80 видов этих животных. На некислых луговых и лесных почвах их содержится до 1 млн особей на 1 га, и они могут составлять до 90 % и более почвенной зоомассы. Для них благоприятны достаточно влажные почвы, но без застоя воды, засоления и повышенной кислотности, поэтому много дождевых червей в почвах широколиственных лесов (до 500 на 1 м2) и луговых степей (свыше 100 на 1 м2). Здесь они в период от 30 до 200 лет полностью перерабатывают 20-сантиметровый слой почвы (Т.А.Работнов, 1993). На одного червя в год приходится до 400 г заглатываемой смеси органических остатков и ми неральных частиц (И. М. Культиасов, 1982). Ч. Дарвин отмечал, что вряд ли есть «другие животные, которые заняли бы в истории земной коры столь видное место». Они не только перерабатывают опад, но и оказывают существенное прямое и косвенное влияние на все почвенные компоненты. Пронизывая почву ходами, улучшая ее аэрацию, водопроницаемость и влагоемкость, дождевые черви создают благоприятные условия для развития и растений, и разных почвенных организмов, участвующих в разложении органического вещества. Питаясь отмершими органами растений и экскрементами животных, дождевые черви заглатывают также много бактерий, грибов, простейших и нематод. Участвуя в разложении экскрементов скота на пастбищах, они частично переносят их в глубь почвы, обогащая эти слои. Стенки их ходов пропитываются выделениями червей, содержащими аммиак и мочевину; так что общее количество поступившего в почву азота колеблется от 18 до 50 кг/га. А выделяемые дождевыми червями копролиты представляют достаточно водо стойкие агрегаты, способствующие созданию комковатой структуры по чвы. Все это улучшает условия жизни растений, что неоднократно было доказано многими опытами.
Большое и разнообразное влияние оказывают на почву роющие животные (сурки, суслики, кроты, полевки и др.). Они изменяют микрорельеф, увеличивают площадь соприкосновения почвы с воздухом, способствуют проникновению в нее осадков, улучшают условия минерализации органики. Все это благоприятно сказывается на растениях. Перерывая почву, землерои выносят из глубины на поверхность отличающийся по свойствам субстрат. Рыхлые выбросы заселяются пионерными растительными группировками с большим участием однолетников, семена которых сохранились в почве. Поэтому на лугах, например, деятельность кротов нередко приводит к пятнистости растительного покрова, а растительность «сурчин» долго выделяется на общем фоне степи.
Роющая деятельность животных обычно сочетается с фитофа- гией. При этом органы растений повреждаются и при поедании их животными, и при прокладывании ходов и устройстве нор, а также при погребении растений под выбросами земли. Поэтому в местах скопления землероев сомкнутость растительного покрова может снижаться. В ряде случаев это сказывается и на эрозионных процессах. Погребение выбросами земли приводит многие растения к гибели. Гибнут напочвенные мхи, лишайники, а также не размножающиеся вегетативно травы. Особенно страдают слабые молодые и угнетенные особи. В противоположность им длиннокорневищные и корнеотпрысковые растения часто положительно реагируют на прикрытие почвой. При этом имеет значение хорошая аэрация, небольшая плотность рыхлой почвы, а также ослабление конкуренции с другими травами. У этих растений также распространена способность образовывать новые побеги при травмировании подземных органов.
Т.А. Работнов (1993) отмечает, что в годы массового размножения землероев фиксируется заметное увеличение обеспеченности растений элементами минерального питания (в частности, азотом). Создаются благоприятные условия для семенного и вегетативного размножения тех видов, которые долго их не имели. Омолаживается популяция клональных растений, а также появляются условия для существования однолетников. В целом землерои — характерный компонент многих естественных биогеоценозов, и в процессе коэволюции растения приобрели способность к сосуществованию с ними. Если численность роющих животных не превышает некоторого предела, общая продукция растительного сообщества не снижается. Разные виды растений по-разному реагируют на деятельность землероев, и многие из них получают преимущество в годы с определенной их численностью. Порой почвенные ходы и выбросы разнообразят условия среды, и этим землерои помогают созданию динамически устойчивых богатых видами фитоценозов.

<< | >>

↑

Источник: Березина Н.А.. Экология растений: учеб, пособие для студ. высш. учеб, заведений. 2009

Еще по теме Экологическое значение живого населения почвы. :

- Геоботаника - Комнатные растения - РАСТЕНИЯ - Экология растений -

- Биология - Ветеринария - Взаимоотношения животных - Все животные - Геология - Зоопсихология - Коровы - Кошки - Лечение животных - Лошади - Насекомые - Науки о Земле - Опасные растения и животные - Растительный мир - Редкие животные - Сельское хозяйство - Собаки - Экология -