I Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ИЗУЧЕНИЕ РОЛИ ДОЖДЕВЫХ ЧЕРВЕЙ В ФОРМИРОВАНИИ ПОЧВЫ НА ПРИУСАДЕБНОМ УЧАСТКЕ

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Вытовтова А.Г. 1

---

1

Моргунова В.В. 1

---

1

Работа в формате PDF

1.2 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

ОГЛАВЛЕНИЕ:

Введение.........................................................................................................3

1. Биологические особенности дождевых червей.......................................4

2. Питание дождевых червей. …………………………................................6

3.Методика постановки опыта по изучению роли дождевых червей в

формировании почвы.............................................................................8

4. Методика постановки опыта по изучению влияния загрязнений

почвы и химических раздражителей на червей........................................8

5. Методика разведения и сохранения дождевых червей в почве.............…9

6. Выводы................................................................................................10

7. Заключение..........................................................................................10

8. Используемые ресурсы…………….......................................................12

Приложения

Введение

С давних времен поклонялся человек земле, а точнее говоря - почве. О ней, матушке-кормилице, он сочинял легенды и былины, сказки, ее, родимую, восхвалял в поэмах и песнях.

Почва – это верхний плодородный слой земли, образовавшийся во взаимодействии с растениями, животными, микроорганизмами, климатом и материнскими горными породами, на которых он располагается. Это важнейшее и довольно сложное слагаемое биосферы, находящееся в тесной связи с другими его частями. В процессе хозяйственной жизнедеятельности человека происходит загрязнение почвы, что даже приводит к её гибели. По данным ученых, только за последнее столетие на планете потеряно более двух миллиардов гектаров плодородных земель. Проблема, затронутая в данной работе, является актуальной на современном этапе развития общества, так как необходимо остановить процесс снижения плодородия почвы, увеличить долю экологически чистых продуктов питания. Актуальна эта проблема и для меня лично, так как я живу в деревне, имею приусадебное хозяйство, где выращиваются овощные и плодово-ягодные культуры. Ежегодное получение экологически чистого урожая – это главная задача нашей семьи в работе на садово-огородном участке. Влияние микроорганизмов и других живых организмов на улучшение свойств почвы очень велико, например, дождевые черви участвуют в образовании перегноя, повышающего плодородие почвы. Я заинтересовалась этим вопросом и решила провести собственное исследование по изучению роли дождевых червей в улучшении структуры почвы и повышения её плодородия.

Проблема исследования: Роль дождевых червей в плодородии почвы.

Объект исследования: Дождевые черви.

Цель: изучение роли дождевых червей в процессах почвообразования на приусадебном участке.

Гипотеза: Дождевые черви улучшают структуру почвы и увеличивают её плодородие.

Задачи:

1. Изучить по различным источникам биологию дождевых червей, и их влияние на почву и урожайность сельскохозяйственных культур; 2. Охарактеризовать роль дождевых червей в перемешивании почвы;

3.Составить краткую методику по разведению и использованию дождевых червей на собственных приусадебных участках для восстановления плодородия почвы и её здоровья;

4. Проанализировать полученные результаты и сделать выводы.

Методы исследования: сравнение, наблюдение, анализ и синтез, экспериментальные методы.

Место проведения: приусадебный участок. Время проведения: с 05.09.2015 по 30.10.2015г. Ход исследования:

1. Сбор и анализ информации по данному вопросу;

2. Изучение биологических особенностей дождевых червей;

3. Постановка опыта по изучению роли дождевых червей в формировании почвы;

4. Постановка опыта по изучению влияния загрязнений почвы и химических раздражителей на жизнедеятельность дождевых червей;

5. Методика разведения и сохранения червей в почве;

6. Выводы;

7. Заключение.

1.Биологические особенности дождевых червей.

Дождевые черви, земляные черви, (от лат, Lumbricina) общее название ряда семейств кольчатых червей класса малощетинковых. Тело состоит у них из колец, или сегментов (от 80 до 300). Все сегменты, кроме переднего, находятся по 8 (у некоторых тропических видов - по несколько десятков) коротких щетинок, которые служат для опоры при движении. Длина зрелой особей встречающихся на территории России варьируется от 2 до 30 см. Окраска - от светло-сероватой до черновато-бурой или вишнёво-красной (Приложение 1). У дождевых червей хорошо развитая кровеносная система с красной кровью, дыхание кожное. Выделяемая клетками кожи слизь, защищает тело от высыхания и механического повреждения. Нервная система состоит из слабо развитого головного мозга, который составляет два нервных узла, и брюшной цепочки. Органы у червей чувств отсутствуют, но кожа богата чувствительными клетками. Половозрелая особь обладают женской и мужской половой системой, что характерно для - гермафродиты. Следовательно, размножение происходит оплодотворением и развитиям яиц, всю это происходит только тогда, когда зрелая самка откладывает коконы. Кокон выделяется пояском – это железистое утолщение кожи нескольких сегментов, которые находятся впереди (у большинства видов, встречающихся в России, это происходит между 25 и 40-м сегментами). Через 2-4 недели из кокона появляются маленькие червячки, через 3-4 месяца они достигают размеров зрелого червя. Живут в почве, где продвигаются, расталкивая частицы земли её головой или заглатывая их в себя. Ходы прорыты в глубину не менее чем на 60-80 см, у крупных видов червей может достигать до 8 метров. Дождевые черви ведут ночной образ жизни, днём выползают на поверхность только после сильных дождей, потому что начинают задыхаться из-за недостатка кислорода в насыщенной водой почве. Питаются различными растительными остатками, навозом и т.п. Экскременты, выбрасываемые червями на поверхность почвы в большом количестве, имеют сходство с характерными кучками земли (Приложение 2). Всего около 1500 видов. Большинство находят в тропиках. В России всего около 100 видов. Как выяснил Чарльз Дарвин в 1882 году, дождевые черви влияют на процесс почвообразования. Они рыхлят почву, пронизывая её норками (в которых и проживают, некоторые норки достигают глубины 60-80см), что способствует аэрации (от греч. ἀήρ — «воздух» — естественное проветривание), насыщение воздухом, (организованный естественный воздухообмен) и увлажнению почвы на глубине, перемешивают её и ускоряют разложение растительных остатков. Однако дождевые черви причиняют некоторый вред, являясь промежуточными хозяевами лёгочных гельминтов свиней и некоторых паразитов птиц (кур, уток и прочих).

2. Питание дождевых червей.

У дождевых червей очень характерное питание. Они заглатывают большое количество земли, но эта пища должна быть смягченной, чтобы пройти через небольшое ротовое отверстие. Когда червяк хочет есть, он всасывает пищу через специальный орган – глотку. Потом с помощью мышц проталкивает пищу дальше, пока она не попадает в зоб, который расположен на задней части пищевода, а потом в желудок. Далее она переваривается в кишечнике с помощью ферментов и выходит из организма. Из почвы усваивают они органические вещества, кроме этого поедают большое количество всевозможных полусгнивших листьев, за исключением очень твердых или обладающих неприятным для них запахом.

Черви используют листья не только в пищу, но и утепляют ими входы в норки. Именно для этого они тянут в норку кусочки стеблей, завядшие цветки, обрывки бумаги, клочки шерсти.

Норки черви делают либо раздвиганием земли во все стороны, либо заглатыванием ее. Для раздвижения земли червь просовывает узкий передний конец тела в щели, которые образуются между частицами земли, затем вздувает и сокращает свое тело, что способствует раздвиганию частицы почвы под прессом его. Другой способ, при условии что земля или песок очень утрамбованы, заключается в том что, червь заглатывает землю, и, пропуская ее через себя, вместе с этим постепенно погружается в грунт, оставляя за собой растущую кучку экскрементов. Черви прокладывают свои пути вертикально или немного вкось.

После того, как червь проглатывает порцию земли, независимо от того, совершал это он с целью питания или прокапывания своего хода, он устремляется к поверхности, чтобы выбросить из себя землю. Земля, которая оказывается на поверхности, пропитанная выделениями кишечника, становится вязкой. Высохнув, остатки экскрементов затвердевают и оказываются похожи на мелкие катышки. Постепенно по периметру входа в норку формируется специфическая башенка из остатков экскрементов. Такие башенки у червей различных видов имеют разную форму и высоту. Дождевые черви — основные потребители мертвых растительных остатков, ибо биомасса червей составляет 50 – 70% всей биомассы почвы. Употребляя вместе с почвой значительное количество растительного детрита (распадающихся мертвых растительных тканей), грибов, водорослей, простейших они перерабатывают их, возвращая потом обратно в окружающую среду большое количество собственной кишечной микрофлоры, ферментов, витаминов, биологически активных веществ, обладающих антибиотическими свойствами и препятствующих действию болезнетворной микрофлоры, гнилостных процессов, обеззараживают почву.

Вермикультивирование - это процесс переработки органических отходов с применением дождевых червей. В ходе переработки растительных отходов в пищеварительном канале червей образуются гумусные вещества. Они отличны по химическому составу от гумуса, формирующегося в почве при участии только микрофлоры.

В естественных местах обитания дождевых червей (луга, пастбища, пашни) плотность их популяции находится в пределах от 100 до 20000 особей на 1 м², а биомасса — от 100 до 400 г/м².

Наблюдается у червей и следующее особое свойство, достаточно полезное в земледелии. Она находится в связи с их исключительной способностью мелиорировать и структурировать почву. В летний период популяция из 50 червей в пахотном слое почвы на 1 м² прокапывает километр ходов и выбрасывает на поверхность переработанные вещества слоем 3 мм. Большая их часть остает­ся в толще почвы. Пищеварительный канал каждого червя перерабатывает за сутки количество почвы, равное массе его тела. В средней полосе активная фаза деятельности червей насчитывает 200 дней в году. За сезон они в состоянии переработать на гектаре 50 т почвы, снабдив ее гумусом.

3. Постановка опыта по изучению роли дождевых червей в формировании почвы.

Для ведения наблюдения за почвообразовательной деятельностью дождевых червей я взяла две двухлитровые стеклянные банки, насыпала небольшой слой (3см) хорошо увлажненного перегноя, затем такой же слой смоченного песка и снова влажный перегной. Землю и песок поддерживала во влажном состоянии в течение всего опыта. Поместила в банки по 6 дождевых червей и поставила в тёмное место – в шкаф. Червей подкармливала опавшими листьями с деревьев, листьями чая, оставшимися после заварки, тёртой морковью. Корм положила сразу, в самом начале опыта. По ходу опыта банки осматривала и фиксировала наблюдаемые изменения, делая отметки в таблице (Приложение3). Опыт заложила 5 сентября 2014 года. В первую неделю признаков изменений не наблюдалось. Животные, видимо, адаптировались. Потом на поверхности почвы начали появляться маленькие комочки – копролиты, что свидетельствует о жизнедеятельности червя. Уже 14 сентября черви стали затаскивать пищу в норки. Постепенно граница, разграничивающая слой песка и земли, становилась всё менее заметной и исчезла совсем, а горка чайных листочков понемногу стала уменьшаться. К концу опыта - 30 октября 2014 года – практически вся пища червями была съедена. Из моих наблюдений следует, что дождевые черви активно влияют на процесс формирования почвы, перемешивая ее.

4. Методика постановки опыта по изучению влияния загрязнений почвы и химических раздражителей на жизнедеятельность дождевых червей.

Я решила поставить опыт с целью изучения реакции дождевых червей на химические раздражители. Чувствительность к химическим раздражениям я обнаружила довольно простым путем. Смочив небольшую палочку в уксусной эссенцией я поднесла к червям, не прикасаясь к их коже, что привело к быстрому расползанию в разные стороны от палочки (Приложение 4). Однажды обрабатывая грядки с клубникой раствором марганцовки который был "крепкий". И увидела, как из почвы начали выползали дождевые черви. Тут задумаешься - если уж марганцовка так действует на дождевых червей, что можно получить от сильнейших химических веществ, ядовитость которых сильнее в десятки и сотни раз. Большие концентрации химических веществ губительно действуют на дождевых червей Во втором опыте растворила в стакане с водой чайную ложку моющего средства и полила этой жидкостью почву с червем. Это привело к быстрому выходу червя на поверхность. Дыхание черви осуществляют всей поверхностью кожи, а поверхностно активные вещества, находящиеся в моющем средстве, образуют на теле червя тонкую непроницаемую для воздуха плёнку. Черви испытывают недостаток воздуха и покидают почву (Приложение 5).

5. Методика разведения и сохранения червей в почве.

Для разведения червей нужно выкопать небольшую квадратную яму с размерами сторон от 30 до 50 см, наполнить ее листьями, макулатурой и залить кухонными помоями. Заготовка настаивается 7 дней, а затем следует положить на поверхность небольшое количество червей. В качестве ямы можно использовать ящики, которые можно оставить в сарае или подвале дачи.

Только таким образом придется населять червями почву обширных угодий, на которых химикатами были убиты и уничтожены все животные - производители гумуса. Процесс этот довольно сложный и долгий, но необходим, несмотря на затраты.

На приусадебных участках усилия должны концентрироваться на поддержании жизнедеятельности червей, на обеспечение их питанием и водой. Наиболее благоприятные условия созданы для них в малиннике, при этом и ягоды в таком малиннике будут, благодаря деятельности червей, крупные, сочные, сладкие.

Червей необходимо беречь, охранять, ухаживать за ними. Вот самые главные условия, помогающие сохранить червей в почве:

• Землю необходимо перекапывать лопатой, а только с помощью специальных вил;

• Переуплотнение почвы губит червей. Она должна быть рыхлой, такой она становится из-за червей;

• Концентрация растворимых солей не должна превышать более 0,5% может привести к гибели червей;

• Почва на приусадебном участке должна иметь нейтральную среду, так как большая кислотность или слишком чрезмерная щелочность вредны для червей;

• Нельзя утилизировать мусор на огороде. Черви погибают от перегрева почвы, дыма и золы;

• Нужно поддерживать достаточно высокий уровень влажности почвы. При влажности почвы менее 30% черви испытывают сильную жажду и могут исчезнуть в течение недели, либо уйти в глубину грунта.

• У дождевых червей достаточно много врагов. Наиболее опасными из них являются птицы, кроты, землеройки, крысы, жабы, лягушки; из крупных животных - кабаны, свиньи, барсуки и даже телята, ягнята, козлята.

• Наибольшее уничтожение червей случается при пахоте, так как стаи грачей выбирают из перевернутого пласта земли червей и личинок различных насекомых. Но главный враг дождевых червей - человек, не знающий в большинстве своем бесценных достоинств этих тружеников земли, а порой считающий их вредными существами. Это заблуждение от незнания, потому что нет ни одного такого животного, которое было бы таким хорошим другом земли и в том числе от него зависело нашего благополучия.

6. Выводы

Дождевым червям живется наиболее благоприятно в рыхлой плодородной земле с достаточным увлажнением. Так же они активно передвигаются в почве в поисках пищи, роют норки, то в процессе этого происходит перемешивание почвы. Питаются органическими остатками, что эффективно способствует образованию перегноя. От световых лучей зарываются в землю, чтобы не быть лёгкой добычей для других животных. В загрязнённых почвах не живут, перебираются в более чистую почву. Чувствительно переносят загрязнение окружающей среды, потому что практически не защищены и дышат через кожу, тем самым подвергаются перепадом в окружающей среде а также ощущают её загрязнения.

7. Заключение

Мой эксперимент составляет 55 дней, за это время я изучила большой объем научной литературы. В ходе экспериментальной части работы, вела наблюдение за процессами жизнедеятельности дождевых червей, искусственно созданных для них условий обитания. Также приготовила рекомендации по разведению и сохранению дождевых червей в домашних условиях. В результате экспериментов пришла к такому выводу, что влияние дождевых червей на особенности почвы многообразны. Перекапывание ими земли, а также прокладывание ходов приводит почву в рыхлое состояние, что способствует доступу в глубокие слои воды и кислорода, которые необходимы для корней растений и микроорганизмов. Черви способствуют изменению химических особенностей почвы. В переработанной почве содержание кальция, магния, аммиака, фосфорной кислоты повышается. Про­исходит нейтрализация вредных почвенных кислот. Переработанная червями земля становится мелкокомковатой структурой. Все процессы перечисленные выше происходя­щие в почве в взаимодействии с дождевыми червями, изменяют и улучшают структуру, состав и свойства её, а одни из самых важных – повышает ее плодородия. Таким образом можно сделать вывод, что дождевые черви способны оказать реальную помощь в процессах восстановления почвенного покрова и плодородия, для этого необходимо соблюдения условий и правил их разведения, и содержания. Задачи, которые были поставлены в начале исследовательской работы, выполнены. Гипотеза была подтверждена.

8. Используемые ресурсы.

1. Жирмунская Н. М. Огород без химии. — СПб.: Издательство «ДИЛЯ», 2004. — 320 с.

2. Игонин А.М. Биогумус на садовом участке // «Биология», издательский дом «Первое сентября». – 2000. - № 29. - с.10.

3. Игонин, А. М. Дождевые черви: как повысить плодородие почв в десятки раз, используя дождевого червя-«старателя» / А. М. Игонин. – Ковров: ООО НПО Маштекс, 2002. – 192 с.

4. Тюрюканов А. Н. О чем говорят и молчат почвы.- М.: Агропромиздат, 1990.- 224 с.

5. Хворостухина С.А. Как повысить плодородие почвы. - М.: Рипол Классик, 2011.-256с.6.Бинас А. В. и др. Биологический эксперимент в школе. – М.: Просвещение, 1990. – 192с.

7.Крапивный А. П. Краткий зоологический словарь. – Мн.: Высшая Школа – 1990. – 238с.

8.Энциклопедический словарь юного биолога/Сост. М. Е. Аспиз. – Педагогика, 1986. – 352с.

9.http://www.zoofirma.ru/knigi/kurs-zoologii-t-1-abrikosov/2992-rol-dozhde...

10.http://slovari.yandex.ru

11.http://www.botanichka.ru/blog/2010/03/20/earthworm/

Приложения

Приложение 1

Внешнее строение дождевых червей.

Приложение 2

Экскременты, выбрасываемые червями на поверхность почвы.

Приложение 3

Наблюдения за работой червей в перемешивании почвы.

Приложение 4

Определение чувствительности к химическим раздражениям.

Приложение 5

Быстрый выход червя на поверхность.