1
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.
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.
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.