Хід роботи

1. Приготувати рідке поживне середовище – сінний відвар з грунтовою витяжкою в співвідношенні 1:1.

2. Розлити середовище в таких пропорціях: в колбу 90 мл (невелику кількість його беруть для доведення грунту до пастоподібного стану) та в 15 пробірок по 9 мл в кожну (для 5-ти розведень в 3-х повторностях).

3. Наважку грунту в 10 г зволожити рідким поживним середовищем до пастоподібного стану й ретельно розтерти.

4. Помістити підготовлений грунтовий зразок у колбу з поживним середовищем; збовтувати впродовж 10 хвилин і на 30 с залишити для осадження крупних грунтових часточок.

5. З отриманої грунтової суспензії приготувати друге розведення в трьох повторностях , шляхом переносу по 1 мл грунтової суспензії в кожну з 3 пробірок з 9 мл поживного середовища.

6. Таким чином приготувати всі розведення (1:10 – 1:10⁶).

7. Пробірки підписати й помістити в термостат з t 22-24⁰С.

8. Мікроскопічний контроль за культурами й визначення провести на 7, 14, 21 і 28 добу.

9. Визначити за таблицею Мак Креді кількість найпростіших в 1 г грунту.

Питання для самоперевірки

1. Від чого залежать чисельність і біомаса найпростіших у грунті?

2. Яке місце займають грунтові найпростіші в загальній біогеоценотичній системі?

3. Представники яких типів (підтипів) найпростіших зустрічаються в грунті?

4. Які види найпростіших найбільш поширені в грунтах?

Визначення кількості найпростіших в 1г грунту

(3 повторності за Мак-Креді з скороченням)

Числова характеристика	Найбільш вірогідне число найпростіших	Числова характеристика	Найбільш вірогідне число найпростіших
1	2	3	4
300	2,5	320	9,5
301	4,0	321	15,0
302	6,5	322	20,0
303	-	323	30,0
310	4,5	330	25,0
312	7,5	331	45,0
312	11,5	332	110,0
313	16,0	333	140,0

Лабораторна робота №3 Дослідження дрібних членистоногих і нематод

Мета роботи: Ознайомитись із методами виявлення й дослідження якісного складу грунтових членистоногих і нематод. Вивчити видовий склад членистоногих і нематод у досліджуваних зразках грунту.

Теоретична частина

З нижчих червів у грунті живуть представники класів Коловертки (Rotatoria) і Нематоди (Nematoda). Вони відносяться до мікрофауни грунтів. Коловертки населяють лісову підстилку, товщу мохів і, як правило не проникають у мінеральні горизонти грунтів. Від кліматичних умов практично не залежать. Живляться детритом, бактеріями, одноклітинними водоростями; є хижаки, що захоплюють найпростіших і більш дрібні види інших коловерток. Основна маса коловерток – поліфаги, що не дуже сильно обмежені в виборі їжі, але є й монофаги, що віддають перевагу певним видам водоростей або такі, що живляться тільки детритом. Деякі ведуть прикріплений спосіб життя, інші вільно плавають у водних капілярах і плівках.

З усіх багатоклітинних тварин, які живуть у грунті, нематоди або круглі черви найбільш різноманітні і багаточисельні. Біомаса нематод у культурних грунтах складає до 50 кг/га. За способом життя, що пов’язаний з типом живлення, нематоди можна розмістити в ряд - від чисто сапробіонтних форм через напівпаразитів до справжніх паразитів рослин.

Справжні сапробіонти мешкають у тих місцях, де активно йдуть процеси розкладу органічних речовин, наприклад, у гної, компостах і лісових підстилках. Найчастіше в грунті зустрічаються гемісапробіонти, що живляться бактеріями, грибами, дріжджами й дрібними найпростішими. В ризосфері рослин мешкають нематоди – параризобіонти. Завдяки наявності стилету вони проколюють клітини кореня та живляться їх вмістом. Вони наносять не стільки пряму шкоду рослині, скільки шкодять тим, що відкривають доступ для грибної й бактеріальної інфекції.

Справжні фітопаразити проникають у корені рослин, наносячи їм механічні й хімічні ушкодження. Наприклад, нематода, що вражає цукровий буряк, може знижувати врожай на 20-80%. Нематоди-хижаки живляться найпростішими, коловертками, тихоходами, іншими нематодами й ногохвістками.

Вільноживучі грунтові нематоди меншою мірою ніж, наприклад, кліщі або ногохвістки беруть участь у безпосередньому розкладі рослинних залишків. Але, завдяки тому, що вони споживають в їжу мікробну біомасу з високим вмістом білка, їх виділення багаті на азот. Біомаса нематод також є джерелом азоту. Тому значення грунтових нематод слід, мабуть, оцінювати з позиції їх впливу на баланс азоту в грунті.

Вищі черви представлені в грунті малощетинковими кольчаками або олігохетами (Oligochaeta). Серед олігохет найбільше значення для грунтів мають енхитреїди (Enchytraeidae) і люмбрициди (Lumbricidae) або справжні дощові черви.

Енхитреїди відносяться до мезофауни грунту. Їх розміри – від 2-3 до 40-45 мм у довжину при товщині 0,2-0,8 мм. Найбільш дрібні з них користуються для переміщення в грунті системою природних пор і каналів, інші можуть активно прокладати ходи крізь грунт. Грунт, який поглинається, при цьому змішується в кишковику з органічними й мінеральними речовинами, а потім викидається у вигляді специфічних утворень – копролітів. Біомаса енхитреїд в грунтах складаєдо 50 кг/га. Поширені енхитреїди переважно в північній півкулі, помірній і субарктичній зонах. Деякі види тривалий час витримують температури нижче 0⁰С. Але при цьому вони дуже чутливі до посух і високих температур. Вони активні у вологому середовищі, але уникають перезволожених грунтів, де мало кисню. Основна маса енхитреїд зосереджена в верхньому коренемісному шарі грунту, так як головна їх їжа – відмираючі корені. Багато їх і в лісових підстилках, там, де є сирий гумус типу “мор”. Цим вони відрізняються від дощових червів.

Дощові черви найбільш вивчені грунтові безхребетні. Їх біомаса коливається від 500 кг до 4 т на гектар. Вміст гумусу й кальцію в копролітах дощових червів у 2 рази більший ніж в оточуючому грунті, а їх водостійкість є вищою на 40%. Дощові черви здійснюють мінералізацію азотовмісних органічних сполук аж до утворення аміаку за рахунок амоніфікуючих мікроорганізмів, які живують у їх кишковику.

Вплив діяльності дощових червів на грунт є різноманітним. Прокладаючи глибокі ходи, вони збільшують його пористість, полегшують проникнення води, повітря у корені рослин. Черви переміщують грунт, виносячи частину його на поверхню з нижніх горизонтів і затягують у глибину рослинний матеріал з підстилки. Під впливом червів змінюється й хімічний склад грунту. Вуглекислий кальцій, що виробляється спеціальними залозами, нейтралізує кислоти, тому копроліти завжди мають більш високе значення рН ніж грунт. У них рясно розвиваються бактерії, так що копроліти – є центрами формування мікробних угруповань. При наявності ходів червів корені проникають значно глибше, ніж без них.

Відомо близько 200 видів люмбрицид. Із них найбільш поширеними для середніх широт є види Lumbricus rubellus, Lumbricus terrestris. Досить розповсюдженим є вид – Allolobosphora caliginosa, що живе в розораних грунтах. Для гною й компостів характерним є Eisenia foetida. Поширення дощових червів пов’язане з кліматичними факторами і типом грунтів. Важливою умовою є вологість, при посухі черви, як правило, – гинуть. Ранні приморозки теж викликають їх загибель. Погано вони переносять і високі температури. Найменша чисельність дощових червів спостерігається в кислих грунтах. Вапнування дерново-підзолистих грунтів призводить до збільшення кількості в них червів.

Негативне значення дощових червів виявляється в тому, що їх крупні представники можуть порушувати міцність (стійкість) грунту під будівлями, в деяких умовах вони пошкоджують посіви, а також вони є проміжними господарям інших червів – паразитів сільськогосподарських тварин.

Членистоногі (Arthropoda) – багаточисельний і різноманітний тип. Серед них є представники мікро-, мезо- і макрофауни.

До мікрофауни відносяться тихоходи (Tardigrada), панцирні кліщі (Oribatei) і ногохвістки (Сollembola). Тихоходи мають розміри від 0,1 до 1 мм. Живуть у вологих мохах, на лишайниках, у лісовій підстилці. Хоча їх відносять до гідробіонтної мікрофауни, вони добре переносять висихання. Стійкі до високих і низьких температур. Зустрічаються від тропіків до полярних районів. Найбільш відомі представники родів Macrobiotus, Hypsibius, Echiniscus.

Ногохвістки, або колемболи – нижчі безкрилі комахи та панцирні кліщи – орибатиди складають грунтову аеробіонтну мікрофауну. Їх сумарна біомаса оцінюється в 1-2 кг/га, тобто значно менше, ніж біомаса гідробіонтної частини мікрофауни – нематод і коловерток. Сильно впливає на чисельність цих тварин у грунті повітряний режим, який пов’язаний з пористістю грунтів: у піщаних їх, як правило, більше, ніж у глинистих, на пасовищах вони зосереджені в самому верхньому горизонті, а на ріллі проникають на всю глибину орного шару.

Основне місце існування ногохвісток – лісова підстилка. Угруповання ногохвісток, як правило, представлені сапробіонтними видами, що живляться мертвими рослинними тканинами разом із бактеріями й грибним міцелієм. Вони приймають участь у розкладі рослинних залишків і мають велике значення для кругообігу речовин у грунті.

Орибатиди зустрічаються в грунтах усіх кліматичних поясів. Найбільш багаточисельні вони, як і ногохвістки, в грунтах вологих лісів, де зосереджені в шарі підстилки.

Кліщі і ногохвістки входять в екологічні групи хижаків, сапробіонтів і травоїдних тварин. Кліщі-хижаки живляться ногохвістками, іншими кліщами, нематодами, енхитреїдами та дрібними личинками комах. Серед панцирних кліщів є види, що живляться гіфами грибів, клітинами дріжджів, спорами, лишайниками й водоростями. Всі інші групи членистоногих – павуки (Aranei), мокриці (Oniscoidea), багатоніжки (Myriapoda), комахи (Insecta)– відносяться до мезофауни грунту.

Павуки – більш багаточисельні в грунтах пасовищних угідь, ніж в орних землях.

Мокриці й багатоніжки мешкають головним чином у лісах, рідше на луках, ще менше в орних грунтах. Основне місцеіснування мокриць – лісова підстилка. Мокриці та деякі багатоніжки (ківсяки) відносяться до сапрофагів. Прокладаючи ходи в грунті, вони покращують його пористість, збільшують аерацію, проводять первинну переробку мертвого рослинного матеріалу. Екскременти багатоніжок схожі з копролітами дощових червів. Серед багатоніжок є дуже дрібні види, всього 1,5 мм довжиною, а є й такі, що досягають розмірів 10-15 см.

Комахи – клас членистоногих, який складає біля 70% всіх видів тварин. Багато представників комах – одні в дорослому стані, інші в стадії личинок – живуть у грунтах. Комахи по різному впливають на грунт. Личинки багатьох комах ведуть себе як дощові черви. Найбільше значення мають личинки твердокрилих (Coleoptera) і двокрилих (Diptera): дротяники – личинки коваликів, безногі личинки довгоносиків, довговусих і мух. У грунті живуть личинки деяких метеликів і пильщиків. Деякі ведуть хижий спосіб життя, інші - сапрофаги. Дротяники та личинки хрущів виключно стійкі до високих концентрацій СО₂, за рахунок чого вони переносять затоплення. В личинок хрущів виражений хемотаксис за відношенням до вмісту СО₂, що виділяється коренями рослин, які вони й вражають. Значною є риюча діяльність мурах.

Терміти, не тільки перекопують грунт, але й впливають на його хімічний склад, температуру, капілярність і пересування солей.

Обладнання і матеріали: дослід перший: грунт, аркуш паперу, еклектор Тульгрена (сито, лійка, посудина з 70% розчином спирту або 2% розчином формаліну, лампа 40 Вт), фільтр, чашка Петрі, бінокулярна лупа, мікроскоп; дослід другий: грунт, вода, лійка (діаметром 10 см), гумова трубка з затискачем, сито, лампа 60 Вт, посудина.