10.3. Почвенная среда обитания

Почва – рыхлый поверхностный слой земной коры, преобразованный в процессе выветривания и населенный живыми организмами. Как плодородный слой почва обеспечивает существование растений.

Почва состоит из твердой, жидкой, газообразной и живой частей. Твердая часть составляет 80–98% почвенной массы: песок, глина, илистые частицы, оставшиеся от материнской породы в результате почвообразовательного процесса (их соотношение характеризует механический состав почвы).

Содержание воды (жидкая часть) в почве колеблется от долей процента до 40 – 60%. Она участвует в снабжении растений водой и растворенными элементами питания.

Газообразная часть – почвенный воздух – заполняет поры, не занятые водой. Почвенный воздух содержит больше углекислого газа и меньше кислорода, чем атмосферный воздух. Кроме того, в нем присутствуют метан, летучие органические соединения и др.

Живая часть почвы состоит из почвенных микроорганизмов, представителей беспозвоночных (простейших, червей, моллюсков, насекомых и их личинок), роющих позвоночных. Они обитают в основном в верхних слоях почвы, около корней растений, где добывают себе пищу. Некоторые почвенные организмы могут жить только на корнях. В поверхностных слоях почвы обитает множество организ- мов-разрушителей – бактерий и грибов, мельчайших членистоногих и червей, термитов и многоножек. На 1 га плодородного слоя почвы (толщиной 15 см) приходится около 5 т грибов и бактерий.

Общая масса беспозвоночных в почве может достигать 50 ц/га. Под травостоем, смягчающим погодные условия, их в 2,5 раза больше, чем в пашне. Дождевые черви ежегодно пропускают через себя 8,5 т/га органики (служащей исходным продуктом для гумуса), и их биомасса обратно пропорциональна степени нашего «насилия» над почвой, так что распашка дерновины не всегда повышает продуктивность пахоты по сравнению с пастбищами и сенокосами.

Многие исследователи отмечают промежуточность положения почвенной среды между водной и наземно-воздушной средами. В почве обитают организмы, обладающие как водным, так и воздушным типом дыхания. Вертикальный градиент проникновения света в почве еще более выражен, чем в воде. Микроорганизмы встречаются по

114

всей толще почвы, а растения (в первую очередь их корневые системы) связаны с наружными горизонтами.

Для почвенной среды, так же как и для водной, характерны небольшие перепады температур, высокая плотность среды, а также отсутствие солнечного света. Количество кислорода в почвенной среде зависит от ее механического состава. К основным факторам, определяющим почву как среду обитания многих организмов, относятся: влажность, температура, воздух, заполняющий пустоты между комочками почвы, наличие органических и неорганических веществ.

Всреднем почва содержит 2 – 3 кг/м2 живых растений и животных, или 20 – 30 т/га. При этом в умеренном поясе корни растений составляют 15 т/га, насекомые – 1 т, дождевые черви – 500 кг, нематоды – 50 кг, ракообразные – 40 кг, улитки, слизни – 20 кг, змеи, грызуны – 20 кг, бактерии – 3 т, грибы – 3 т, актиномицеты – 1,5 т, простейшие – 100 кг, водоросли – 100 кг.

Неоднородность почвы приводит к тому, что для разных организмов она выступает как разная среда. По степени связи с почвой как средой обитания животных объединяют в 3 группы:

Геобионты – животные, постоянно обитающие в почве (дождевые черви, первично-бескрылые насекомые).

Геофиллы – животные, часть цикла которых обязательно проходит в почве (большинство насекомых: саранчовые, ряд жуков, кома- ры-долгоножки).

Геоксены – животные, иногда посещающие почву для временного укрытия или убежища (таракановые, многие полужесткокрылые, жесткокрылые, грызуны и др. млекопитающие).

Взависимости от размеров почвенных обитателей можно разделить на следующие группы:

Микробиотип, микробиота – почвенные микроорганизмы, основное звено детритной цепи, промежуточное звено между растительными остатками и почвенными животными. Это зеленые, синезеленые водоросли, бактерии, грибы, простейшие. Почва для них – система микроводоемов. Они живут в почвенных порах. Способны переносить промерзание почвы.

Мезобиотип, мезобиота – сравнительно мелкие, легко извлекающиеся из почвы, подвижные животные (нематоды, мелкие личинки насекомых, клещи, ногохвостки). Питаются в основном детритом и бактериями. Часто хищники и паразиты. Для них почва – система пещер. Дышат насыщенным влагой почвенным воздухом, но чувстви-

115

тельны к пересыханию. При переувлажнении переживают период в пузырьках воздуха. Способны переносить промерзание почвы.

Макробиотип, макробиота – крупные почвенные животные размером до 20 мм (личинки насекомых, многоножки, дождевые черви и т.д.). Почва для них – плотная среда, оказывающая сильное механическое сопротивление при движении. Они передвигаются в почве, расширяя естественные скважины путем раздвижения почвенных частиц либо роя новые ходы. В связи с этим у них выработались приспособления к рытью. Часто имеются специализированные органы дыхания. Также дышат через покровы тела. На зиму и в засушливый период перемещаются в глубокие почвенные слои.

Мегабиотип, мегабиота – крупные землерои, главным образом из числа млекопитающих. Многие из них проводят в почве всю жизнь (златокроты, слепушонки, цокоры, кроты Евразии, сумчатые кроты Австралии, слепыши и др.). Прокладывают в почве систему нор, ходов. У них недоразвиты глаза, компактное, вальковатое тело с короткой шеей, короткий густой мех, сильные компактные роющие конечности, крепкие когти.

Обитатели нор – барсуки, сурки, суслики, тушканчики и др. Кормятся на поверхности, размножаются, зимуют, отдыхают, спят, спасаются от опасности в почвенных норах. Строение характерно для наземных, однако имеют приспособления норных – крепкие когти, сильную мускулатуру на передних конечностях, узкую голову, небольшие ушные раковины.

Псаммофилы – жители сыпучих песков. Имеют своеобразные конечности, нередко в форме «лыж», покрытых длинными волосками, роговыми выростами (тонкопалый суслик, гребнепалый тушканчик).

Галлофилы – жители засоленных почв. Имеют приспособления к защите от избытка солей: плотные покровы, приспособления для удаления солей из организма (личинки пустынных жуков-чернотелок).

Растения подразделяются на группы в зависимости от требовательности к плодородию почвы:

•Эутотрофные или эвтрофные – растут на плодородных почвах.

•Мезотрофные – менее требовательные к плодородию почвы.

•Олиготрофные – довольствующиеся небольшим количеством питательных веществ.

116

Взависимости от требовательности растений к отдельным микроэлементам почвы выделяют следующие группы:

Нитрофилы – требовательны к наличию в почве азота, поселяются там, где есть дополнительные источники азота – растения вырубок (малина, хмель, вьюнок), мусорные (крапива, зонтичные), растения пастбищ.

Кальциефилы – требовательны к наличию в почве кальция, поселяются на карбонатных почвах (венерин башмачок, лиственница сибирская, бук, ясень).

Кальциефобы – растения, избегающие почв с большим содержанием кальция (сфагнумовые мхи, болотные, вересковые, береза бородавчатая, каштан).

Взависимости от требований к рН почвы все растения подразделяются на 3 группы:

 Ацидофилы – растения, предпочитающие кислые почвы (вереск, белоус, щавель, щавелек малый).

 Базифиллы – растения, предпочитающие щелочные почвы (мать-и-мачеха, горчица полевая).

 Нейтрофилы – растения, предпочитающие нейтральные почвы (лисохвост луговой, овсяница луговая).

Растения, произрастающие на засоленных почвах, называются галофиты (солерос европейский, сарсазан шишковатый), а растения, не выдерживающие избыточного засоления, – гликофиты. Галофиты имеют высокое осмотическое давление, позволяющее использовать почвенные растворы, способны выделять избыток солей через листья или накапливать их в своем организме.

Растения, адаптированные к сыпучим пескам, называются псаммофиты. Они способны образовывать придаточные корни при засыпании их песком, на корнях образуются придаточные почки при их обнажении, часто имеют высокую скорость роста побегов, летучие семена, прочные покровы, имеют воздушные камеры, парашюты, пропеллеры – приспособления к незасыпанию песком. Иногда целое растение способно оторваться от грунта, высохнуть и вместе с семенами перенестись ветром в другое место. Всходы быстро прорастают, споря с барханом. Имеются приспособления к перенесению засухи – чехлы на корнях, опробковение корней, сильное развитие боковых корней, безлистные побеги, ксероморфную листву.

Растения, произрастающие на торфяных болотах, называются оксилофитами. Они приспособлены к высокой кислотности почвы,

117