Исследовательская работа:"Влияние жизнедеятельности дождевых червей на плодородие почвы"

I.ВВЕДЕНИЕ

1. Актуальность

          Наша семья проживает в доме, расположенном на земельном участке. Весной мы стараемся засеять огород полезными овощами, чтобы потом собрать урожай и в зимнее время ни в чем не нуждаться.

Известно, что плодородность почвы, и как следствие, урожайность, зависит от многих условий – наличие вредителей, полезных веществ и организмов, применение удобрений. И если первые два условия не зависят от человека и не требуют экономических и физических затрат, то для приобретения удобрения требуется время и деньги.

В связи с этим возникает проблема исследования – как нам повысить плодородность почвы без применения химических удобрений?

Существует множество микроорганизмов и животных, создающих почву.     Дождевых червей видели все, но не все знают, что дождевые черви являются ангелами-хранителями всего живого на земле, хотя и обитают под землей. Многие думают, что черви достойны лишь презрения — их можно давить, уничтожать, травить.

Поэтому целью моего  исследования является: доказать, что жизнедеятельность  дождевого червя  способствует повышению плодородности почвы.

2. Объект, предмет и задачи исследования

         Объектом моего  исследования является – плодородность почвы.

Предметом исследования - жизнедеятельность червей, как создателей ценного удобрения.

          Задачи, которые я поставил перед проведением исследования:

        - изучить теоретический материал по данной проблеме в интернете и справочной литературе;

- изучить положительные и возможные отрицательные последствия наличия  дождевых червей в почве для растений через эксперимент и наблюдение;

- познакомить с результатами исследования учеников своего класса

3. Методы исследования

Для реализации задач были выбраны следующие методы:

 1) теоретический метод;      2) эксперимент;    3) наблюдение

4. Гипотеза исследования

      Я предположил, что повысить плодородность почвы возможно без применения химических удобрений. Возможно, это затратно по времени. Зато сокращает финансовые затраты, и не наносит вреда природным ресурсам, а это в наше время весьма актуально.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ

2.1.Виды дождевых червей

       Из научной литературы (2)  мне стало известно, что существует три типа червей, их наименование и отличительные особенности можно представить в таблице:

Дождевые черви относятся к типу кольчатых червей.

Считается, что одним из первых, кто обратил пристальное внимание на дождевых червей, был знаменитый Чарльз Дарвин. Посвятив этому исследованию несколько лет безустанного труда,  ученый смог издать одну из самых интересных своих книг под названием "Образование растительного слоя Земли деятельностью дождевых червей и наблюдения над их образом жизни".

Длина некоторых тропических дождевых червей доходит до 2,5 метров. В Европе распространено 35 видов, на территории бывшего СССР - около 100 видов дождевых червей более "скромного", чем тропические, размера: обычно 8 - 15 см, редко до 40 см.

Чаще всего встречаются следующие виды дождевых червей:

1. Дождевой червь четырехгранный. Встречается только в очень влажных местах (во влажном мхе, в сырой земле у водоемов).
2. Дождевой червь зловонный. Встречается преимущественно в навозных кучах и в жирной садовой земле.
3. Дождевой червь желтовато-зеленый. Живет как в слегка влажной, так и в очень сырой почве (в садах, в речных береговых обрывах), в гниющей листве.
4. Дождевой червь красноватый. Это типичный обитатель более или менее влажной перегнойной почвы, обычно на небольшой глубине.
5. Дождевой червь наземный или обыкновенный (выползок) особенно часто встречается в глинистых почвах. Влажными ночами выбирается на поверхность почвы за остатками растений.

Вывод: оказывается, существует большое количество видов дождевых (или земляных) червей. 

2.2. Строение дождевого червя

Из научной литературы (1) я узнал, что пищеварительная система дождевого червя состоит: рот, глотка, пищевод, кишечник (имеются зоб и желудок). Переварившиеся в кишечнике вещества поступают через стенки кишки в кровь, затем ко всем органам, не переварившиеся удаляются наружу.

У дождевых червей имеется кровь. Более крупные сосуды на спине и на брюшке. Мелкие сосуды (капилляры) соединяют брюшные и спинные сосуды. Движение крови происходит при помощи «сердец».

Орган дыхания у червей является кожа, в которой много кровеносных сосудов, особенно на спине.

После дождя вода проникает в почву и поглощает кислород. Бескислородная среда губительна для дождевых червей, и они выползают на поверхность. Отсюда и название — дождевые черви. Если теплым вечером вы заметили, что черви выползают из земли, значит, погода резко изменится, будет сильный дождь.  У дождевых червей нет глаз, но они очень чувствительны к свету. Когда я выкопал их на поверхность, то заметил, что они стараются уползти.

Вывод: дождевые черви имеют достаточно сложное строение. 

2.3. Образ жизни дождевых червей

       Влажность почвы, температура и количество пищи – главные условия, необходимые для жизни и размножения червей (2). В сухую погоду они зарываются на глубину до 2 – 2, 5 метров. Днем червь прячется в норке (норка – это узкий длинный канал, который в жаркое лето может достигать глубины 1,5 метров, с расширением в конце для разворота) головой к входу, который прикрыт листьями, хвойными иглами и прочим мусором, а в сумерки оживает. Он выползает на поверхность почти всем телом, лишь задний конец держится за край норки, а передняя часть тела совершает круговые движения, приподнимаясь над землей, и ощупывает все вокруг. Нащупает губами опавший лист дерева, хватает его и тащит в свою норку. Черви всю жизнь проводят в земле, роют глубокие ходы, и таким образом рыхлят землю.

Удивительно, но эти нежные, мягкотелые создания способны проделывать ходы даже в очень твердой и неподатливой земле. Пробуравливая почву, червь раз за разом  изнутри ударяет в переднюю часть своего туловища, работая как отбойный молоток. Встречая неподдающийся участок, он отрывает и заглатывает кусочки грунта, до отказа набивая кишечник. Затем поднимается к поверхности чтобы выбросить  переработанную землю.
День дождевой червь проводит в норе, расположившись головой к выходу, а ночью выползает на поверхность. Причем оказавшись снаружи, червь продолжает «хвостовым концом»  держаться за край норки, ощупывая остальным телом доступную часть поверхности. Обнаружив опавший лист, он хватает его и утаскивает под землю.

Ученые обнаружили выделяемое у червей и долго действующее вещество испуга: оказывается, эти, как казалось, "низшие" существа могут испытывать страх. И. Акимушкин подчеркивает: "Дождевые черви способны к обучению: их помещали в Т-образный лабиринт, в наиболее длинный коридор, образующий основание буквы "Т". Когда черви доползали до его конца, то им предоставлялся выбор повернуть направо или налево. "Направо" их ожидало затемнение и пища, "налево" - удар электрическим током. После нескольких попыток черви приучались безошибочно направляться в нужную сторону - к пище".

Норка червя представляет собой узкий длинный канал, который в жаркое лето может достигать глубины 1,5 метров, с расширением в конце для разворота.

Питаются дождевые черви разлагающимися растительными остатками и почвенными микроорганизмами, поэтому являются почвообразователями и очень полезны.

Вывод:  дождевые черви  способствуют образованию перегноя, разрыхляют и аэрируют почву.

2.4. Польза дождевых червей

Из интернета я узнал, (4) что растениям, как и прочим живым организмам нужна пища. Откуда они ее берут? Известно, от солнца, но этого мало. Растениям, как и нам для роста и жизни нужны многие вещества, которых в солнечном свете нет (минералы, соли и т.д.). Кроме как из почвы брать их больше негде. Так что же такое «плодородность почвы»? Плодородность почвы – это критерий, по которому определяют её пригодность для каких-либо сельскохозяйственных культур. Плодородная почва содержит огромное количество питательных веществ, таких как азот, фосфор, калий, медь, магний, сера, цинк и многие другое. А как возникла сама почва. Вот здесь на сцену и выходят дождевые черви. Конечно, не они одни. Но не будет преувеличением, если сказать, что дождевые черви являются самыми главными участниками процесса создания плодородного слоя почвы. Следует отметить, что копролиты (продукты жизнедеятельности) дождевых червей из-за более высокого содержания многих веществ, в сравнении с окружающей почвой, быстро заселяются бактериями, грибами, а позднее – другими беспозвоночными, которые также участвуют в почвообразовании. У червей нет других функций, кроме переработки почвы и органических отходов. Продукты жизнедеятельности дождевых червей (копролиты) содержат в концентрированном виде органику (гуминовые вещества), населенную множеством полезных для растений микроорганизмов. Многие, наверное, слышали, что наиболее плодородные почвы (черноземы) содержат большое количество гумуса. И основная заслуга в создании гумусного слоя принадлежит червям.

Черви перерабатывают органику - навоз или компост гораздо быстрее и более полно, чем почвенные микроорганизмы в процессе компостирования. Поглощая вместе с почвой огромное количество растительных остатков, простейших нематод, микробов, грибов, водорослей дождевые черви переваривают их, выделяя вместе с копролитами (кучки земли выделяемые червями) большое количество гумуса, собственной микрофлоры, аминокислот, ферментов, витаминов, других биологически активных веществ, которые подавляют болезнетворную микрофлору. При этом органическая масса теряет запах, обеззараживатся, приобретает гранулярную форму и приятный запах земли. Другая уникальная способность червей это их способность мелиорировать и структурировать почву, пронизывая ее своими ходами(5).  

Кроме роли собирателей гумуса, дождевые черви имеют известное значение в развитии тех процессов, которые в гумусе происходят. Гумус подвергается разложению и окислению^[1] под влиянием деятельности почвенных микробов, а минеральные вещества, возникающие этим путем, потребляются корнями растений.

 Основа плодородных почв — гумус (гумус является продуктом жизнедеятельности почвенных организмов, прежде всего дождевых червей)^[2]. 

Вывод: таким образом, дождевые черви являются созидателями плодородного слоя почвы – гумуса.

III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Я провел эксперимент для этого я попросил папу изготовить 2 одинаковых по размеру ящика. Ящики были заполнены следующим образом. Первым слоем были выложены опилки для того, чтобы вода, поступающая в почву, не уходила вниз, а скапливалась, вторым слоем я засыпал пищевые отходы – яблоки, заварку из-под чая, верхним слоем была засыпана земля из огорода. Указанный способ указан в книге Малай С.А. Прибыльное разведение червей (1).

Ящики с подготовленным грунтом были выставлены на улицу 27.05.2013 года, для того, чтобы начался процесс гниения минеральных отходов. 06.06.2013 года в один из ящиков были помещены дождевые черви, взятые мной из огорода. После того, как черви «обжились» в новом доме 14.06.2013 года я посадил в каждый из ящиков рассаду капусты. И стал наблюдать. В процессе роста капусту я поливал по мере необходимости простой водой, а также раз в неделю заваркой для подкормки червей. Одновременно поливался и второй ящик, где черви отсутствовали, чтобы создать единую базу для эксперимента. Ящики были выставлен под открытое небо в естественную среду.

Уже 28.06.2013 года  я стал замечать, что капуста в ящике с дождевыми червями развивается лучше, чем в ящике, где дождевые черви отсутствовали.

Кроме того я стал замечать что в ящике где дождевые черви отсутствовали быстрее росла трава мокрица.

29.08.2013 года эксперимент был закончен.

В результате эксперимента я установил, что рассада капусты росла лучше в том ящике, куда я посадил червей. В свою очередь, в ящике без червей капуста росла не так быстро, растения были по внешнему виду слабее тех, что росли в соседнем ящике. Следовательно, можно сделать вывод о том, что в ящике, где жили дождевые черви, почва стала более плодородной.

Кроме того, в ходе эксперимента я заметил, что в ящике, в котором не было червей, было больше травы – мокрицы. Мне стало интересно, с чем это связано и не является ли простым совпадением. Я спросил об этом у мамы. Мама предположила, что трава мокрица растет на почвах с повышенной кислотностью, а кроме того - в кислой почве низкая бактериальная активность, нет червей. Мы стали искать информацию в Интернете, и выяснили, что в кислотных условиях ухудшается структура почвы, водо- и воздухопроницаемость. В кислой почве низкая бактериальная активность, нет червей. В кислотных условиях ухудшается структура почвы, водо- и воздухопроницаемость (4). С чем связана кислотность почвы, какая почва имеет кислотность выше? Мое предположение заключается в том, что изначально, когда процесс гниения отходов не закончился, почва не успела стать кислой, и кислотность была нормальной (равной 7), поскольку дождевые черви не переносят кислую почву и в ней погибают (а то, что черви не погибли, говорит сравнительный рост капусты в ящике, куда они были помещены). В дальнейшем, черви, питаясь отходами в почве, не допускали снижения кислотности почвы, а в ящике, в котором червей не было, кислотность увеличивалась за счет процесса гниения отходов, что так же приводило к замедлению роста капусты, поскольку капуста «не любит» кислую почву.

Вывод:  в ящике, где жили дождевые черви, почва стала более плодородной.

IV. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе изучения научного материала я познакомился со строением дождевого червя, условиями его обитания.

В процессе проведенного эксперимента удалось установить, что дождевые черви оказывают положительное влияние на рост растений, способствуя его ускорению, поскольку благодаря дождевым червям, почва становится более плодородной.

    Вывод: в своем исследовании мне удалось доказать, что нахождение дождевых червей в почве влияет на рост растений благоприятным образом, т.к. повышает ее плодородность.

Отказавшись от глубокой перекопки почвы и применения химических веществ в саду, садоводы создают благоприятные условия для жизнедеятельности дождевых червей. А это значит, что с годами плодородие почвы при постоянном росте их численности будет не снижаться, а повышаться.

Кроме того, отсутствие червей в почве способствует росту сорняков. Моя гипотеза подтвердилась.

С результатами проведенного исследования я познакомил своих одноклассников, а также их родителей.

Для себя я решил, что при выращивании овощей на огороде наша семья не будет пользоваться химическими удобрениями, потому что от них погибают дождевые черви. Дождевые черви сами повышают плодородность почвы, а значит - применение химических удобрений становится не нужным!  Восстановленное червями плодородие, структура и здоровье почвы позволяют гарантированно получать на ней высокие урожаи.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Малай С.А. Прибыльное разведение червей. Ростов н/ Д: Владис, 2011.- 192 с.
2. Рыжова Н.А. Почва – живая земля//Блок занятий. – М.: ООО «КАРАПУЗ – ДИДАКТИКА». 2005. – с. 64
3.  Слащин Ю.И. Размножение дождевых червей//Арсентьевские вести.-№1-2007/    4.http://www.arsvest.ru/archive/issue750/garden/view11897.html

5.http://www.gitagrad.org.ua/sad-i-ogorod/dozhdevie-chervi-i-proizvodstvo-biogumusa.html