Исследовательский проект по биологии «Изучение жизнедеятельности кольчатых червей в различных видах почв»

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Ульяновская средняя общеобразовательная школа»

Исследовательский проект по биологии

«Изучение  жизнедеятельности кольчатых червей в различных видах почв »

Автор: Старшова Маргарита

ученица 11 класса

Научный руководитель:

Иваненко Л.Н

учитель биологии

2018 год

Содержание

        Стр.

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

1. Литературный обзор……………………………………5

2. Определение плодородия почвы различными

               методами……………………………………………6-7

3. Закладка опытного участка…………………………….8-12

4. Исследования изменения численности

              дождевых червей………………………………………..8

5.  Выводы…………………………………………………..12
6.  Приложения…………………………………………….14-19

7. Список литературы…………………………………….20

Введение

        Дождевой червь играет огромную роль в почвообразовательном процессе, обогащая почву перегноем, измельчает ее, перемешивает и рыхлит, что создает благоприятные условия для жизни растений. Это очень полезные животные. Кольчатые черви служат пищей для многих позвоночных — рыб, земноводных, птиц, млекопитающих. Жизнедеятельность червей, их размножение и рост зависит главным образом от почвы, в которой они обитают.

        Актуальность этой работы заключается в изучении и исследовании размножения дождевых червей в различных почвах, что позволит нам понять, каким образом можно повысить плодородие почв, улучшить их структуру, создать благоприятные условия для жизнедеятельности дождевых  червей.         

        Мы предположили, что наилучшими условиями проживания и размножения для дождевых червей в нашей местности является унавоженная легкая суглинистая почва. В своих исследованиях мы используем три вида почв: легкая суглинистая почва, унавоженная легкая суглинистая почва и шлак.

        Исследуя размножение дождевых червей в различных почвах и шлаке, мы хотели изучить  пригодность этих почв для жизнедеятельности червей.

         Целью этой работы является исследование жизнедеятельности дождевых червей в различных видах почв.

        Поставленная цель исследования была достигнута посредством решения следующих задач:

        1. Литературный обзор.

           2. Исследование почвы.

        3. Закладка опытного участка.

        4. Исследования изменения численности дождевых червей.

        5. Выводы.

I. Литературный обзор

        К типу кольчатых червей принадлежит около 8 тыс. видов. Среди кольчатых червей встречаются паразиты, однако, основная масса видов — это свободноживущие (наземные, почвенные или водные) организмы. Тип подразделяется на 6 классов.

        Класс малощетинковые насчитывает около 2500 видов. Среди малощетинковых встречаются как почвенные (напр. дождевые черви), так и водные формы (напр. трубочник). Животные, относящиеся к этому классу, имеют удлиненную червеобразную форму тела. Последнее явно сигментированно и состоит из большого числа “колец”. Отсюда название типа — кольчатые черви.

         Кольчатые черви — несравненно более чувствительны к действию раздражителей, по сравнению с предыдущими группами. На переднем конце тела располагается ротовое отверстие, переходящее в глотку. Последняя переходит в более узкий пищевод, куда у дождевых червей впадают три пары известковых желез, выделяющих щелочной, содержащий известь секрет. Он необходим для нейтрализации гуминовых кислот, в большом количестве содержащихся в перепревших растительных остатках и почвенном гумусе, которым питаются эти животные. Пищевод, расширяясь, переходит в зоб, а за ним начинается один или несколько мускулистых желудков. В желудке пища, как правило, только измельчается. Переваривание же происходит в средней кишке, имеющей метамерную организацию и выпячивание на спинной стороне (тифлозоль), увеличивающую всасывательную поверхность. Задняя кишка такого выпячивания не имеет. Из этой части кишечника не переваренные остатки выводятся во внешнюю среду через анальное отверстие. Кровеносная система замкнута, настоящего сердца нет, а передвижение крови по сосудам осуществляется за счет пульсации их стенок.

        Половая система кольчатых червей может быть как раздельнополой, так и гермафродитной. Для малощетинковых червей и, в частности, для дождевых червей, характерен гермафродитизм.

        Дождевые черви приносят большую пользу, постоянно разрыхляя почву и способствуя тем самым ее аэрированию. Пропуская большие количества почвы через свою пищеварительную систему, они улучшают её механический состав, уничтожают накапливающиеся в ней растительные остатки, способствуют ускорению минерализации органических веществ и таким образом повышают плодородие почвы .

        Средний вес земляного червя – примерно полграмма, оптимальное число – около 5000 особей на сотку. Червь пропускает за сутки через пищеварительный канал количество почвы, равное весу своего тела. Кормом для дождевых червей могут быть любые гниющие органические вещества: навоз, солома, трава, опавшая листва, ветки деревьев, опилки, ботва, содержимое выгребных ям, бумага и т.д.

        Структурные отдельности почвы, образующиеся, когда через кишечник червей проходят растительные остатки и минеральные частицы, отличаются высокой прочностью, устойчивостью к размыванию. Многие почвенные минералы, проходя через кишечник червей, разрушаются, так что в копролитах бывает больше растворимых фосфора, калия, магния, чем в окружающей почве .

Методика исследования.

II. Определение плодородия почвы различными методами.

 (см фото1-4)

1 метод. Исследование механического состава почвы.

Вывод: Согласно данным таблицы, почва на yчебно-опытном   yчастке  по механическому составу - суглинистая

2 метод. Исследование кислотности почвы.

Кислотность почвы участка, прилегающего к школе мы определяли следующим образом.

В пробирке к 3 – 4 г почвы приливали 4 – 5 см3 хлористого калия, после чего взбалтывали смесь в течение 3 – 4 мин, затем отстаивали. После того, как раствор посветлел, брали пипеткой 1 см3 этого раствора, помещали его в фарфоровое блюдце и использовали универсальный индикатор лакмуса. Если раствор окрашивается в розовый цвет, то почва является кислой, а если в зеленоватый, то – щелочной. Пользуясь цветной шкалой, я установила, что  pH среды почвы является нейтральной.

3 метод. Одним из главных признаков плодородия почвы является наличие в ней гумусовых веществ, которые обуславливают окраску. По цвету почву можно условно разделить на категории по содержанию гумуса и плодородию:

Вывод: Согласно данным этой таблицы, почва на участке среднегумусная, среднеплодородная.

III . Закладка опытного участка

        Опытная экспериментальная площадка была заложена в сентябре  2013 и состояла из четырех ящиков ( 50см * 50см * 50 см) с  различными видами почв и шлака.

         Для исследований использовались следующие виды почв:  

        1. Легкая суглинистая почва.

        2. Унавоженная легкая суглинистая почва.

        3. Шлак.

        4. Унавоженная легкая суглинистая почва с верхним слоем шлака.

        В каждый из ящиков, заполненных выше указанными почвами, помещались взрослые особи дождевых червей по 20 штук в каждый. Во время проведения исследований температура окружающей среды поддерживалась в пределах 18-25 градусов. Через 5 дня почвы поливались водой объемом 1 куб.дм. каждую.

        Подсчет особей дождевых червей производился через каждые 5 дней в течение 20 дней. См. фото 5-20

1. Исследования изменения численности дождевых червей.

        Количественный учет дождевых червей в различных почвах производился согласно методическим указаниям . (См. фото 21-28)

        За учетные площадки принимались ящики объемом  50см * 50см * 50см. Первый ящик заполнялся легкой суглинистой почвой, второй ящик – унавоженной легкой суглинистой почвой, третий ящик заполнялся шлаком, четвертый – унавоженной легкой суглинистой почвой с 10 см. поверхностным слоем шлака.

        Почвы были смочены водой в количестве одного литра в каждую.

        После этой подготовки в каждый ящик были запущены взрослые особи дождевых червей по 20 штук. По истечении 5 дней из каждого ящика почва высыпалась на полиэтиленовую пленку, размельчалась и раскладывалась таким образом, чтобы мы смогли посчитать численность дождевых червей. Далее обнаруженные дождевые черви складывались в чашки Петри  и взвешивались для определения массы. После чего почва засыпалась обратно в ящик, поливалась водой, и учтенные особи запускались обратно.

        В ящике с унавоженной легкой суглинистой почвой с 10 см. поверхностным слоем шлака подсчет особей дождевых червей и определение их биомассы осуществлялся по истечении 20 дней с целью недопущения перемешивания почвы со шлаком.

        Таким образом, через каждые 5 дней мы проводили учет дождевых червей, как по численности, так и по массе, регулярно поливая почву водой.

        Результаты проведенных исследований по почвам и шлаку и изменение количества особей дождевых червей приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Изменение количества дождевых червей

в различных почвах во времени

Результаты, приведенные в таблице 1, показывают прирост особей дождевых червей как в почвах легкой суглинистой, так и унавоженной легкой суглинистой. Также прирост особей дождевых червей наблюдался в унавоженной легкой суглинистой почве с 10 см. слоем шлака, в которой черви вели активную жизнедеятельность, перемешивая эти два слоя, за счет выноса биогумуса на поверхность.

Результаты изменения биомассы червей приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Изменение биомассы дождевых червей в различных

почвах во времени

        Результаты, полученные в процессе исследования размножения дождевых червей в различных почвах и шлаке, показали, что наиболее благоприятными условиями для жизнедеятельности дождевых червей является унавоженная легкая суглинистая почва. В данной почве прирост численности особей дождевых червей был максимальным.

        В легкой суглинистой почве подсчет особей дождевых червей во времени показал на возможность размножения червей в данной почве, на наличие в ней питательных веществ.

        Шлак оказался непригодной средой для обитания, жизнедеятельности и размножения дождевых червей. Как видно из таблиц, количество особей дождевых червей в шлаке неуклонно снижалось во времени. Возможность активного размножения дождевых червей в унавоженной легкой суглинистой почве с поверхностным слоем шлака, перемешивание почвы и шлака, обогащение его, указывает на возможность использования дождевых червей для восстановления брошенных земель и отвалов шлака. (См. фото 29-32)

        На рис.1 и рис.2 показаны  зависимости изменения количества особей дождевых червей и их биомассы во времени

Кол-во

особей

40

30

20

10

  0

      0                         5                        10                        15                        20   дни

Рис.1. Зависимость изменения количества особей дождевых червей во времени.

Масса, г

14

13

12

11

10

 9

 8

 7

 6

 5

 4

 3

 2

 0

      0                        5                        10                        15                        20   дни

Рис.2. Зависимость изменения биомассы дождевых червей во времени

Где:                   - в шлаке ;

                   - в легкой суглинистой почве ;

                   - в унавоженной легкой суглинистой почве ;

                   - в унавоженной легкой суглинистой почве с 10см слоем шлака

Выводы

        Результаты, полученные в процессе исследования жизнедеятельности и размножения дождевых червей в различных почвах и шлаке, показали, что наиболее благоприятными условиями для дождевых червей является унавоженная легкая суглинистая почва. В данной почве прирост численности особей дождевых червей и их биомассы  был максимальным.

        В легкой суглинистой почве подсчет особей дождевых червей и прирост их массы показал на возможность  их размножения в данной почве и на наличие в ней питательных веществ.

        Шлак оказался непригодной средой для обитания, жизнедеятельности и размножения дождевых червей. Как видно из таблиц и рисунков, количество особей дождевых червей в шлаке и их биомасса неуклонно снижались во времени. Возможность активного размножения дождевых червей в унавоженной легкой суглинистой почве с поверхностным слоем шлака, перемешивание почвы и шлака, обогащение его, указывает на возможность использования дождевых червей для восстановления брошенных земель и отвалов.