Почвенные процессы, происходящие при участии животных

Масса органического вещества, создаваемого растениями и водорослями, т.е. первичными продуцентами, поступает в биологическом круговороте к следующему звену - консументам. Наряду с основными преобразователями органической массы - грибами и бактериями - немаловажную роль играют почвенные животные. Помимо механического воздействия на почву они существенно влияют на почвообразование, структуру почвы, ее биологическую активность.

В соответствии с особенностями образа жизни и размерами выделяют нано-, микро-, мезо-, макро- и мегафауну.

 

Нанофауна представлена одноклеточными простейшими; микрофауна - многоклеточными микроскопическими животными (коловратками, нематодами, тихоходками, клещами, ногохвостками); мезофауна - мелкими насекомыми, некоторыми многоножками, мокрицами, пауками, энхитреидами; макрофауна - дождевыми червями, многоножками, мокрицами, личинками насекомых; мегафауна - землероями.

Роль почвенных животных чрезвычайно велика в трансформации растительных остатков: в их измельчении, способствующем более быстрому разложению, перемешивании с минеральной частью почвы и биохимической переработке. При этом важное значение для почвообразования имеют перемещение материала из нижних горизонтов на поверхность, перенос растительных остатков и гумусного поверхностного слоя вглубь почвы. Не усвоенная животными часть остатков выбрасывается ими в виде экскрементов, обогащенных кишечной бактериальной флорой. В экскрементах органические вещества тесно перемешаны с минеральными частицами- Экскременты почвенных животных обогащены доступными формами азотной и зольной пищи, биогенным кальцитом, что уменьшает кислотность почвы и улучшает ее структурность. В наиболее благоприятных для животного населения почвы условиях они могут перерабатывать до 225 т почвенной массы на 1га за 1 год.

Примечательно, что регулярные вертикальные миграции совершают практически все активно передвигающиеся животные личинки хрущей, проволочники, мокрицы, ногохвостки, клещи и т.д.; причем все они реагируют на малейшие изменения среды, особенно влажности и температуры. Мелкие членистоногие (клещи и ногохвостки) совершают миграции в глубоких слоях почвы даже зимой, когда верхний слой замерзает. Во время оттаивания почвы они перемещаются в поверхностные слои, хотя там температура почвы в это время не превышает 1,0-1,5 °С.

Многие организмы, начиная с простейших, выделяют биологически активные вещества, стимулирующие рост микроорганизмов, корней растений, подавляющие активность вредных для растений грибов.

В почвообразовании исключительно велика роль дождевых червей. Они прокладывают в почве огромное количество ходов. Общее количество почвенной массы, ежегодно пропускаемой дождевыми червями через пищеварительный канал, может достигать 25 т/га. Количество органического вещества, поедаемого и перерабатываемого дождевыми червями ежегодно, доходит до 1 т/га. Черви углубляют плодородный слой почвы. Благодаря вертикальным ходам усиливаются водопроницаемость, аэрация, улучшаются условия для прорастания корней растений. Деятельность дождевых червей влияет и на структуру почвы, что крайне важно для улучшения ее агрономических свойств. Структурные отдельности почвы, образующиеся при проходе через кишечник червей растительных остатков и минеральных частиц, отличаются высокой прочностью, устойчивостью к размыванию. В пищеварительном тракте червей непереваренные остатки пищи перемешиваются с минеральными частицами, склеиваются слизистыми выделениями стенок кишечника, сильно спрессовываются при перистальтических сокращениях его мышц и выбрасываются в виде так называемых копролитов («каменных эксйрементов»). В кишечнике дождевых червей, кроме того, накапливают- минеральные вещества в доступной для растений форме. Многие почвенные минералы, проходя через кишечник червей, разрушаются (например, из песчинок базальта высвобождаются калий и магний), так что в копролитах бывает больше растворимых фосфора, калия, магния, чем в окружающей почве. К тому же экскременты червей обогащаются аммиаком образующимся в кишечнике, а проделанные червями ходы ~ аммиаком, выделяемым со слизью с поверхности тела.

Учитывая огромную роль дождевых червей в повышении плодородия почв, следует способствовать их расселению, особенно в садах, на пастбищах и сенокосах, где почвы не обрабатывают ежегодно. Расселение червей путем случайного заноса иногда происходит быстро, но может протекать и очень медленно; маловероятно их попадание на изолированные участки, значительно удаленные от ареалов ближайших популяций. Поэтому при освоении новых территорий целесообразно проводить интродукцию дождевых червей.

Накоплен опыт интродукции и других видов почвенной фауны. В частности, австралийский почвенный зоолог Г.Ф. Борнемисса предложил провести работу по интродукции навозников, питающихся экскрементами копытных, чтобы они способствовали освобождению пастбищ от скоплений навоза и ликвидации массового размножения назойливых и кровососущих мух, развивающихся в нем.

Состав почвенной фауны изменяется в почвах разных зон. В тайге в подзолистых и дерново-подзолистых почвах животные встречаются в самом верхнем слое почв и в подстилке практически не глубже 10 см.

Биомасса животных у северной границы тайги составляет 10-20 г/м2, а у южной - вдвое выше. По мере продвижения к югу с увеличением мощности гумусового слоя возрастают численность почвенных животных, их разнообразие: они проникают на все большую глубину.

В еловых лесах Подмосковья большинство животных обитает на глубине 15-20 см. Только зимой черви, клещи и ногохвостки спускаются глубже, стараясь не попадать в промерзший слой почвы. В особенно холодные зимы, когда морозы схватывают не успевшую покрыться снегом землю, случается массовая гибель от вымерзания многих почвенных животных: дождевых червей, энхитреид, личинок насекомых, многоножек и даже микрофауны.

Наиболее многочисленна почвенная фауна под широколиственными лесами - на серых лесных почвах, буроземах, черноземах. Здесь животные обитают на глубине до 1 м, а микроорганизмы - до 2 м.Столь же богата и еще более разнообразна почвенная фауна околиственных лесах субтропиков на желтоземах и красноземах. Здесь животные проникают на глубину до 40-50 см, Но как дальше идут тяжелые переувлажненные глины. Такая скорость разложения опада зависит от погодных условий, состава беспозвоночных. Пищевые пристрастия животных не совпадают. Так, кивсяки и мокрицы охотнее питаются листьями ясеня и ольхи, а не дуба и бука, а дождевые черви предпочитают листья бузины и лещины. Почти все виды мезофауны не едят опад хвойных пород, но его охотно потребляют панцирные клещи, которые, выедая хвоинки изнутри, увеличивают поверхность опада в 10 тыс. раз; он становится1 более доступным для разложения микроорганизмами. Предлагается даже искусственно расселять орибатид в местах, где разложение подстилки замедлено.

Труднее точно определить роль в трансформации органического вещества многих более мелких групп микроартропод и нематод, которые зачастую питаются не самими мертвыми растительными веществами, а разлагающими их грибами. Но их значение, несомненно, велико, поскольку численность этих животных высока, а интенсивность метаболизма больше, чем у крупных форм.

В степной зоне, по сравнению с лесной, численность животных в почве явно ниже, а биомасса меньше в 3 раза. Заметно отличается и состав животных, так как в степи меньше обитателей подстилки и форм, питающихся гниющими растительными остатками. В то же время в степи больше фитофагов (личинок хрущей, щелкунов, чернотелок), а из позвоночных - корнеедов. В отдельные годы биомасса одних лишь личинок хрущей может достигать 10 г/м2. Общая биомасса почвенных животных составляет 20-30 г/м2, причем 20-50 % приходится на долю дождевых червей, 15-25 % - на личинок хрущей; много также личинок насекомых, кивсяков, губоногих многоножек и т.д. В степях особенно заметна почвообразующая деятельность муравьев.

Почвенная фауна пустынь весьма малочисленна. Здесь совершенно нет дождевых червей (они встречаются только на поливных землях и в поймах рек), кивсяков, мокриц подстилочного комплекса и многих других привычных почвенных животнвх. Зато в пустыне часто встречаются эмбии, скорпионы, пустынные мокрицы, термиты, слепозмейки, крупные геофилиды, сколопендры. На поливных землях пустынь роль почвообразователей берут на себя дождевые черви; большое значение приобретают и почвенные простейшие.

При вовлечении почв в активный сельскохозяйственный оборот резко снижается численность почвенной фауны, особенно при интенсивной механической обработке почвы и применении пестицидов. Минимизация почвообрабогки и переход к прямому посеву без механической обработки почвы способствуют развитию почвенной фауны и соответственно улучшению свойств почв, их структурного состояния благодаря биологическому саморыхлению.

В составе почвенной фауны значительное распространение имеют вредоносные виды: проволочники, медведки, гусеницы совок, корневые тли, личинки майского жука и др. На их размножение благотворно влияет бессменное возделывание культуры и несовершенство агротехнологий. Создание условий для увеличения видового разнообразия и численности почвенной фауны наряду с защитными мерами способствует снижению численности вредных видов.