Почва как среда обитания. Основные группы педобионтов. Методы учета почвенного населения

Почва – поверхностный слой земной коры. Она представляет собой, по Докучаеву, естественноисторическое тело, созданное совместным воздействием на горную породу воды, воздуха и организмов. Важнейшей ее особенностью является полидисперсность или трехфазность (твердая – почвенные частицы, жидкая – вода, газообразная – воздух), непрозрачность и почти всегда насыщенность водными парами.

Животные, обитающие в почве, по-разному используют ее. Мелкие - простейшие, коловратки, брюхоресничные – обитают в пленке воды, обволакивающей почвенные частицы. Это геогидробионты. Они мелки, уплощенной или удлиненной формы. Дышат кислородом, растворенным в воде, при недостатке влаги им характерно оцепенение, инцистирование, образование коконов. Остальные обитатели дышат кислородом воздуха – это геоатмобионты.

Почвенных животных подразделяют по размерам на группы:

наннофауна – животные размером до 0,2 мм;

микрофауна – животные размером 0,1-1,0 мм;

мезофауна - размером более 1,0 мм;

мегафауна – позвоночные животные.

По степени связи с почвой педобионтов подразделяют на следующие группы:

геобионты – животные, вся жизнь которых проходит в почве;

геофилы – животные, часть жизненного цикла которых связана с почвой;

геоксены – животные, связанные с почвой случайно или используют ее в качестве убежища.

В пределах разных систематических групп беспозвоночных животных выделяются разнообразные жизненные формы.

По характеру питания почвенные животные подразделяются на следующие группы: хищники, паразиты, некрофаги, сапрофаги, фитофаги.

Наиболее типичными обитателями почвы являются: простейшие, нематоды, дождевые черви, энхитреиды, голые слизни и другие брюхоногие моллюски, клещи и пауки, многоножки (двупарноногие и губоногие), насекомые – взрослые и их личинки (отряды коллемболы, двухвостки, щетинохвостки, двукрылые, жесткокрылые, перепончатокрылые и др.). Педобионты выработали разнообразные приспособления к обитанию в почве как во внешнем строении, так и во внутреннем.

Передвижение. Геогидробионты имеют те же приспособления для передвижения, что и водные обитатели. Геоатмобионты передвигаются по естественным скважинам, и сами прокладывают ходы. Движение мелких животных в скважинах не отличается от движения по поверхности субстрата. Недостатком образа жизни скважников является их высокая чувствительность к высыханию субстрата, зависимость от физических свойств почвы. В плотных и каменистых почвах их численность невелика. Подобный способ передвижения характерен для мелких членистоногих. Ходы прокладываются животными либо путем раздвигания почвенных частиц (червями, личинками двукрылых) либо путем измельчения почвы (характерно для личинок многих видов насекомых). Животные второй группы часто имеют приспособления для отгребания почвы.

Морфофизиологическими приспособлениями к обитанию в почве являются: потеря пигмента и зрения у глубокопочвенных обитателей; отсутствие эпикутикулы либо присутствие ее на отдельных участках тела; для многих (дождевые черви, энхитреиды) неэкономная система выведения продуктов обмена из организма; разнообразные варианты наружно-внутреннего оплодотворения у ряда обитателей; для червей - дыхание всей поверхностью тела.

Экологические приспособления проявляются в выборе наиболее подходящих условий для обитания. Выбор мест обитания осуществляется посредством вертикальных миграций по почвенному профилю, смены стаций обитания.

Методы учета почвенных животных

Для изучения наннофауны пользуются следующими методами:

1. На изучаемом участке берут небольшую пробу земли определенного объема, разбавляют дистиллированной водой или профильтрованной водой и рассматривают под микроскопом.

2. Метод культур. 1 г почвы разводят в 9 г сенного отвара, проводят второе, третье разведения. Просматривают пробы под микроскопом.

3. Метод почвенных пробирок. Пробирки диаметром 0,7-0,.8 см и длиной 3,0-3,5 см наполняют стерильным сенным экстрактом и зарывают в землю на глубину 15 см по 3-5 шт. в одно гнездо. Извлекают пробирки через 3-5 дней.

4. Метод последовательного окрашивания мазка водной суспензии почвы на предметном стекле эритрозином и метиленовым зеленым. При этой окраске клетки простейших окрашиваются в розовый цвет с темно-красными ядрами; бактерии, грибы, водоросли – в красный; почва – в зеленый.

Существуют и другие методы учета качественного и количественного состава простейших, образующих группу «наннофауна».

Изучение микрофауны проводится следующими методами:

1. Ручной способ: кусочки почвы помещают в чашки Петри и разбирают под лупой, бинокулярным микроскопом.

2. Метод флотации: кусочки пробы переносят в воду, животные всплывают на поверхность, здесь их собирают кисточкой.

3. Выгонка при помощи аппарата Туллгрена (рис. 1). Экстрактор состоит из воронки, на которой укреплено почвенное сито с почвенной пробой, к воронке прикреплен сосуд с фиксирующей жидкостью. Иссушение образца почвы приводит к миграции животных в более глубокие слои почвы. Над воронкой можно укрепить электролампочку такой мощности, чтобы температура на поверхности почвы не превышала 30^о С. Объем проб 100 см³ и менее.

Почвенная мезофауна изучается разнообразными методами. Наиболее распространены среди них метод почвенных раскопок, метод просеивания подстилки и почвы, метод ловчих канавок и ловчих цилиндров для обитателей поверхности почвы и растительного опада.

Почвенные раскопки.

Выбирают наиболее типичные участки, на которых закладывают пробные площадки. Размер площадок: 25х25, 50х50 или 100х100 см. Во влажные сезоны размер площадки обычно не превышает 50х50 см. Глубина взятия проб определяется характером вертикального распределения беспозвоночных животных. Расположение учетных площадок на участке может быть следующим:

а). . .  б)..      в). . .  г)..        . д). . . . .

   .     .         .         . . . . . .

. .    .    . .        .      

                  .      .         . .   

                           . .   .    .

Последовательность при проведении работы: отметить площадку; от границ отгрести опад, подстилку; удалить растения; расположить рядом с участком пленку. На пленку собрать опад, подстилку, снабдив образец этикеткой, завернуть. Послойно разобрать почву, встреченных животных зафиксировать, в емкость положить этикетку с указанием места и даты сбора, номера площадки, глубины взятия образца.

Метод просеивания почвы и подстилки на ситах.

Взятие образца подобно описанию почвенных раскопок. Разбор проб проводится с использованием колонки почвенных сит (диаметр отверстий 0,25, 0,5, 2,0 и 5,0 мм), дна и крышки. На крупное сито помещается порция анализируемого субстрата, закрывается крышкой и энергично встряхивается. Затем просматривают каждое сито, находящихся на них животных фиксируют. Этот метод позволяет проанализировать большее количество проб в сравнении с ручной разборкой. Результаты заносятся в таблицу.

Характеристика почвенной фауны

Метод учета беспозвоночных ловушками Барбера и ловчими канавками.

1. Ловушки Барбера (ловчие банки объемом 0,3-0,5 л, стеклянные или пластмассовые) вкапывают так, чтобы их горлышко находилось на одном уровне с поверхностью почвы. Можно использовать фиксирующую жидкость (спирт, формалин и др.), приманки.

2. Ловчие канавки имеют глубину 7-10 см от поверхности почвы, длина их не более 3-4 м. Стенки вертикальные, гладкие. Принято сочетать канавки с ловчими банками, с размещением последних на концах канавки и на пересечении канавок.

Ловушками Барбера, ловчими канавками учитывают активно перемещающихся животных (пауков, жужелиц, стафилинидов, навозников и др.). Для полной характеристики фауны беспозвоночных животных – обитателей поверхности почвы отлов дополняется сбором членистоногих под камнями, стволами, крупными ветвями и другими укрытиями. Проверяют ловушки Барбера и канавки один раз в сутки в утренние часы. Результаты заносят в тетрадь по следующей схеме: