почва

Обитатели почвы в результате своей жизнедеятельности производят огромную почвообразовательную работу, которая слагается из следующих процессов: а) создания органического вещества наземными зелеными растениями, б) разрушения его бесхлорофильными растениями и животными, трупы которых в свою очередь являются источником органического вещества иного состава.

Животные взрыхляют почву, смешивают различные слои ее между собой (уносят в глубину листву и поднимают на поверхность подпочву), а умирая и истлевая, увеличивают собой количество перегноя.

Всем известны муравьиные кучи, кротовые норы и холмики, деятельность дождевых червей. Но это только бросающаяся в глаза небольшая часть почвообразующей работы животных.

Еще Ч. Дарвин обратил внимание на роль дождевых червей в образовании почвы. В благоприятных условиях влажной и затененной почвы дождевые черви развиваются в несметном количестве (до миллиона норок на одном гектаре). Во время засух и морозов черви уходят на глубину, летом поднимаются кверху и после дождей выползают на поверхность. В почве они двигаются раздвиганием частиц или их проглатыванием. Проглоченные кусочки земли, а также растительные и животные остатки, выбрасываются из кишечника червя в сильно измененном виде (копролиты): почва измельчается и пропитывается желудочным соком. Копролиты образуют прекрасную зернистую, водопрочную структуру.

Таким образом, сама жизнедеятельность почвенных животных определяет процессы разложения органического вещества в так называемом малом, или биологическом, круговороте веществ. Так же велика и косвенная роль животных в этом процессе. Животные прокладывают в почве ходы, способствуют увеличению ее скважности, водопроницаемости, повышению аэрации, что приводит к преобладающему значению аэробных процессов микробиологического распада, ведущих к более полной минерализации органических остатков, чем при процессах анаэробных (Гиляров).

По определению М. С. Гилярова, почвенная фауна перерабатывает около 25% вещества лесного опада. Деятельность почвенных животных ведет к углублению почвенного горизонта земной коры и повышению общего плодородия почвы. В то же время среди почвообразующих животных имеется огромное количество вредных видов, питающихся живыми растениями, опасных вредителей, деятельность которых снижает урожайность возделываемых растений, а в некоторых случаях делает даже невозможной их культуру. С личинками хрущей, проволочниками и другими животными должна вестись систематическая борьба.

Население почвы — эдафобиос — представляет собой своеобразный биоценотический комплекс. «Большая выравненность группового состава почвенного населения в сравнении с населением других ярусов суши находит свое объяснение в первую очередь в том, что условия влажности и колебания температуры в почве сглажены и уже на некоторой глубине полностью выключается действие света. Эти моменты сближают условия существования в почве в различных местностях, благодаря чему население почвы, как и население пресных водоемов, характеризуется определенной повторяемостью даже в различных климатических зонах, на почвах различного типа».

Р. Франсе (1921) под названием «эдафон» предлагал выделить комплекс подземных организмов, «замкнутое в себе сообщество», однако это понятие не удержалось, так как автор исключал из него животных, которые на отдельных этапах развития покидали почву (мухи и др. ). Между средами жизни — водой, воздухом и почвой — имеется тесная связь, поэтому не исключена она и между соответствующими биоценотическими комплексами. Эдафобиос, по нашему мнению, состоит из всего живого, обитающего постоянно или временно в почве. М. С. Гиляров (1949) также не вполне прав, рассматривая обитателей почвы лишь в качестве группировки, аналогичной «планктону» или «бентосу» и составляющей только специфический ярус наземного биоценоза.

Эдафобионты отличаются от обитателей других сред жизни рядом специфических адаптаций, которые особенно резко выражены у форм, проявляющих в почве активную подвижную и питающуюся стадии развития. Сюда относятся следующие приспособления:

1. Специфические органы движения — роющие конечности млекопитающих, способность к изменению толщины тела у насекомых, их хитинизированные головные капсулы и т. п.

2. Округлая, вальковатая и червеобразная форма тела.

3. Прочные и гибкие покровы, предохраняющие тело от поранений о твердые частицы.

4. Редукция глаз и исчезновение пигмента (у части) животных.

5. Приспособленность к обитанию в насыщенной влагой атмосфере (покровы, т. е. кутикула почвенных насекомых, как и у гидробионтов, проницаемы для испарения воды).

6. Затрудненность дыхания в почве и в связи с этим развитие кожного дыхания у почвенных беспозвоночных (некоторые земляные черви, до 1, 5 м длины дышат только кожей).

7. Широкое развитие у почвенных животных сапрофагии — питания разлагающимися остатками высших организмов.

Как показал М. С. Гиляров, изучение условий жизни в почве не только имеет важное практическое значение, но представляет и огромный теоретический интерес. Оказывается, что условия жизни в почве, где воздух насыщен водяными парами, могут рассматриваться как промежуточные между существованием в воде и воздухе (на суше). По своим физиологическим особенностям почвенные беспозвоночные приближаются к водным организмам. Специфика почвы как среды и особенности ее обитателей позволили названному автору обосновать пути перехода от водного образа жизни к наземному (через обитание в почве и сходных средах) многих групп животных и внести коррективы в прежние филогенетические представления, базировавшиеся на данных морфологических дисциплин.

Многие обитатели почвы относятся к примитивным организмам, давшим начало развитию воздушных. В отличие от этого, население пещер представлено очень узко специализированными формами.

Значение почвы как среды, в которой организмы, чувствительные к дефициту влаги, могут находить надежную защиту от высыхания, очень велико и в эволюции позвоночных. Временное, более или менее длительное пребывание на суше водных позвоночных — рыб, связано с зарыванием в почву. В пересыхающих водоемах вьюн, караси, двоякодышащие и другие рыбы зарываются в грунт. Земноводные, надолго уходящие от водоемов, также тесно связаны с почвой (тритон, жабы). У пресмыкающихся яйца развиваются в почве. У птиц яйца снабжены водой и потому могут развиваться на воздухе. Таким образом, в филогенезе позвоночных явственно намечается смена сред, в которых протекает инкубация яиц: вода — почва — воздух, причем почва представляет собой промежуточную среду.

Почва—среда более неоднородная по физико-химическим условиям, чем вода. При переходе из воды к жизни в почве организм оказывается подверженным не только тем физическим факторам, которые влияют и в воде, но и изменяющемуся жизненно-существенному фактору влажности. Поэтому переход к обитанию в почве для водных организмов означал переход не в более простую, а в более сложную среду (Гиляров).

Все почвы, так же как и факторы-почвообразователи, включая климат, подчинены законам зональности, а в пределах зон значительно варьируют под влиянием местных причин провинциального, регионального или фациального порядка. Почвенно-климатические зональные факторы накладывают специфические черты на культурные растения. В связи с этим создаются определенные сортименты разным содержанием белков, жиров, углеводов, витаминов, минеральных веществ и других составных частей. Например, содержание белка у пшениц колеблется от 7, 07% в Англии до 21, 16% на Кавказе, а количество масла у подсолнечника одного и того же сорта на территории России изменяется от 40, 3 до 58, 6%. Зональные факторы создают одновременно разные вкусовые качества и питательную ценность сельскохозяйственных растений. Один и тот же сорт, высеянный на разных почвах, дает резко отличающуюся по качеству продукцию.

Почвы играют определенную роль и в распространении болезней. Почвы могут являться непосредственным источником заражения, так как в них живут длительное время некоторые болезнетворные микроорганизмы (бациллы столбняка В. tetani, сибирской язвы В. antracis и др. ). Почвы могут передавать болезни и через посредство случайно попадающих бактерий — возбудителей холеры, чумы, брюшного тифа, дизентерии, бруцеллеза, туберкулеза и других; некоторые широко распространенные гельминтозы также зависят от почв. Поэтому многие вопросы здравоохранения прямо или косвенно связаны с почвами, и современная медицина и санитария должны уделять большое внимание гигиене почв (Акимцев, 1957).

Почва как среда жизни может быть разделена на среды обитания по основным ландшафтным зонам, почвы которых значительно отличаются и исторически представляют собой стадии почвообразовательного процесса. Главные почвенные среды обитания (с севера на юг в северном полушарии):

1. Тундровые почвы в пределах зоны тундры. Холодный климат, с малым количеством атмосферных осадков и незначительным испарением с поверхности почвы. Поэтому здесь почвы всегда сыры. Растительность представлена мхами, лишайниками, осоками и кустарниками. Остатки растений в условиях недостатка тепла и избытка воды с трудом разлагаются в почве и накапливаются в виде торфа, под которым можно встретить вечную мерзлоту.

2. Подзолистые почвы лесной (таежной) зоны. Отличаются вымытостью, выщелоченностью верхних горизонтов (A₁ и А₂), имеющих светлую окраску, и уплотненностью нижних горизонтов (B₁ и В₂), что способствует заболачиванию. Реакция кислотная.

3.Серые лесные почвы зоны лесостепи. Переходного характера от подзолистых к черноземам. Возникают в результате колебаний границы леса и степи,

4. Черноземные почвы разнотравных степей. Климат умеренный, растительность травянистая, дающая после разложения гуминовые и ульминовые вещества. Мощный слой перегноя (до 50—70 см), придающего почве черный цвет.

5. Каштановые почвы зоны сухих типчаково полынных степей. Слабо промыты, богаты известью, содержат натрий; реакция слабощелочная.

6. Бурые почвы — образуются в условиях еще более сухого климата и засоленных грунтов.

7. Сероземы пустынной зоны — богаты известью и бедны гумусом.

В пределах почвенных зон, представляющих для почвенных организмов разные среды обитания, в зависимости от конкретных условий засоленности, заболоченности и т. п. могут быть выделены различные биотопы.

Как и в других средах жизни, организмы чутко реагируют на свойства почвы и относятся к ним избирательно. Однако в изучении жизни почв сделаны лишь первые шаги и потому многие вопросы еще не могут быть освещены в достаточной мере.