Роль дождевых червей в почвообразовании и плодородии почвы

(Thorpe I.S etal., 1996; Тиунов А.С., 2007).Дождевые черви являются важными агентами, преобразующими микробоценозы почв и подстилки, что в свою очередь в значительной степени сказывается на круговороте углерода и азота (Булгакова М.А., 2017). Тем более, что в период активного питания животных, усиливается микробиологическая активность (Кутовая О.В., 2012). Отметим также и тот факт, что при разложении дождевых червей образуется нитратный азот, так как в тканях этих животных содержится много белка (Исмаил Султан А., 2002).Исследования Н.В. Костиной и др. (2011) показали, что в копролитах дождевых червей формируются условия, которые благоприятны только для определенных групп микроорганизмов. Достоверно установлено, что возрастает доля нитрификаторов, денитрификаторов, целлюлозолитических микроорганизмов. Причиной этого, как считают в том числе Л.Г. Гришина (1986), О.Ф. Вятчина и др. (2005), заключается том, что в копролитах содержатся легкодоступные органические вещества, и отмечается высокое содержание аммонийного и нитратного азота. А значит, можно сказать, что дождевые черви способствуют стимуляции активности микроорганизмов что, приводит к усилению трансформации растворимого азота в микробный белок, тем самым закрепляя его в верхних горизонтах почвы, и предотвращая его потери от вымывания в низ лежащие горизонты (Исмаил Султан А., 2002).Кроме того, в кишечнике дождевых червей складываются благоприятные условия для развития актиномицетов: нейтральная реакция среды, оптимальная влажность и температура. При этом актиномицеты способствуют разложению растительной массы в кишечнике и в экскрементах, формированию структуры, улучшению свойств вермикомпоста (Полянская и др., 1996; Вятчина О.Ф. и др., 2005). Так же положительно, влияет на дождевых червей, и их способность разлагать целлюлозу наличие микромицетов, которые не перевариваются в кишечнике червей, а образуют устойчивый зоомикробный комплекс. В итоге формируются более крупные, плотные, копролиты, которые имеют характерную веретеновидную форму, а разложение целлюлозы в почве идет в 1,5 раза быстрее (Стом Д.И. и др., 2010). При этом А.С. Тиунов (2007), отмечает, что выделения дождевых червей, могут стимулировать или подавлять микробную активность в кишечнике дождевых червей, на их копролитах и на стенках формируемых ими нор. Дождевые черви в значительной степени изменяют и микрофлору почв, так О. Храмченковой и др. (2012) установлено, что прохождение частиц почвы через кишечник дождевых червей влияет на видовой состав почвенных водорослей и соотношение жизненных форм: в копролитах увеличилась доля сине-зеленых, желто-зеленых и зеленых водорослей. Наиболее заметна разница в составе водорослей отдела Cyanophyta: их количество в образцах копролитов возросло более чем в 2 раза. Со ссылкой на Lee (1985) О.В. Жуков (2004), приводит данные, что в дрилосфере дождевых червей в 3,7-9,2 раза возрастает дыхание микрофлоры. Однако, со ссылкой на Al-Maliki S. etal. (2021) отметим, что положительные качества проявляются только при обеспечении благоприятных условий среды, таких как температура, токсичность почвы, тип почвы, наличия определенных органических остатков и полевых условий, а также от наличия популяции дождевых червей и соотношения экологических групп. Кроме того, дождевые черви сами уничтожают патогенную микрофлору (Булгакова М.А., 2017), а также способствуют их уничтожению за счет других животных. Так, установлено, что в присутствии дождевых червей, увеличивается плотность популяции нематод, питающихся микрофлорой, при этом отмечается резкое снижение количества патогенных микроорганизмов. В отсутствии же дождевых червей, отмечается значительный рост почвенных грибов, которые ингибируют развитие фауны простейших бактерий (Жуков О.В., 2004). Отметим и тот факт, что согласно материалам исследований, представленных в работе Н.А Шишкова и др. (2012) в присутствии дождевых червей, в частности представителей гибридного вида EiseniaFoetida, отмечается снижение количество B. Anthracis, возбудителей сибирской язвы, в контаминированной почве 30–50 %. Однако, важно подчеркнуть, что остающиеся споры возбудителя сибирской язвы не меняют своих свойств и сохраняют все основные биологические и генетические факторы патогенности. Отсюда можно сделать вывод, опираясь на данные приведенные в работе А.С. Тиунова (2007), о том что черви могут принимать участие в «…распространении бактерий (Henschkeetal. 1989; HeijnenandMarinissen 1995), микоризных и фитопатогенных грибов (Gange 1993; ToyotaandKimura 1994), нематод (Shapiroetal. 1993), а также семян растений…» (цит. По Тиунову А.С., 2007), что дождевые черви могут быть причной вспышек инфекционных заболеваний. Распространяя возбудителей в почве. Но полученный Н.А Шишковым и др. (2012) результат, все же позволяет говорить о том, что культуры червей можно распространять на тех территориях, на которых существуют естественные очаги заражения сибирской язвой, или территориях, где были выявлены вспышки заболевания.Отметим, что сохранение жизнеспособности микроорганизмов при прохождении через кишечный тракт дождевых червей, вполне нормально. Об этом нам говорят исследования О.Ф. Вятчиной и др. (2005), по результатам которых установлено, что условнопатогенные бактерии Pseudomonusaeruginosa при прохождении через кишечник червей гибнут, предположительно их рост подавляет нормальная микрофлора животного. Не выживают после прохождения через пищеварительный тракт червей некоторые представители дрожжей (Yarrowialipolitica).Резюмируя вышесказанное отметим, что дождевые черви – важный фактор, изменяющий численность, активность и состав микроорганизмов в почве. Влияние дождевых червей на почвенные микроорганизмы сильно зависит от типа почвы, состава растительного опада, вида и экологической группы дождевых червей, а также от структуры микробного сообщества почвы. 7. Использование дождевых червей в рекультивации почв, и сельском хозяйствеВермитехнологией называют систему организационно-технологических мероприятий по использованию вермикультуры – популяции дождевых червей, вместе с сопутствующими им гетеротрофными микроорганизмами в конкретном органическом субстрате, а также обработке и применению копролитов. Это относительно новое прогрессивное и перспективное направление высокоэффективной, безотходной и природоохранной технологии переработки навоза, конечным продуктов в этом случае является компост. Применение вермикультуры не только позволяет перерабатывать большое количество навоза и стоков животноводческих предприятий, но и дает возможность повышать продуктивность, экологическую устойчивость и саморегулирующую способность агроэкосистем. В готовом вермикомпосте содержится 20-25% гумуса, по 1,5-3,0 азота, калия и фосфора, а также такие важные мезо- и микроэлементы как марганец, медь, цинк, железо, магний и т.д. Вермикомпосты обладают нейтральной и близкой к нейтральной реакцией почвенного раствора, поэтому могут использоваться как в открытом грунте на любых почвах и культурах, так и в защищенном.Вермитехнология важный элемент альтернативного земледелия (Лящев А.А., 2009, Титов И.Н., 2012), а также использование вермикультуры может позволить проводить рекультивации полигонов твердых коммунальных отходов, иловых и навозных карты, при это производя вермикомпосты и надежно фиксируя загрязняющие вещества в органо-минеральных комплексах (Титов И.Н., ).При этом И.Н. Титов (2012) отмечает, что кроме ценных органических, вернее органо-минеральных удобрений — вермикомпостов (синонимы: вермигумус, червекомпост, или копролит), дождевые черви дают еще несколько важных продуктов. Биомасса компостных червей, является сырьем для получения биологически активных веществ, используемых в фармацевтике, а также из нее производится кормовой белок для животных. В настоящее время, вермикомпостирование рассматривают как элемент экологически дружественного сельскохозяйственного производства, оно популярно в некоторых средах, но пока не вышло на промышленные масштабы (Титов И.Н., 2012). Однако можно ожидать продолжения роста интереса к вермикультуре, так как по информации Д.О. Тарана и др. (2008, 2010), В.В. Смольниковой и др. (2011), О.Н. Кунаха (2012), С.Б. Чачиной (2014а) подтверждены данные об активизации процессов очищения почвы, так дождевые черви способны частично снижать токсичность почвы, загрязненной экотоксикантами, в частности нитробензолом, и разлагать промышленные отходы, загрязненные нефтепродуктами. Что только подтверждает тот факт, что дождевые черви обладают уникальным природным иммунитетом, дающим им возможность выживать при серьезном загрязнении среды обитания.Полученные в исследованиях С.Б. Чачиной и др. (2014б) данные, свидетельствуют о том, что при помощи вермикультуры можно прокультивировать даже золоотвалы теплоэлектростанций. Введение в процесс рекультивации вермикомпостов в значительной степени снижает содержания никеля и мышьяка в отвалах, а содержание органического вещества напротив возрастает. В сельском хозяйстве дождевые черви, вкупе с другими беспозвоночными чернотелками (Coleoptera, Tenebrionidae), щелкунами (Coleoptera, Elateridae), жужелицами (Coleoptera, Carabidae) используются для проведения зоологического мониторинга почв. Так Т.Л. Соколовой (2008), Е.В. Ториковым и др. (2011), М.А. Булгаковой (2017) отмечается, что дождевые черви, являясь типичными сапрофагами, в меньшей степени зависят от видового состава растительности. Однако очень сильно откликаются на изменение климатических факторов, структурно-агрегатного состава почвы и способ их сельскохозяйственного использования. Изменение данных факторов может в большой степени негативно отразиться на устоявшемся комплексе почвенных беспозвоночных. В частности, установлено, что на пашнях плотность популяции дождевых червей уменьшается, первыми выпадают влаголюбивые виды. По итогу, снижение биоразнообразия ведет к ослаблению уровня зоотических процессов и деградации почвенного покрова в целом. Являются дождевые черви и индикаторами нефтяного загрязнения, полное вымирание дождевых червей отмечается при концентрации нефти 24 л/м3 (цит. по Чачиной С.Б., 2014а).Таким образом, дождевые черви за счет своих способностей перерабатывать органический материал, могут использоваться в вопросах переработки органических отходов, как в части твердых коммунальных отходов, и осадков сточных вод, так и отходов животноводства. Проблема последних, кстати остро стоит при современном уровне производства мяса и мяса птицы. Кроме того, дождевые черви могут использоваться в обезвреживании промышленных отходов, рекультивации полигонов отходов, хвостохранилищ, территорий, загрязненных нефтью и иными загрязняющими веществами.ЗаключениеДанная работа посвящена роди дождевых червей в процессах почвообразования. дождевые черви оказывают благотворное влияние на почвенные микробы, микробную биомассу почвы, грибковое сообщество, структуру почвы, воздушный и водные режимы почвы и рост растений в целом.Исходя из результатов работы можно сделать ряд выводов. - исследование дождевых червей и их роли в природе, уже достаточно долгое время, и установлена их важная роль в процессе образования почвенного профиля, трансформации органического вещества, и жизни почвенной биоты;- дождевые черви представители класса малощетинковых (Oligochaeta): типу кольчатые черви (Annelida), подтипу поясковые (Clitellata), класс сотоит из более чем 20 семейств. Тело дождевого червя имеет простое строение;- дождевые черви питаются разлагающимися растительными остатками, и кроме того, поглощают значительное количество почвы. В процессе жизнедеятельности дождевые черви выделяют копролиты, которые отличающиеся по составу, физическим свойствам и биологической активности от окружающей почвы.;- дождевые черви – это истинные геобионты, которые обитают практически повсеместно, выделяют три экологических группы этих животных: анецики, эндогеики и эпигеики;- дождевые черви имеют возможность в значительной степени изменять плодородие почвы путем модификации состава и численности почвенных микроорганизмов, ее физических, физико-химических химических свойств;- дождевые черви участвуют в процессах трансформации органического вещества, это как процессы минерализации, так и гумификации органики;- дождевые черви влияют на микробные сообщества почвы, тем самым ингибируя и катализируя процессы трансформации органического вещества, накопления азота, и гумуса;- исходя из широких возможностей по переработки органического материала, дождевые черви рассматриваются как биологический объект, который поможет частично решить проблему с накоплением органических отходов. Вермикультура, это один из перспективных элементов экологически дружественного сельскохозяйственного производства.Таким образом, исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что дождевые черви имеют огромное значение для сохранения и приумножения почвенного плодородия. Однако несмотря на большое количество исследований, это, казалось бы, простое животное, хранит еще большое количество секретов. Такой вывод можно сделать исходя из большого количества противоречивых результатов получаемых разными учеными ведущими свои научные изыскания в одном направлении. Однако важно отметить, что ни водной из рассмотренных нами работ, не отрицалась важность этого животного для педосферы, ее сохранения и дальнейшего развития.Список использованных источниковБулгакова М.А. Состав и численность дождевых червей как косвенный показатель физических свойств почв степных агроценозов Предуралья // Электронный научный журнал «Современные проблемы науки и образования». 2017. № 2. // Главная > Выпуски журнала > Выпуск журнала № 2 за 2017 год. [Электронный ресурс] URL: https://science-education.ru/pdf/2017/2/26248.pdf(дата обращения: 26.04.2021).Бызов Б.А. Зоомикробные взаимодействия в почве извести: автореф. дис. … докт. биол. наук: 03.00.07; 03.00.27 – Почвоведение; Микробиология / МГУ им. В.М. Ломоносова. – М., 2003. 56 с.Воронцов В.В., Кулагина К.В. Влияние загрязнения почв хлорорганическими пестицидами на дождевых червей // Приволжский научный вестник. 2012. №6 (10). С. 3-5.Гераськина А.П. Проблемы количественной оценки и учета фаунистического разнообразия дождевых червей в лесных сообществах // RussianJournalofEcosystemEcology. 2016. №2. С. 1-9. // RJEE > Архив выпусков > RJEE VOL. 1 (2). 2016. [Электронный ресурс] URL: http://rjee.ru/wp-content/uploads/2016/08/rjee_1_2_2016_4_geraskina.pdf (дата обращения: 26.04.2021).Гордиенко Т.А. Дождевые черви (Lumbricidae) Волжско-Камского заповедника // Российский журнал прикладной экологии. 2019. №4 (20). С. 3-8.Гришина Л.Г. Гумусообразование и гумусовое состояние почв. - Москва : Изд-во МГУ, 1986. - 242, [1] с. : ил.Жизнь животных. Том 1. Беспозвоночные' \\Под редакцией члена-корреспондента АН СССР профессора Л. А. Зенкевича - Москва: Просвещение, 1987 - с.576, илЖуков О.В. Дождевые черви как компонент биогеоценоза и их роль в зооиндикации // Ґрунтознавство. 2004. Т. 5, № 1–2. С. 44-57.Зражевский А.И. Дождевые черви как фактор плодородия лесных почв Изд-во Акад. наук УССР. 1957. – 271с.Кайдун П.И. Влияние дождевых червей на доступность растениям элементов минерального питания: азота, железа, цинка, марганца и кремния: дис. … докт. биол. наук: 06.01.04; 03.02.08 – Агрохимия; Экология / СПбГУ. – СПб., 2018. 153 с. // Истина[Электронный ресурс] URL: https://istina.msu.ru/download/111230569/1fnRXf:ACkcJEDy1plbXFG5nmjdbisFZ88/ (дата обращения: 26.04.2021).Кароматов И.Д., Халилова Х.Р. Лечебные свойства и возможности применения в медицине дождевых червей // Биология и интегративная медицина. 2018. №1. С. 417- 435.Костина Н.В., Богданова Т.В., Умаров М.М. Биологическая активность копролитов дождевых червей // Вестник Московского университета. Серия 17. Почвоведение. 2011. №1. С. 20-26.Кунах О. Н. Размерная структура популяций дождевых червей и теория нейтральности // BiosystemsDiversity. 2008. №16. С. 133-140.Кутовая О. В. Характеристика гумусовых веществ агродерново-подзолистой почвы и копролитов дождевых червей // Бюл. Почв. ин-та. 2012. №69. С. 46-59.Лящев А.А. Экологическая оценка популяций дождевых компостных червей // АВУ. 2009. №10. С. 30-32.Максимова С.Л., Мухин Ю.Ф. Видовой состав дождевых червей Брестской области // Вестник Полесского государственного университета. Серия природоведческих наук. 2009. №1. С. 17-21.Никольский А.А. Эколог-эволюционист Чарльз Дарвин // Вестник РУДН. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности. 2014. №2. С. 5-13.Полянская Л.М., Бабкина Н.И., Зенова Г.М., Звягинцев Д.Г. Судьба актиномицетов в кишечном тракте почвенных беспозвоночных животных, поедающих споры стрептомицетов // Микробиология. 1996. Т. 65. № 4. С. 560–565.Пономарева С.И. Роль дождевых червей в создании прочной структуры в травопольных севооборотах // Почвоведение. 1950.Родина Д.С. Загадочные дождевые черви // Старт в науке. 2017. № 4-1. С. 9-16. //Главная > Выпуски журнала > Выпуск журнала №4 (часть 1) за 2017 год [Электронный ресурс] URL: http://science-start.ru/ru/article/view?id=666 (дата обращения: 26.04.2021).Смольникова В. В., Дементьева Д. М., Дементьев М. С. Особенности биоремедиациинефтезагрязненных почв // Известия Самарского научного центра РАН. 2011. №1-5. С. 1219-1221.Стом Д.И., Быбин В.А., Вятчина О.Ф., Кононова А.В. О возможности усиления иммунных свойств дождевых червей // ActaBiomedicaScientifica. 2006. №6. С. 163-166.Стом Д.И., Быбин В.А., Приставка А.А., Саловарова Е.П., Огарков Б.Н. Переваривание целлюлозы дождевыми червями под воздействием Trichodermaviride // BaikalResearchJournal. 2010. №5. С. 260-293.Соколова Т.Л. Влияние физико-химических свойств почв на биоразнообразие и численность дождевых червей // Вестник КГУ. 2008. №2. С. 20-21.Султан А. Исмаил. ВЕРМИКОЛОГИЯ. Биология дождевых червей. Перевод с английского Е. А. Ильина под редакцией канд. биол. наук И. Н. Титова ОАО МНПК «ПИКъ», 2002 г. OrientLongman, 1997.Таран Д.О., Стом Д.И., Бархатова О.А., Чебонягин А.С. Влияние вермикультуры на изменение токсичности почвы, загрязненной нитробензолом // BaikalResearchJournal. 2010. №5. С. 294-298.Таран Д.О., Стом Д.И., Потапов Д.С. Детоксикация почвы, загрязненной нитробензолом, дождевыми червями // Известия Иркутского государственного университета. Серия: Биология. Экология. 2008. №2. С. 90-93.Титов И.Н. Вермикультура: дождевые черви как возобновляемый источник полноценного животного белка // Repository.enu.kz > bitstream > handle >data> 9127 >vermikultura.pdf [Электронный ресурс]. URL: http://repository.enu.kz/bitstream/handle/data/9127/vermikultura.pdf (дата обращения: 28.04.2021)Титов И.Н. Дождевые черви. Руководство пре вермикультуре в двух частях. Часть I: Компостные черви. – М.: ООО «МФК Точка Опоры», 2012, – 284 с., ил.Тиунов А.В. Метабиоз в почвенной системе: влияние дождевых червей на структуру и функционирование почвенной биоты: автореф. дис. … докт. биол. наук: 03.00.16 – Экология / Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН. – М., 2007. 46 с.Ториков В. Е., Фокин И. И., Рыченков И. Г., Сорокин А. Е. Влияние биологической технологии возделывания зерновых культур на содержание азота в почве и численность дождевых червей // Вестник ФГОУ ВПО Брянская ГСХА. 2011. №2. //Cyberleninka > Влияние биологической технологии возделывания зерновых культур на содержание азота в почве и численность дождевых червей [Электронный ресурс] URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-biologicheskoy-tehnologii-vozdelyvaniya-zernovyh-kultur-na-soderzhanie-azota-v-pochve-i-chislennost-dozhdevyh-chervey(дата обращения: 26.04.2021).Чачина С.Б. Использование дождевых червей: навозный червь (E. fetida) и калифорнийский червь (E. Andrei) для разложения промышленных отходов // ОНВ. 2014. №2 (134). С. 217-223.Чачина С.Б., Караваева О.С. Вермикомпостирование бытовых отходов с использованием дождевых червей: Навозный червь (E. fetida) и Калифорнийский червь (E. Andrei) для получения биогумуса // ОНВ. 2014. №2 (134). С. 228-234.Шеховцов С.В., Голованова Е.В., Базарова Н.Э., Белова Ю.Н., Берман Д.И., Держинский Е.А., Шашков М.П., Пельтек С.Е. Генетическое разнообразие видов комплекса Aporrectodeacaliginosa на территории России. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2017. 21(3). 374-379.Шишкова Н. А., Маринин Л. И., Мокриевич А. Н. Влияние дождевых червей на находящиеся в почве споры сибиреязвенного микроба // Проблемы особо опасных инфекций. 2012. №1. С. 66-69.Эмирова Д.Э. Оценка острой токсичности пестицида Би-58 на люмбрицид в условиях искусственного загрязнения почв // Ученые записки Крымского федерального университета имени В. И. Вернадского. Биология. Химия. 2014. №1 (66). С. 241-246.Al-Maliki S., Al-Taey D., Al-Mammori H. Earthworms and eco-consequences: Considerations to soil biological indicators and plant function: A review // ActaEcologicaSinica. 2021. // ResearchGateGmbH [Электронный ресурс]. URL: https://www.researchgate.net/publication/349528153_Earthworms_and_eco-consequences_Considerations_to_soil_biological_indicators_and_plant_function_A_review (дата образования: 27.04.2021).Basile-Doelsch I., Balesdent J., Pellerin S. Reviews and syntheses: The mechanismsunderlying carbon storage in soil // Biogeosciences, European Geosciences Union. 2020. V. 17 (21). P.5223-5242. // ResearchGateGmbH [Электронный ресурс]. URL: https://www.researchgate.net/publication/345349599_Reviews_and_syntheses_The_mechanisms_underlying_carbon_storage_in_soil (дата образования: 27.04.2021).Bityutskii N.P., Maiorov E.I., Orlova N.E. The priming effect induced by earthworm mucus on mineralization and humification of plant residues // European Journal of Soil Biology. 2012. V. 50. P. 1–6.Frazão J., de Goede R. G.M., Capowiez Y., Pulleman M.M. Soil structure formation and organic matter distribution as affected by earthworm species interactions and crop residue placement // Geoderma. 2019. V. 338. P.453-463. Thorpe I.S., Prosser J. I., Glover L. A., Killham K. The role of the earthworm Lumbricusterrestris in the transport of bacterial inocula through soil // Biology and Fertility of Soils. 1996. Vol. 23, Issue 2. Р. 132-139. // The University of Aberdeen > Research output > 1996 [Электронныйресурс] URL: https://abdn.pure.elsevier.com/en/publications/the-role-of-the-earthworm-lumbricus-terrestris-in-the-transport-o (датаобращения: 27.04.2021).