Дождевые черви и плодородие почв

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

 «Кугесьский лицей»

Исследовательская работа

Дождевые черви и плодородие почв

                                                  Автор:

Владимиров Алексей, ученик 7 «В» класса

                                                  Руководитель:

                                                  Ефимова Наталия Валерьевна,

                                                   учитель биологии

п. Кугеси

2013

Содержание:

Введение……….……………………..……………………………….…………...3

Глава 1. Общая характеристика типа кольчатых червей …………………….4

1. Общая характеристика типа кольчатых червей ……………………………4

1.3 Дождевые черви и плодородие почв………………………………………5

Глава 2. Методика проведения опыта………………………………………… 12

2.1 Закладка опыта ………………………………………………………..…. 12

Глава 3. Результаты опыта ………………………………………………….. 13

3.1 Наблюдения ……………………………………………………………......13

Заключение………………………………………………………………..…..….14

Список информационных источников…………………………………………15

Введение.

  Первым сообщением о полезности дождевого червя следует считать высказывание Аристотеля о том, что червь является "мировым желудком". Однако первые попытки использования дождевых червей относятся ко временам Древнего Египта. Здесь с успехом использовали переработанный дождевыми червями наносной ил реки Нил для выращивания сельскохозяйственных культур. Древние египтяне обожествляли дождевого червя, считали его святым животным и запрещали вывозить из страны.                    

В научной литературе мысли о положительной роли дождевых червей в почвообразовательных процессах начали высказывать со второй половины XVIII века. В своем сочинении "О слоях земных" (1763) М.В. Ломоносов писал: "Нет сомнения, что чернозем не первозданная материя, но происходит от согнития животных и растущих тел".

Цель опыта: доказать, что дождевые черви принимают активное участие в перемешивании слоев почвы, переработки растительных остатков и создании капролитов.

Глава 1. Общая характеристика типа кольчатых червей

1.1 Общая характеристика типа кольчатых червей

 Кольчатые черви – обширная группа животных, включающая около 12 тысяч видов, которые живут главным образом в морях, а также в пресных водах и на суше. Это группа бесскелетных беспозвоночных, которые по этой причине имеют особое значение в питании других животных, так как усваиваются без остатка. Вместе с тем все они активно участвуют в деструкции органического вещества в биоценозах, содействуя биогенному круговороту. Особенно многообразны морские формы, которые встречаются на разных глубинах вплоть до предельных (до 10 – 11 километров) и во всех широтах Мирового океана. Они играют существенную роль в морских биоценозах и обладают высокой плотностью поселений: до 100 тысяч экземпляров на 1 метр квадратный поверхности дна. Морские кольчецы – излюбленная пища рыб и занимают важное положение в трофических цепях морских экосистем.

В почве наиболее многочисленны земляные черви, или, как их у нас называют, дождевые. Их плотность в лесных и луговых почвах может достигать 600 экземпляров на 1 метр квадратный. Дождевые черви участвуют в процессе почвообразования и способствуют повышению урожайности сельскохозяйственных культур и продуктивности естественных биоценозов. Кровососущие кольчецы – пиявки обитают преимущественно в пресных водах, а в тропических областях встречаются в почве и на деревьях. Их используют в медицине для лечения гипертонической болезни.

Рассмотрим основные особенности организации типа кольчатых червей как первых целомических животных.

Пресноводные олигохеты играют существенную роль в питании рыб. Например, трубочники, образующие нередко плотные поселения на дне водоемов, – излюбленный корм для многих рыб. Их используют для кормления аквариумных рыб. Трубочники – грунтоеды, играющие существенную роль в биологической очистке водоемов. Они имеют красную окраску, так как их кровь содержит гемоглобин. Наличие гемоглобина обеспечивает им нормальное дыхание даже в загрязненных водоемах с пониженным содержанием кислорода в воде. Заглатывая грунт, они переваривают органические вещества и способствуют их минерализации.

Мелкие беловатые кольчатые черви семейства энхитреид длиной менее 10 мм могут обитать в пресных водоемах, но чаще встречаются в почве. Почвенные энхитреиды включают около 400 видов. Плотность их в почве может достигать 150–200 тысяч на 1 метров квадратных. Их легко научились разводить в ящиках с почвой и использовать в качестве корма для аквариумных рыб, а также для промысловых видов на рыбоводных заводах. Энхитреиды питаются органическими остатками и участвуют в почвообразовании наряду с дождевыми червями.

Биологическое и практическое значение многощетинковых червей в океане очень велико. Биологическое значение полихет заключается в том, что они представляют важное звено в трофических цепях, а также имеют значение как организмы, принимающие участие в очистке морской воды и переработке органического вещества. Полихеты имеют кормовое значение. Для усиления кормовой базы рыб в нашей стране впервые в мире произведена акклиматизация нереид (Nereis diversicolor) в Каспийском море, которых завезли из Азовского. Этот удачный эксперимент был проведен под руководством академика Л.А. Зенкевича в 1939–1940 года

1.2 Дождевые черви и плодородие почв.

  Первым сообщением о полезности дождевого червя следует считать высказывание Аристотеля о том, что червь является "мировым желудком". Однако первые попытки использования дождевых червей относятся ко временам Древнего Египта. Здесь с успехом использовали переработанный дождевыми червями наносной ил реки Нил для выращивания сельскохозяйственных культур. Древние египтяне обожествляли дождевого червя, считали его святым животным и запрещали вывозить из страны.                    

В научной литературе мысли о положительной роли дождевых червей в почвообразовательных процессах начали высказывать со второй половины XVIII века. В своем сочинении "О слоях земных" (1763) М.В. Ломоносов писал: "Нет сомнения, что чернозем не первозданная материя, но происходит от согнития животных и растущих тел".

Во все времена исследователей интересовали масштабы жизненной деятельности дождевых червей. В большинстве случаев их активность в почве оценивается по массе копролитов, выброшенных на поверхность.   Гигантские дождевые черви Эйзениа магнифика (Северо-западный Алтай) откладывают огромные массы копролитов только на поверхности почвы: на светло-серых лесных - до 22 т/га, на черноземных типичных - до 15 т/га.На почвах верещатников в нижнем течении Одера (Польша) черви ежегодно откладывают копролитов 6…7 т/га, на гумусированных песчаных почвах в Саарской области (ФРГ) - до 24…44 т/га, а в горных саваннах Камеруна - не менее 210 т/га.При равномерном распределении 40…50 т/га копролитов получают слой толщиной до 3мм, 210 т/га - 12…14 мм без учета работы дождевых червей в глубинных горизонтах. О масштабах почвообразующей деятельности червей можно судить по величине их пищевого рациона, так как они заглатывают почву вместе с органическим детритом и корешками растений. Суточные рационы червей составляют 130…300% массы тела. Широко распространенные в умеренной климатической зоне черви Никодрилюс калигинозус (дождевой червь обыкновенный) потребляют в сутки 400…500 мг почвы на 1 г живой массы. В Московской области их плотность достигает в пахотных почвах 40, в пойменных - 300 экз./м.кв. Эти черви способны пропустить через кишечник в течение года до 20…100 т/га почвы. В течение многих десятилетий исследования были направлены на изучение видового состава и численности дождевых червей в отдельных типах почв лесных и сельскохозяйственных угодий. Первые экспериментальные данные по этому вопросу были получены в конце XIX века. Попытки более обстоятельных исследований сущности процессов, происходящих в почвах под воздействием беспозвоночных животных, наталкивались на недостаточность сведений о жизнедеятельности различных групп почвенной биоты. Интерес к изучению особой роли дождевых червей в формировании плодородия почв отличался подъемами и спадами. Лишь в последние 40 лет стало уделяться значительное внимание вопросам их распространения, развития и биологическим особенностям.  Их деятельность разнообразна. Проделывая многочисленные ходы и норки, они   улучшают физические свойства почвы: повышают ее пористость, аэрацию,   влагоемкость и водопроницаемость. В почвах, обогащенных продуктами   жизнедеятельности дождевых червей - капролитами, значительно возрастает   количество гумуса, увеличивается сумма обменных оснований, снижается   кислотность. Почвы содержащие капролиты червей, отличаются и более   водопрочной структурой. Таким образом, дождевые черви улучшают не только   физические свойства и структуру почвы, но и ее химический состав.Ч. Дарвин, доказывая роль («гораздо более важную роль, нежели может казаться большинству с первого взгляда») дождевых червей в образовании почвы, напоминал, что в этом процессе участвует вся Земля. Потому как именно на земле выращивают то, что мы едим: от хлеба до мяса. И надо бы об этой «особенности» земли-матушки рассказать. Земля и почва: названия и сущности. Вообще-то, словом «земля» обозначают любую твердую поверхность одноименной планеты (то есть – Земли). Причем в самых разных смыслах: так обозначают поверхность, места проживания людей и обитания животных и так далее. Но что касается сельскохозяйственных растений, то вот они-то могут расти не где угодно, а только там, где есть почва. А почва – это «верхний плодородный слой земли, где могут расти растения» Почва: как она возникла? Такая последовательностьможет и нарушаться, но главное здесь вот что: осваивая новое место, растения обогащают рыхлую породу органическими и минеральными веществами, изменяют структуру и прочее. В общем – «окультуривают». Основными составными частями почвы являются: 1) почвообразующая горная порода –песок, лесс, супесь, суглинок и так далее; 2) органические вещества, образовавшиеся в результате неполного разложения растений и животных; 3) неорганические вещества (минеральные соли); 4) влага (вода). Сюда бы еще надо включить такие «неэстетичные» компоненты, как отмершие, но еще неразложившиеся части растений, и погибших животных. Вообще в почве живет великое множество разных «созданий»: насекомых и их личинок, почвенных клещей и многих других. Их роль их очень важна: они там живут, перемещаются, грызут, роют... И благодаря этому сохраняют и улучшают структуру почвы. Особо велика роль дождевых червей: они выполняют поистине грандиозную работу. По оценкам специалистов, на большей части нашей планеты почвы в нынешнем своем состоянии существуют благодаря дождевым червям! А первым на роль этих невзрачных обитателей в сохранении почвы обратил внимание Чарльз Дарвин. Есть даже такое мнение: если бы он не был создателем эволюционной теории, он бы все равно вошел в историю науки как выдающийся биолог – благодаря работе о дождевых червях. Динамическое равновесие Именно таким выражением можно обозначить то состояние,в котором в нормальных условиях находится почва. Суть в том, что устойчивое состояние обеспечивается здесь совокупностью противоположных процессов. Основные из них - это накопление органических веществ (в результате отмирания растений и их частей) и их разложение до веществ неорганических. И если это равновесие нарушается, то структура и свойства почвы изменяются. Причем очень быстро. Дождевые черви разрыхляют и перемешивают слои почвы, улучшают условия для прорастания корней растений, затягивают вглубь растительные остатки. Выделения из их кишечников представляют прочные органо-минеральные комочки. Большое их количество в почве резко улучшает ее структуру и повышает плодородие. Таким образом, почва — это среда обитания, созданная деятельностью самих живых организмов.

Глава 2. Методика проведения опыта.

2.1. Закладка опыта

Опыт закладывается в лабораторных условиях. Берется  две стеклянные банки объемом 3 л. В оба сосуда помещаются слоями: почва, песок, почва. В одну из банок помещается обычный дождевой червь. Опыт целесообразно проводить в конце октября, начале ноября, когда в почве уже нет яиц дождевых червей, а взрослые особи ушли в почву на зимовку. Самого дождевого червя нужно приготовить заранее. Вторая банка будет служить контролем.

Земля                Земля

Песок                Песок

Земля                 Земля

Опыт.                   Контроль.

Раз в неделю необходимо подкармливать животное. Ему мы давали спитую чайную заварку, а также увлажняли почву.

Глава 3. Результаты опыта.

3.1 Наблюдения.

В первые две недели видимых признаков изменений не наблюдалось. Скорее всего животное адаптировалось, т.к. до этого оно находилось в холодном помещении и биологически уже готовилось к зимнему покою. Через две недели на поверхности почвы начали появляться маленькие комочки – копролиты, следы жизнедеятельности червя. Через стенку банки были видны ходы, которые прокладывал червь, а горка чайных листочков постепенно начала исчезать. Червь начал активно жить. Через три месяца все три слоя в сосуде «опыт» были перемешаны в однородную массу.

Заключение.

Таким образом, из проделанного нами опыта следует что, дождевые черви активно влияют на формирование почв, перемешивая её они, создают условия для проникновения воды, воздуха. Позволяют равномерно в почве распределяться питательным элементам и обогащать её органическими веществами.

Семейство дождевых червей (Lumbricidae) включает около 200 видов, большинство которых обитает в почве. Реже встречаются древесные и полуводные обитатели. Наиболее распространен вид Lumbricus terrestris длиной 20 – 30 сантиметров и до 1 сантиметров толщиной. Крупных тропических дождевых червей (до 1 – 3 метра длиной) местное население Южной Америки, Африки, Юго-Восточной Азии используют в пищу в вареном или жареном виде. Дождевыми червями питаются многие животные: кроты, землеройки, лягушки, многие птицы и некоторые хищные жуки. Но особо велико биологическое значение дождевых червей в почвообразовании. На их роль в почве впервые обратил внимание еще Ч. Дарвин. Позднее экспериментально изучено их значение в биологическом круговороте. Дождевые черви заглатывают почву, опавшие листья, остатки растений и способствуют ускорению прочесов гумусообразования и минерализации почвы. Кроме того, дождевые черви рыхлят почву, перемешивают, затаскивая органические остатки в глубокие слои почвы и вынося на поверхность обедненную органикой почву из глубоких слоев. Почва, пропущенная через кишечник червей, обладает лучшей структурностью. Улучшению плодородия почв способствует вывоз на поля навоза, торфа, которые важны не только как удобрение, но и как пища для червей. Обогащенная органикой почва способствует увеличению численности дождевых червей, ускоряющих почвообразовательный процесс.

Список информационных источников

1. Алексеев С.В., Беккер А.М. Изучаем экологию – экспериментально. Санкт-Петербург, 1993.
2. Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв. Изд-во МГУ, 1989.
3. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем / под редакцией Р.Шуберта. Пер.с нем. / М.: Мир, 1988.
4. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем. М.: Мир, 1988..
5. Криволуцкий Д.А. Почвенная фауна в экологическом контроле. М.: Наука, 1994.
6. Организация исследовательской работы школьников / под ред. В.А. Рассыпнова: учебное пособие. – Барнаул: АлтГПА, 2009.
7. Гиляров М.С. 1970. Закономерности приспособления членистоногих к жизни на суше. – М. Наука.
8. Беклемишев В.Н. 1964. Основы сравнительной анатомии беспозвоночных. – Изд. 3-е. М. Наука. Т. 1.
9. Малахов В.В. Загадочные группы морских беспозвоночных. Трихоплакс, ортонектиды, дициемиды, губки. – М. Издательство МГУ. 1990.