ПРОЄКТ

 

 

 

 

ВПЛИВ ТВАРИН – САПРОФАГІВ НА РОДЮЧІСТЬ ҐРУНТУ

 

 

 

          

 

 

                                            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зміст

 

Вступ……………………………………………………………………3

Розділ 1

Предмет та теоретичні основи дослідження

1.1 Дощові черв`яки – головні відтворювачі родючості ґрунту…….3

1.2 Екологічні умови життєдіяльності дощових черв`яків…………..5

Розділ 2

Трофічна діяльність тварин – сапрофагів

2.1 Оцінка переробної активності різних видів сапрофагів………....7

2.2 Порівняння деяких показників ґрунтоутворюючої діяльності різних видів сапрофагів……………………………………………………………....8

Розділ 3

Вплив діяльності дощових черв’яків на структуру ґрунту.................10

Висновки……………………………………………………...………...12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                         Вступ

 

Останнім часом спостерігається зростання інтересу до технології переробки гною та інших органічних відходів за  допомогою спеціалізованих технологічних дощових черв`яків. Така зацікавленість пов`язана із можливістю використання їх як джерела повноцінного білка для задоволення потреб продуктивного тваринництва і рибництва.

Виходячи з вище вказаного, вважаю, що  дослідження трофічної діяльності дощових черв`яків та інших тварин  - сапрофагів, є актуальними. Дощові черви – порівняно новий об`єкт культивування, тому, спираючись на власний досвід пропоную рекомендації щодо їх розведення та отримання компосту за їхньою участю.

Мета дослідження - з`ясувати  особливості біологічного фактора ґрунтоутворення, акцентуючи увагу на результатах трофічної діяльності тварин – сапрофагів.

Об`єкт дослідження – дощові черв`яки.

 Предмет дослідження – ґрунтоутворююча  діяльність дощових черв`яків.

Гіпотеза дослідження –  серед тварин - сапрофагів головну роль в процесах ґрунтоутворення відіграють дощові черви.    

     Методи дослідження: спостереження, порівняння, експеримент (польовий та лабораторний), аналіз і синтез.

 

 

            Предмет та теоретичні основи дослідження

 

             Дощові черв`яки - головні відтворювачі родючості ґрунту

 

Щорічно на землі утворюється близько 230 млрд т сухої органічної речовини (листків, стебел, плодів, ягід, коренеплодів і т.д.), яка містить усі необхідні компоненти (білки, жири,  вуглеводи, мінеральні солі, вітаміни, ферменти, біологічно активні речовини і т.д.). Уся ця рослинна органічна маса потрапляє у ґрунт і тут дістається мікроорганізмам і ґрунтовим тваринам, тоді як на частку людей і наземних тварин з цієї кількості перепадає не більше 10%.

Дощові (земляні) черв’яки – ґрунтові безхребетні тварини, найчисленніші на Землі. Це їхньою діяльністю створювалися і створюються ґрунти. Дощові черв’яки – головні споживачі мертвих рослинних решток, оскільки біомаса черв’яків складає 50-72% усієї біомаси ґрунту. Поглинаючи разом із ґрунтом величезну кількість рослинного детриту (змертвілих рослинних решток), мікробів, грибів, водоростей, найпростіших нематод і т.д., вони перетравлюють їх, виділяючи з копролітами (копрос – випорожнення, літ – камінь) велику кількість власної кишкової мікрофлори, ферментів, вітамінів, біологічно активних речовин, що мають антибіотичні властивості і перешкоджають розвитку патогенної хвороботворної мікрофлори, гнильних процесів,  знезаражують ґрунт і додають йому приємного запаху землі.

У процесі перетравлювання рослинних решток у травному каналі черв’яків формуються гумусні речовини. Вони відрізняються  за хімічним складом від гумусу, що утворюється у ґрунті при участі тільки мікрофлори. У травній трубці черв’яків розвиваються процеси полімеризації низькомолекулярних продуктів розпаду органічних речовин і формуються молекули гумінових кислот, що утворюють комплексні сполуки з мінеральними компонентами ґрунту  і  довго зберігаються  в ґрунті у вигляді стабільних агрегатів. Тому діяльність черв’яків сповільнює вимивання з ґрунту рухомих поживних речовин і перешкоджає розвитку водяної і вітрової ерозії. У копролітах черв’яків природних популяцій міститься 11-15% гумусу на суху речовину.

Є в черв’яків і інша специфічна особливість, дуже корисна для землеробства. Пов’язана вона з їхньою унікальною здатністю меліорувати і структурувати ґрунт. За літній період популяції з 50 черв’яків в орному шарі ґрунту на 1 м² прокладає 1 кілометр ходів і виділяє на поверхню копроліти шаром 3мм. Ще більше їх залишається в товщі грунту. Кожен черв’як пропускає через травний канал за добу кількість грунту, рівну вазі його тіла. Зі сказаного ясно, що очевидна ознака здоров’я ґрунту, його високої родючості – це наявність у ньому дощових черв’яків. Чим більше їх у ґрунті, тим він функціонально здоровіший.

                

 

Екологічні умови життєдіяльності дощових черв`яків

 

У природних умовах видовий склад і чисельність дощових черв’яків залежить від типу ґрунту. На пасовищах, у суглинках, легких суглинних і супіщаних ґрунтах чисельність їх буває максимальною і становить до 450 особин на 1 м², у глинистих значно меншою – 230 і в кислих найменшою – 25 особин на 1 м².

Дуже велика потреба земляних черв’яків в азотовмісній органіці. Запаси її в ґрунтах обмежені. У багатому азотом субстраті темпи індивідуального росту і плідність черв’яків різко збільшується. Це є однією з причин їхньої концентрації в екскрементах травоїдних тварин і високої чисельності на пасовищах.

Харчовий раціон дощових черв’яків визначається не тільки якістю їжі, а й багатьма іншими умовами: гідротермічними, кислотності середовища, засоленості ґрунту, щільності популяції. Особливо важливою умовою для життя черв’яків є достатня вологість ґрунту. Оптимальним для їхнього росту є нейтральне середовище з кислотністю 7 рН. Концентрація розчинних солей більше 0,5% смертельна для черв’яків.

Дощові черв’яки дуже плідні. Кожна статевозріла особина, наприклад, гнойових черв’яків, відкладає за літній період по 18-25 кокони. У кожному коконі міститься від 1 до 21 яйця. Через 2-3 тижні з  яєць виходять нові особини, а ще через 7-12 тижнів вони уже самі здатні давати нащадків. Дорослі особини живуть 10-15 років, довжина їхня складає від кількох до десятків сантиметрів, а вага – близько десяти грамів.

Досить швидке розмноження дощових черв’яків, невибагливість, швидкий приріст біомаси і високий відсоток білка в їхньому організмі обумовлюють можливість і необхідність їх масового відтворення промисловим способом для народногосподарського використання з відносно малими витратами, великою рентабельністю й екологічністю.

Черв’яків губить переущільнення ґрунту. Земля повинна бути пухкою, м’якою, і роблять її такою – черв’яки. Щоб з`ясувати це, я взяла 9 проб: на необробленому городі, біля дачі, у старому парку, на ґрунтовій дорозі, на попелищі, на лісовій стежці. Дані занесла в таблицю, що включає в себе кількість, загальну вагу, середню вагу дощових черв`яків.

Спираючись на досліджені результати, отримала висновок, що більше черв`яків живе на необробленому городі, де ґрунт пухкий та родючий, а менше  - на ґрунтових дорогах, стежках і зовсім відсутні вони на попелищі.

10,7

 

7,4

 

 

 

 

 

 

0

_________ 

 Ґрунт               Стежка                Лісова                     ґрунт

під                        біля                    стежка                  на необробленому городі

попелищем         дачі

 

Діаграма  біомаси  черв`яків на різних ділянках досліджуваної території

 

                    

 

                       Трофічна діяльність тварин - сапрофагів   

 

 Оцінка переробної активності різних видів тварин - сапротрофів

 

Заготовлене з осені, сухе опале листя розсортувала за породами дерев (липа, вільха, дуб і т.д.), зволожила і витримала при 100%- вологості повітря впродовж 3-5 днів у придатній ємкості при кімнатній температурі для активізації діяльності мікрофлори. У скляний посуд ємкістю 0,8-1,0л помістила шар вологого кварцового піску висотою 5-8см і виважені порції опаду (близько 10г сирої маси). Відмітила на стінці кожної посудини дату закладення досліду і точну вагу кожної порції опаду. Визначену кількість ківсяків (по 10 тварин) посадила у посудини з трьома різними типами опаду. Мокриць помістила на змішаний опад, також по 10 особин у посудину. Дощових черв’яків двох різних видів Lumbricus rubellus Hoffm., Dendrobaena octaedra Sav., по п’ять екземплярів утримувала на м’яких листках (липи, вільхи). Передбачила повторення досліду і контрольного варіанту (опале листя без тварин, який   розкладався  діяльністю мікрофлори). Експонувала при кімнатній температурі 7-10 днів до початку експерименту, стежачи за збереженням оптимальної вологості субстрату, для чого накривала посудини кришками, залишивши лише вузькі щілини для газообміну і при необхідності періодично зволожувала.

Спостерігаючи за поведінкою та харчовою активністю тварин у посудинах, відмітила активний характер захвату їжі різними видами дощових черв’яків, вертикальний розподіл сапрофагів (мокриці – ківсяки – Lumbricus rubellus Hoffm. – Dendrobaena octaedra Sav.), кількість і розміщення екскрементів, перемішування (або відсутність перемішування) переробленого опаду з шаром піску. Визначила кількість опаду, переробленого сапрофагами за час досліду.

Проаналізувала опад в одній контрольній і одній дослідній посудинах. Пінцетом витягуючи залишки не переробленого опаду, видалила з них екскременти та подрібнені частки і зважила (у сирому вигляді). Визначила різницю у порівнянні з початковою вагою, порівняла з втратами ваги опад у контрольній посудині.

Розрахувала середній добовий раціон однієї тварини. Порівняла переробну активність різних видів дощових черв’яків, мокриць і ківсяків на різних варіантах опаду.  Отримані дані занесла в таблицю.                         

 

                                     

Споживання тваринами – сапротрофами опаду різних порід дерев

 

№ досліду		Кількість тварин	Вид опаду		Маса опаду, г		Середньодобова потреба на 1особину, г
					вихідна	кінцева
Ківсяки	10			липа	500	450	5
Мокриці	10			зміша-ний	500	430	7
Lumbricus rubellus	10			липа	500	400	10
Dendrobaena octaedra	10			вільха	500	370	13

 

 

Порівняння деяких показників ґрунтоутворюючої діяльності різних видів сапрофагів

 

Порівняла стан підстилаючого опаду піщаного шару у ємкостях з дощовими черв’яками. Порівняла з даними біології видів. Обережно вибрала пінцетом копроліти ківсяків, черв’яків і мокриць, роздивилась під мікроскопом їх структуру. Для визначення водостійкості екскрементів помістила їх окремо в чашки Петрі, застелені фільтрованим папером, і, підставляючи під краплі води з бюретки, полічила кількість крапель до повного розмиву копроліта. Виконала декілька підрахунків для кожного виду копролітів. Вирахувала середні показники, заповнила таблицю.

 

Оцінка водостійкості копролітів різних сапрофагів

 

Вид тварини	Кількість досліджених копролітів	Кількість крапель, використаних на розмив копроліта
Ківсяки	10	8
Мокриці	10	6
Lumbricus rubellus	10	12
Dendrobaena octaedra	10	15

 

 

В ході експерименту встановила, що інтенсивніше впливає на процеси ґрунтоутворення Octolasium iacteum, який є поверхнево ярусним власне ґрунтовим черв`яком, а також Dendrodrilus rubidus, який є поверхнево ґрунтовим, або підстилковий черв`яком.

Крім зазначених вище видів існує також середньо ярусний власне ґрунтовий черв`як Nicodrilus roseus, ґрунтоутворююча діяльність якого найбільш значима.

 

 

 

Рис. 1                                                        Рис. 2

Середньоярусний                             Дослід з перемішуванням грунту шарів                                     

власне ґрунтовий черв`як                       дощовими черв`яками

Nicodrilus roseus                                       (1-3 – різні етапи досліду)

 

 

 

 

Вплив діяльності дощових черв’яків на структуру грунту

 

У дерев’яні ящики насипала по 2-3кг грунту, заздалегідь просіяного через сито з отвором 1мм. Грунт зволожила та поклала в нього суворо визначену кількість дощових черв’яків із розрахунку 5-7 черв’яків на 1кг субстрату. Для досліду взяла суглинистий грунт з орного горизонту города. Утримувала черв’яків 1-1,5 місяці, періодично зволожувала землю. Частину ящиків залишила без черв’яків, щоб передбачити контроль. Поливала у такі ж терміни, що й дослідний варіант.

Зважила 1кг ґрунту з дослідних посудин, вивільнивши її від дощових черв’яків. Просіяла ґрунт крізь набір ґрунтових сит, сортувала за розміром частинок. Зважила кожну фракцію, записала вагу у процентах від   загальної маси зразка. Повторила це з контрольними зразками ґрунту (без черв’яків). Роздивилася будову великих агрегатів під мікроскопом.

Заповнила таблицю.

 

Вплив діяльності дощових черв’яків на структуру ґрунту

Розмір частинок, мм	Вміст частинок різного розміру, %
	дослід	контроль
Менше   1 1 - 15 10 - 15	10           75           15	80           17            3

 

    

 

 

 

 

 

Висновок:  дощові черв’яки здатні подрібнювати рослинні залишки, перемішувати їх з частками торфу чи землі. В результаті компост набуває зернистої структури.

 

 

 

 

 

 

 

                                              Висновки

 

У грунтах живуть численні тварини, які разом із мікроорганізмами, рослинами, грибами також віді­грають важливу роль у процесах ґрунтоутворення. Серед тварин – сапрофагів головна роль в ґрунтоутворюючих процесах належить дощовим черв`якам. Діяльність дощових черв`яків забезпечує утворення зернистої структури ґрунту, яка сприяє проникненню у грунт повітря і води, оптимальному протіканню аеробного мікробіологічного процесу, поліпшенню засвоєння рослинами мінеральних речовин. Структурні частки ґрунту, що утворюються внаслідок проходження крізь кишечник їх рослинних решток та мінеральних частинок, міцні та стійкі до розмивання. У кишечнику черв`яків неперетравлені залишки їжі перемішуються з мінеральними частинами, просочуються вуглекислим кальцієм, склеюються слизом, спресовуються та перетворюються  у зернисті частки, які містять більше розчинного фосфору, калію, магнію, ніж ґрунт. Дощові черв`яки активно затягують у ґрунт рослинні рештки, опале листя, збагачують ґрунт органічними речовинами. По ходах дощових черв`яків легко проникає в ґрунт коріння рослин. Все це підвищує врожай культурних рослин.

Спостерігаючи за поведінкою та харчовою активністю тварин у лабораторних умовах, відмітила активний характер захвату їжі різними видами дощових черв’яків, вертикальний розподіл сапрофагів (мокриці – ківсяки – Lumbricus rubellus Hoffm. – Dendrobaena octaedra Sav.), кількість і розміщення екскрементів, перемішування (або відсутність перемішування) переробленого опаду з шаром піску. Визначила кількість опаду, переробленого сапрофагами за час досліду. В ході експерименту встановила, що інтенсивніше впливає на процеси ґрунтоутворення Octolasium iacteum, який є поверхнево ярусним власне ґрунтовим черв`яком, а також Dendrodrilus rubidus, який є поверхнево ґрунтовим, або підстилковий черв`яком. Крім зазначених вище видів існує також середньо ярусний власне ґрунтовий черв`як Nicodrilus roseus, ґрунтоутворююча діяльність якого найбільш значима.

Мета дослідження досягнута. Гіпотеза підтверджена.

Існують перспективні аспекти природоохоронної роботи – не тільки зберігати природні ресурси, а й збагачувати їх акліматизацією тварин, використанням кільчастих черв`яків для поліпшення структури ґрунту та підвищення його родючості, зміцненням кормової бази рибного господарства. Нині роблять спроби розселити дощових черв`яків у місця, де їх немає для зоологічної меліорації ґрунтів.