Теоретические основыэколого-биосферного земледелия - Юрий Алексеевич Овсянников
Воздействие насекомых на почву частично проявляется через их способность к миграции. Характер и направление движения зависит от температуры и влажности среды обитания, наличия источников питания и многих других факторов. Изменение параметров любого из них вынуждает насекомых в поисках оптимальных условий совершать вертикальные и горизонтальные перемещения по профилю почвы или ее поверхности. Всевозможные норки и ходы, проделываемые ими (глубиной до 1 и более метров), улучшают проницаемость почвы для воздуха и воды.
Большинство насекомых погибает вдали от мест, где они отродились. Поэтому они переносят на значительные расстояния по поверхности земли органические и минеральные вещества. Часть насекомых погибает в почве во время зимовки. Их тела, находящиеся на разных глубинах, подвергнутые микробиологическому разложению, становятся очагами биохимических превращений. Среди насекомых имеются группы с самыми разнообразными типами питания. Это также накладывает определенный отпечаток на отдельные звенья почвообразовательного процесса, так как усложняются пути трансформации вещества и энергии.
Макрофауна. В эту группу почвенных животных включаются земляные черви, насекомоядные, грызуны и землерои. Наиболее изученными организмами, с точки зрения их роли в почвообразовании, являются земляные черви. Они стали объектом пристального изучения почвоведов и зоологов после того, как Ч. Дарвин опубликовал в 1881 г. результаты своих исследований в работе под названием "Образование растительного слоя земли деятельностью дождевых червей и наблюдения над их образом жизни". С тех пор по этому вопросу появилось множество дополнительной информации, подтверждающей выводы великого ученого. Однако до сегодняшнего времени практиками агрономии, да и большинством научных работников, роль дождевых червей в повышении плодородия почв остается недооцененной.
В почвенных разностях нашей страны встречается около 100 видов дождевых червей, но широкое распространение имеют только 16 видов из семейства люмбрицид. Эти обитатели почвы чаще всего имеют размеры от 5 до 15 см. Длина отдельных видов превышает указанные величины в несколько раз. Продолжительность жизни дождевых червей в естественных условиях составляет 2—3 года. Основное место сосредоточения — гумусовый слой почвы. Очень часто они углубляются и в нижние горизонты. В литературных источниках имеются сведения, что дождевые черви проникают на глубину 4—5 и даже 8 м [38].
Численность дождевых червей в почве непостоянна и зависит от многих факторов. В малоплодородных почвах сельскохозяйственного использования с низким содержанием органического вещества и небольшим поступлением растительного спада количество дождевых червей измеряется десятками, а в хорошо окультуренных — сотнями экз./м2. При этом их биомасса составляет от 50 до 500 кг/га. В некоторых источниках указываются и более высокие величины [569]. Считается, что в культурных почвах численность дождевых червей должна быть не менее 1,0 млн. особей, а масса 0,5—0,6 т/га [319].
Дождевые черви выполняют целый ряд функций, поддерживающих почвообразовательный процесс. Одна из них заключается в поддерживании аэрации почвы. Необходимость интенсивного "проветривания" земляной толщи вызвана тем, что в результате жизнедеятельности биоты, а также биохимических процессов, протекающих в почве, в нее поступают различные газы. О масштабах этого процесса можно судить по скорости насыщения почвы углекислым газом. Корневая система многолетних трав в течение суток продуцирует 615—920, зерновых культур 155—410, картофеля 163—230 кг/га С02. То есть поступление двуокиси углерода в почву только за счет деятельности корневых систем растений сравнимо с ее содержанием в слое воздуха высотой 100 м, расположенного над полем площадью 1 га (500 кг/га). Примерно такое же ее количество ежесуточно усваивается посевами полевых культур в результате фотосинтеза (140—550) [326].
Почва, выделяя большие объемы различных газов, одновременно поглощает много кислорода. Без его поступления из атмосферы почвенного запаса хватило бы всего на 12—48 часов [191]. Значит, для того чтобы предотвратить избыточное накопление одних газов и недостаточное поступление кислорода, в почве должны активно протекать процессы обмена между почвенным воздухом и атмосферой. Роль дождевых червей в улучшении газового режима состоит в том, что они проделывают в почве коллосальное количество ходов. Они в полном смысле слова пронизывают ее во всех направлениях. Ходы дождевых червей очень долго не разрушаются. Их прочность создается за счет уплотнения стенок и цементирования поверхности слизистыми выделениями. Поэтому они не размываются даже после очень сильных дождей. Общая длина ходов под 1 м поверхности почвы достигает нескольких километров. Таким образом, дождевыми червями создается надежный дренаж, способствующий циркуляции воздуха в почве.
Почва, в которой имеется много ходов дождевых червей, является прекрасной средой обитания для почвенных животных, чьи размеры не позволяют свободно передвигаться по естественным межпоровым пространствам. К таким организмам можно отнести различные виды насекомых, многоножек и пауков.
Ходы дождевых червей используются и растениями. По ним корневая система без труда проникает в нижние, более влажные, горизонты почвы. Следовательно, дождевые черви создают благоприятную среду обитания для определенных видов живых организмов. В этом состоит одно из проявлений их экологического значения.
Основным источником питания для дождевых червей служат растительные остатки и заглатываемая почва, содержащая органические вещества и различного рода микроорганизмы. За 24 часа дождевыми червями перерабатывается такое количество почвы, которое сравнимо с массой их тела. Остатки непереваренной пищи и заглатываемый грунт после прохождения через кишечник выбрасываются на поверхность почвы или в подземных ходах в виде копролитов — округлых комочков почвы диаметром 1—5 мм. На полях и лугах дождевыми червями ежегодно откладывается от 20 до 80 т/га копролитов. Их равномерное распределение по поверхности земли в количестве 40—50 т/га дает слой около 3 мм. Расчеты показывают, что дождевые черви за 300 лет своей деятельности на пастбище Ротамстедской опытной сельскохозяйственной станции сформировали на старой почве новый слой толщиной 10,5 см [569, 532]. На значительность подобного явления, происходящего в полевых условиях, обращал внимание еще Ч. Дарвин [569].
Заглатывание земли, а затем извержение ее в виде копролитов существенным образом изменяет среду обитания дождевых червей. Прежде всего это выражается в перемешивании почвы. Одна ее часть, попадая в организм червей, перемещается из верхних горизонтов в нижние, другая же половина, наоборот, переносится ими из глубины ближе к поверхности. Перемешивание почвы дождевыми червями наблюдали в лабораторных опытах. Прозрачный сосуд послойно заполнялся светлой и темноцветной почвой. В него запускалось несколько особей червей, и через 110 дней вся почва в сосуде оказывалась полностью перемешанной. Полагают, что весь гумусовый горизонт почвы, где обитают дождевые черви, полностью перемешивается за 100 лет. В естественных условиях такой процесс происходит и посредством выноса из верхних горизонтов частичек почвы водой, стекающей по ходам дождевых червей [568]. Эффект перемешивания почвы особое значение имеет при проведении поверхностных обработок. Они способствуют накоплению органического вещества в верхних горизонтах, а дождевые черви перемещают его в
