Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

БИОЛОГИЯ ПОЧВ

Глава 3. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ И ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ БИОЛОГИИ ПОЧВ

 

ЭКОЛОГИЯ БИОЛОГИИ ПОЧВ

 

Смотрите также:

 

Жизнь в почве

 

Почва и почвообразование

 

Почвоведение. Типы почв

почвы

 

Химия почвы

 

Круговорот атомов в природе

 

Книги Докучаева

докучаев

 

Происхождение жизни

 

Геология

геология

Основы геологии

 

Геолог Ферсман

 

Черви и почвообразование

дождевые черви

 

Дождевые черви

 

Вернадский. Биосфера

биосфера

 

Геохимия - химия земли

 

Гидрогеохимия. Химия воды

 

Минералогия

минералы

 

Земледелие. Агрохимия почвы

 

Справочник агронома

 

Удобрения

 

Происхождение растений

растения

 

Ботаника

 

Биология

биология

 

Эволюция биосферы

 

Земледелие

 

растения

 

Тимирязев – Жизнь растения

 

Жизнь зелёного растения

зелёные растения

 

Геоботаника

 

Мхи

 

Водные растения

 

Общая биология

общая биология

 

Лишайники

 

Мейен - Из истории растительных династий

Мейен из истории растительных династий

 

Удобрения для растений

 

Биографии биологов, почвоведов

Биографии почвоведов

 

Эволюция

 

Микробиология

микробиология

 

Пособие по биологии

 

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ИНДИКАЦИИ И ДИАГНОСТИКИ ПОЧВ

 

Современная диагностика почв использует достижения всех разделов почвоведения, оперируя данными по морфологии, химии, физике и минералогии почв. Физические и химические свойства характеризуют относительно консервативные накопившиеся признаки и свойства почв. Биология почв располагает показателями, которые характеризуют динамичные свойства, являющиеся индикаторами современного режима жизни почв. Поэтому использование биологических методов биодиагностики и индикации необходимо для общей характеристики состояния почвы, оценки ее плодородия.

 

В основе принципа биологической диагностики почв лежит представление о том, что почва как среда обитания составляет единую систему с населяющими ее популяциями разных организмов.

В зависимости от сочетания природных факторов, определяющих почвообразовательный процесс, разные почвы различаются по составу своей биоты, направленности биохимических превращений и содержанию тех химических компонентов, которые являются продуктами этих превращений или их агентами.

 

Этот принцип был положен в основу учения о почве и биологическом факторе почвообразования, созданного представителями классической русской школы генетического почвоведения. Он прослеживается в трудах В. В. Докучаева, П. А. и С. П. Костычевых, Н. А. Димо, В. Н. Сукачева, Б. Б. Полынова, Н. П. Ремезова и др.

 

Развитие современного почвоведения обязательно предполагает включение важнейших методов биологического исследования — ботанических, микробиологических, биохимических, зоологических.

 

Ботанические методы фитоиндикации и диагностики почв наиболее хорошо разработаны. Они входят в особый раздел геоботаники — индикационной геоботаники, сформировавшейся в 30-х годах нашего столетия. При составлении описания почв используют, как правило, и характеристику растительности. Поэтому к настоящему времени накопился уже большой материал по взаимосвязи почв и растений. Методы фитоиндикации применяют при бонитировке почв, почвенных свойств и процессов. Например, путем анализа состава и структуры растительных сообществ, распространения растений-индикаторов или определения индикаторных признаков у отдельных видов растений можно установить тип почвы, степень ее гидроморфизма, развитие процессов заболачивания, соленакопления и т. д. Среди растений обнаружены индикаторы на тот или иной механический и химический состав почв, степень обогащенности питательными элементами, на кислотность или щелочность, глубину протаивания мерзлотных почв или уровень грунтовых вод.

 

Почвенно-зоологические исследования диагностического профиля стали развиваться позже ботанических. Только в 50-х годах почвенная зоология оформилась как самостоятельная область науки. Накопленный к тому времени фактический материал по распространению в почвах беспозвоночных, их фаунистическому составу и адаптационным характеристикам позволил сформулировать основные принципы зоологического метода диагностики почв (Гиляров, 1965). Этот метод был успешно использован М. С. Гиляровым при решении некоторых спорных вопросов генетического почвоведения, например при выяснении происхождения красноцветных почв Крыма, буроземов центральных Кодр Молдавии, почв орехово-плодовых лесов Киргизии, горных черноземов Кавказа. Теоретической предпосылкой применения почвенно-зоо- логического метода для целей диагностики почв является представление об «экологическом стандарте» вида (М. С. Гиляров), о потребностях каждого вида в определенном комплексе условий среды. Поэтому каждый вид в пределах своего ареала встречается только в тех местообитаниях, которые обеспечивают этот комплекс необходимых для проявления Жизнедеятельности условий. Амплитуда варьирования отдельных факторов среды, в которых возможно существование данного вида, характеризует экологическую пластичность вида. Виды с широкой экологической амплитудой (эвритопные) мало пригодны для индикационных целей, тогда как экологически узковалентные виды (стенотоп- HbieJ служат хорошими индикаторами определенных условий среды и свойств ^субстрата. Это положение представляет собой общий теоретический принцип в биологической диагностике. Для почвенных животных, использующих почву как единую среду обитания, а не как систему микросред в случае микроскопически малых организмов, легче можно выявить зависимость между общими свойствами почвы и ареалами видов. Однако при этом следует учитывать, что один и тот же вид в разных местах своего ареала может менять местообитания и, следовательно, служить индикатором на разные условия («правило смены местообитаний» Г. Я. Бей-Биенко). Например, виды мезофильные в центре ареала становятся у северных границ ареала ксерофильными, а у южных — гигрофильными. Так, июньский хрущ Amphimallon sol- stitiale L. в нечерноземной зоне встречается в сухих супесчаных почвах на южных склонах оврагов, а в полупустынях Средней Азии — только во влажных почвах вдоль рек. В центре же ареала, в лесостепной зоне, этот вид распространен в разных почвах и ведет себя как эвритопный мезофил. Следовательно, индикационную роль он может играть только в тех местах, где он выступает как стенотопный организм.

 

Однако использование одного вида для индикации дает мало уверенности в правильности выводов. Лучшее условие — исследование всего комплекса организмов, из которых одни могут быть индикаторами на влажность, другие — на температуру, третьи — на химический или механический состав. Чем больше общих видов почвенных животных встречается на сравниваемых участках, тем с большей долей вероятности можно судить о сходстве их режимов, а следовательно, и о близости исследуемых почвенных разностей, о единстве почвообразовательного процесса. Не все группы почвенных животных равнозначны с точки зрения их диагностической ценности. Менее чем другие, полезны микроскопические формы — простейшие и микроартроподы (клещи, ногохвостки). Их представители отличаются космополитизмом, в силу того что почва для них не выступает как единая среда обитания, а живут они в системе пор, капилляров, пещер, которые можно найти в любой почве. Среди простейших до последнего времени только раковинные амебы были использованы в качестве показателей почвенных условий, особенно в некоторых гидроморфных почвах. Их легче, чем других простейших, определять по строению их раковинок, которые, кроме того, хорошо сохраняются в почве. Путем прямого микро- скопирования или подсчета клеток тестацид в мазках на стекле было показано, что наибольшая численность их обнаруживается в кислых лесных почвах под хвойными лесами (десятки тысяч в 1 г при биомассе около 10 кг/га) и наименьшая — в солонцах.

 

Из микроартропод наиболее хорошо изучены индикаторные свойства у панцирных клещей. Было показано, что все зональные типы почв СССР четко различаются по численности, биомассе, продуктивности, характеру вертикального распределения, спектрам жизненных форм и по фаунистическому составу населения орибатид. Наибольшей величины их численность достигает в почвах таежной зоны, а наибольшей продуктивности — в почвах влажных субтропиков (Криволуцкий, 1976).

 

Особенно ценны и удобны для индикационных работ в почвоведении комплексы крупных беспозвоночных (дождевые черви, многоножки, личинки насекомых), которые менее космополиты, чем простейшие и микроартроподы. Ареалы видов крупных беспозвоночных более надежно изучены и характеризуются определенным комплексом почвенно-климатических условий. Есть много примеров индикаторного значения почвенных беспозвоночных. Так, например, стафилинидыг рода Bledius и чернотелки рода Belopus показательны для солонча- ково-солонцового комплекса почв (Гиляров, 1976), многоножки-кився- ки, некоторые мокрицы и легочные моллюски служат индикаторами на' содержание в почве извести. Это организмы-калькофилы. Вид дождевых червей Octolasium lacteum и некоторые виды проволочников также являются показателями высокого содержания кальция в грунтовых водах.

 

Для целей установления типа почвы и направления почвообразовательного процесса используется не только принцип сравнительного изучения комплекса почвенных животных, но и такие показатели, как профильное распределение беспозвоночных по отдельным горизонтам, их участие в минерализации и гумификации опада. Например, в формировании бурых лесных почв большую роль играют диплоподы, мокрицы, моллюски, энхитреиды, сосредоточенные в лесной подстилке и перерабатывающие опад in situ. В серых лесных почвах значительное влияние на формирование профиля оказывают крупные сапрофаги — дождевые черви, связанные с минеральными слоями почвы, куда они вовлекают растительные остатки. Соотношение подстилочных и собственно почвенных крупных форм сапрофагов может помочь в некоторых случаях решению вопроса о направленности почвообразовательного процесса.

 

Основой для развития почвенно-альгологических работ индикационно-диагностического профиля служит положение о том, что зональности почв и растительности соответствует и зональность водорослевых группировок. Она проявляется в общем видовом составе и комплексе доминантных видов водорослей, в наличии специфических видов, в характере распространения по почвенному профилю, в преобладании определенных жизненных форм (Штина, Голлербах, 1976).

 

Подзолообразовательному процессу соответствует сравнительно простая группировка водорослей с преобладанием одноклеточных зеленых и желтозеленых, устойчивых к низкому значению рН. Для дернового процесса характерно большое разнообразие видов с равным преобладанием синезеленых и зеленых и значительной долей желто- зеленых и диатомовых.

 

Болотный процесс характеризуется исключительным разнообразием видов с резким доминированием зеленых и наличием гидрофильных видов. При степном процессе в группировке водорослей преобладают синезеленые и одноклеточные зеленые — убиквисты, при солонцовом получают значительное развитие диатомовые, при осолодении на первое место выходят зеленые и желтозеленые, включая специфические виды. Пустынный процесс приводит к сокращению численности и разнообразия желтозеленых и диатомовых и резкому доминированию нитчатых синезеленых водорослей. Биологическое освоение безжизненных грунтов и первичное почвообразование связаны с развитием мелких одноклеточных зеленых, синезеленых или желтозеленых водорослей — убиквистов.

 

Такие показатели, как общая численность водорослей и их биомасса, подвержены колебаниям под влиянием сезонных факторов и не имеют большого индикационного значения.

 

Имеется связь между развитием отдельных видов водорослей и факторами почвенной среды. Индикатором на влажность почвы служит обилие мелких форм диатомей. Показателем кислой почвы является состав водорослей, в котором отсутствуют синезеленые и диатомовые. Для почв засоленного ряда характерны некоторые синезеленые. С позиций индикации состояния почвы в отношении ее -окультуренно- сти водоросли проявляют следующие тенденции: с освоением и окультуриванием возрастает общая численность водорослей и изменяется их состав в сторону увеличения доли синезеленых и среди них — азот- фиксируюших видов, усиление развития диатомей, увеличение видового разнообразия желтозеленых и нитчатых зеленых. Интенсивное развитие видов синезеленых из семейств Nostocaceae и Anabaenaceae можно считать показателем окультуренности почвы (Голлербах, Шти- на, 1969).

 

 

 

К содержанию книги: И. П. БАБЬЕВА, Г. М. ЗЕНОВА, Д.Г.ЗВЯГИНЦЕВ

 

 

Последние добавления:

 

Вильямс. Травопольная система земледелия

 

История русского почвоведения

 

Качинский - Жизнь и свойства почвы

 

Вернадский - ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО

 

Вернадский - химическое строение биосферы