Кто живет в почве. II. Вступительное слово учителя
Обитатели почвы. Нам приходилось рассматривать землю во дворе, в огороде, в поле, на берегу реки. А видели ли вы, как в земле копошатся маленькие жучки? Почва буквально насыщена жизнью – в ней на разной глубине обитают грызуны, насекомые, черви, многоножки и другие живые организмы. Если этих обитателей почвы уничтожить, то почва будет не плодородна. Если почва станет не плодородной, то зимой нам не чем будет питаться.
По этой причине листовая подстилка считается очень разнообразной. «Биоразнообразие» представляет собой концепцию, которая относится к разнообразию различных форм жизни, от генетического уровня до видового. В частности, разнообразие разновидностей является подкатегорией биоразнообразия, которая относится к числу различных видов, представленных в наборе. Где биологическое разнообразие можно увидеть в вашей повседневной жизни? Просто смотрите за окном!
Ученые используют различные математические формулы и индексы для расчета биоразнообразия. Считается, что уровень биоразнообразия в экосистеме указывает на то, насколько здоровой и стабильной является экосистема. Как правило, более высокий уровень биоразнообразия указывает на здоровую экосистему, которая способна хорошо поддерживать жизнь. Чтобы узнать больше о биоразнообразии, вы можете изучить листовой мусор в своем районе!
Обитатели почвы. С этими животными знакомы все – и взрослые, и дети. Живут они прямо у нас под ногами, хотя мы не всегда замечаем их. Ленивые дождевые черви, неуклюжие личинки, юркие сороконожки появляются на свет из рассыпающихся под лопатой земляных комков. Нередко мы брезгливо отбрасываем их в сторону или немедленно уничтожаем, как вредителей огородных растений. Сколько этих существ населяют почву и кто они наши друзья или враги? Давайте попробуем разобраться…
Предыстория Большинство крошечных животных, которые встречаются в листовом подстилке, являются беспозвоночными, что означает, что им не хватает позвоночника. Некоторые из этих маленьких тварей питаются подстилкой и разбивают ее на мелкие кусочки. Микроскопические организмы, такие как бактерии и грибы, затем разлагают подстилку, превращая ее в полезные химикаты и минералы, которые могут поглощаться растениями.
Животные, которых вы можете найти в листве, включают слизняков и улиток, червей, животных с сочлененными ногами, пауков и жуков. Тип и количество обнаруженных организмов варьируются в зависимости от времени года. Некоторые животные проводят всю свою жизнь в почве и подстилке, а другие находятся там только в определенные моменты своей жизни. Некоторые используют мусор специально для гнездования или зимовки.
О самых незаметных… Корни растений, грибницы различных грибов пронизывают почву. Они поглощают воду и растворенные в ней минеральные соли. Особенно много в почве микроорганизмов. Так, в 1 кв. см почвы содержатся десятки и даже сотни миллионов бактерий, простейших, одноклеточных грибов и даже водорослей! Микроорганизмы разлагают мертвые остатки растений и животных до простых минеральных веществ, которые, растворяясь в почвенной воде, становятся доступными корням растений.
В этом упражнении вы сможете увидеть уровни биоразнообразия листового мусора в вашем районе и то, как деятельность человека влияет на эти уровни. Один большой лоток. Полевое руководство или идентификационный ключ. Найдите местный общественный парк или лес для проведения мероприятия. Лучшее время для проведения этой деятельности - осенние месяцы.
Поездка в близлежащий парк или общественный лес. Найдите область, которая была относительно ненарушенной деятельностью человека. Должно быть много опавших листьев, веток и кусков коры. После того как вы нашли подходящий патч листовой подстилки, измерьте площадь в 1 метр в квадрате, используя метр-палку. Используйте веревку, чтобы построить грубую рамку. Это будет служить рамкой для отбора проб растительности в один метр. животных в вашей области отбора проб до сих пор? Сколько видов животных вы думаете, что найдете?
Многоклеточные жители почвы Обитают в почве и более крупные животные. Это прежде всего различные клещи, слизни, некоторые насекомые. Они не имеют специальных приспособлений для рытья проходов в почве, поэтому живут неглубоко. А вот дождевые черви, многоножки, личинки насекомых могут само- стоятельно проклады- вать себе дорогу. Дождевой червь раздви- гает частички почвы головным отделом тела или «вгрызается», про- пуская её через себя.
Поместите все листовые подстилки в большой поднос. Используя пальцы, но сохраняя свои перчатки, разложите листовую подстилку, чтобы ровный слой Создайте свои глаза для маленьких тварей! С помощью ваших увеличительных очков вы и ваш партнер должны осмотреть листовую подстилку для любых червей, улиток, пауков или других насекомых. Используя пинцет, аккуратно поместите любых животных, найденных в подстилке, в меньшие лоток. Вы должны найти образцы, такие как улитки, черви и пауки. Используя увеличительные стекла, исследуйте мелких животных.
Сколько ног есть, если они есть? У них есть внешний скелет или твердая оболочка? Запишите количество различных видов, которые вы можете увидеть. Если вы видите много разных видов, существует большое биоразнообразие. Верните все экземпляры и материал для сбора листьев туда, где вы их первоначально нашли. Удостоверьтесь, что вы не оставляете ничего, что вы принесли! Поездка в другое место с лиственным подстилкой. Однако на этот раз найдите область, в которой больше человеческого вмешательства. Как и в предыдущем месте, соберите листовую подстилку и почву в рамке выборки.
А теперь – о самых крупных… Самые крупные из постоянных обитателей почвы – кроты, землеройки и слепыши. Всю свою жизнь они проводят в почве, в полной темноте, поэтому имеют неразвитые глаза. Все у них приспособлено для жизни под землей: удлиненное тело, густой и короткий мех, сильные копательные передние ноги у крота и мощные резцы у слепыша. С их помощью они создают сложные системы ходов, ловушки, кладовые.
С пальцами в перчатках соберите листовую подстилку в большом лотке. Подсчитайте и запишите количество видов, которые вы видите в этом наборе. Опять же, убедитесь, что вы не оставите ничего, что принесёте с собой! В какой области был более высокий уровень биоразнообразия - тот, у кого мало вмешательства человека, или у кого гораздо больше?
Используя дихотомический ключ, подобный тем, которые перечислены в разделе «Больше для изучения», вы можете сузить свой экземпляр до уровня семейства, рода или вида! Наблюдения и результаты Было ли обнаружено, что лиственная подстилка, обнаруженная в районе с большим количеством вмешательства человека, имеет более низкое биоразнообразие?
Почва – дом для огромного количества живых организмов! Итак, в почве обитают многочисленные организмы. С какими трудностями они сталкиваются? Во-первых, почва достаточно плотная, и ее обитатели должны жить в микроскопически малых полостях или уметь рыть, прокладывать себе дорогу. Во-вторых, сюда не проникает свет, и жизнь многих организмов проходит в полной темноте. В-третьих, в почве недостаточно кислорода. Но водой она вполне обеспечена, в ней много минеральных и органических веществ, запас которых постоянно пополняется за счет умирающих растений и животных. В почве нет таких резких колебаний температуры, как на поверхности. Все это создает благоприятные условия для жизни многочисленных организмов. Почва буквально насыщена жизнью, хотя она не так заметна, как жизнь на суше или в водоеме.
В последние годы наблюдается значительная потеря биоразнообразия, вызванная прежде всего деятельностью человека. Такая утрата биоразнообразия обычно происходит в больших масштабах и объясняется разрушением среды обитания, инвазивными видами, чрезмерной эксплуатацией и изменением климата. В районах с большим количеством вмешательства человека человеческая деятельность способствовала более низкому биоразнообразию. Люди могут мусорить на земле или просто наступать на животных. В других случаях люди могут добавлять в почву химические удобрения и пестициды.
Живые организмы и почва — неразрывные звенья единой и цельной экосистемы — биогеоценоза. Живые организмы почвы находят здесь и убежище, и питание. В свою очередь, именно обитатели почвы снабжают ее органическими компонентами, без которых почва не имела бы такого важнейшего качества как плодородность.
Фауна почв имеет свое особое наименование — педобионты. К педобионтам относятся не только животные и беспозвоночные, но и микроорганизмы почвы.
Все эти мероприятия способствуют потере биоразнообразия. Низкое биоразнообразие неблагоприятно, поскольку эти экосистемы занимают больше времени, чтобы оправиться от изменений окружающей среды. С другой стороны, первый участок выборки с небольшой человеческой деятельностью должен был иметь более высокий уровень биоразнообразия. Более высокий уровень биоразнообразия означает, что сайт имеет более стабильную экосистему. Высокое биологическое разнообразие также важно, поскольку оно поддерживает многие экологические процессы.
Например, высокое биологическое разнообразие разлагающих веществ и мелких насекомых имеет важное значение для регулирования химии почвы, утилизации питательных веществ и обеспечения плодородных почв. Эта деятельность доведена до вас в партнерстве. Клинт Вальц, Х. «Скип» Шкипер и Берт Маккарти, Университет Клемсона.
Население почвы весьма обширно — в одном кубическом метре грунта могут содержаться миллионы живых организмов.
Почва как среда обитания
Значительное содержание растений в почве создает питательную среду для огромного числа насекомых, которые, в свою очередь, становятся добычей для кротов и других подземных животных. Насекомые почвы представлены значительным количеством разнообразных видов.
Увлекательный, но мало понятный аспект почвы - его биологический компонент. В почве встречаются более живые организмы, чем во всех других экосистемах. Живая часть почвы представляет собой разнообразную и динамичную коллекцию организмов, от типов, которые вы можете легко увидеть с невооруженным глазом до существ, которые вы можете наблюдать только с помощью мощного микроскопа.
Основной деятельностью почвенных организмов является разрушение углеродсодержащего материала. Эта функция необходима, потому что без разложения земля будет засорена органическим убежищем. Но почвенные организмы не только избавляются от мусора. Улучшить агрегацию почвы, которая влияет на движение воды и аэрацию; Повысить уровень питательных веществ; Разработка органического вещества почвы; Формируйте симбиотические отношения с растениями; и сломать применяемые материалы. Рост и развитие большинства аэробных почвенных организмов требует температур от 50 до 53 ° С, достаточной влажности почвы и доступного источника питательных веществ.
Почва как среда жизни неоднородна. Для различных видов существ она предоставляет разнообразные условия обитания. Например, наличие воды в почве создает особую систему миниатюрных водоемов, в которых проживают нематоды, коловратки, различные простейшие.
Категории почвенной фауны
Другая категория почвенной жизни — микрофауна. Это существа размером в 2-3 мм. В эту категорию попадают преимущественно членистоногие, не обладающие способностью к рытью ходов — они пользуются существующими грунтовыми полостями.
Активность почвенного микроорганизма уменьшается с понижением температуры почвы до почти замерзания, когда большая часть активности прекращается. Кроме того, аэрация почвы может определять тип организма, который обитает в почве. В хорошо аэрированных почвах аэробные организмы используют кислород для окисления или разложения органического вещества. Однако, когда кислород ограничен, преобладают анаэробные организмы и грабят растения необходимых нитратов, сульфатов и оксидов железа. Кислотность почвы также влияет на микробные популяции.
Более крупные размеры имеют представители мезофауны — личинки насекомых, многоножки, дождевые черви и др. — от 2 мм до 20 мм. Данные представители способны самостоятельно прорывать себе ходы в грунте.
Самые большие из постоянных обитателей почвы включены в категорию «мегафауна» (другое название — макрофауна). В основном это млекопитающие из категории активных землероев — кроты, слепыши, цокоры и т. д.
Подобно турфурсам, большинство почвенных организмов процветают в диапазоне рН от 5 до. Бактерии являются наиболее распространенными почвенными организмами и наиболее важными в пределах 6 дюймов почвы. Бактерии представляют собой очень мелкие одноцелевые микроорганизмы, которые размножаются клеточным делением. Среди бактерий существует большое разнообразие: некоторые виды аэробные, некоторые анаэробные, некоторые автотрофы и некоторые гетеротрофы. По сравнению с культивируемыми сельскохозяйственными почвами популяции бактерий, как правило, больше в лугопастбищных почвах из-за более высокой плотности корней, доступных питательных веществ и содержания органических веществ.
Существует еще группа животных, которые не являются постоянными обитателями почвы, но при этом некоторую часть жизни проводят в подземных убежищах. Это такие норные животные как суслики, кролики, тушканчики, барсуки, лисы и другие.
Как и многие почвенные организмы, на бактерии влияют температура почвы, содержание воды и рН. Таким образом, популяции почвенных бактерий колеблются в зависимости от сезона, причем самые большие популяции весной, ранним летом и осенью. Из-за быстрого времени генерации бактерии могут быстро колонизировать и использовать органические материалы, когда условия становятся благоприятными для роста.
Бактерии ответственны за многие ключевые биологические реакции, такие как фиксация азота и окисление серы, которые делают эти питательные вещества доступными для растений. Кроме того, бактерии играют важную роль в разрушении целлюлозы и других структурных компонентов соломы. В тунферах гетеротрофные бактерии ответственны за разложение органических веществ и регулирование почвенного органического вещества. Однако не все бактерии полезны; некоторые из них являются патогенными для растений и животных.
В результате такой переработки дождевыми червями утилизируется огромное количество органических отходов и производится снабжение почвы гумусом.
Другая очень существенная роль дождевых червей — разрыхление почвы, благодаря чему улучшается ее влагопроницаемость и снабжение воздухом.
Дождевые черви, несмотря на свои малые размеры, выполняют грандиозный объем работ. Например, на участке размером в 1 гектар за год дождевые черви перерабатывают более ста тонн земли.
Однако другие виды бактерий исследуются как биологические контрольные агенты для сорняков, насекомых и нематод. Грибы многоклеточные и не содержат хлорофилла; поэтому они не могут производить свою пищу. Знакомые примеры включают плесень, плесень, ржавчину и грибы. Хотя грибы могут быть патогенными для торфяников, они также могут принести пользу дерну, улучшая агрегацию почвы и разлагая сложные органические остатки. Некоторые грибы вступают во взаимовыгодные отношения с корнями растений. Это хорошо документировано с микоризными грибами и деревьями.
Микрофлора почвы
Водоросли, грибки, бактерии — неизменные обитатели почвы. Большинство бактериальных и грибковых культур выполняют важнейшую функцию почвы — разложение органических частиц на простые компоненты, необходимые для обеспечения плодородия. По сути, это элементы «пищеварительного аппарата» почвы.
Ученые полагают, что микоризные грибы получают углеводы с растения, а растение использует грибы для большего накопления питательных веществ и воды. Микоризальные отношения в дерновинах не совсем понятны, но большое количество микоризов было зарегистрировано в дерновинных почвах. Микоризы также могут оказывать некоторую устойчивость к различным стрессам за счет увеличения объема грунта для сбора воды и питательных веществ.
Более понятная симбиотическая связь происходит между дерновиками и грибами, известными как эндофиты. Без вреда эндофиты колонизируют внутреннюю часть корней. Как и микоризные грибы, эндофиты получают питательные вещества из травы и, в свою очередь, производят токсичные химические вещества, называемые алкалоидами, которые защищают растения травы от некоторых насекомых, патогенных грибов и пасущихся млекопитающих. Эндофит-инфицированные торфрусы имеют тенденцию быть более крупными и демонстрируют повышенную устойчивость к засухе.
