VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Роль дождевых червей в почвообразовании

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Крикушина П.Ю. 1

---

1МОУ СШ № 3 Тутаев

Шомина Е.М. 1

---

1МОУ СШ № 3 Тутаев

Работа в формате PDF

2.6 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

“Вряд ли найдутся другие животные, которые

играли бы столь большую роль в истории мира,

как дождевые черви”.

Чарльз Дарвин.

Введение

Почва – необходимый компонент природы. Главное свойство почвы – плодородие зависит от взаимодействия компонентов неживой и живой природы.

Многие дачники задумываются о способах повышения плодородия почв на своем участке, чтобы получить хороший урожай. Самым распространенным способом является внесение минеральных удобрений. Это удобно, не занимает много времени. Но такой способ повышения плодородия требует знаний, что и когда вносить, а также в каких количествах. Переизбыток удобрений может нанести и растениям и почве вред. Кроме того для приобретения удобрений необходимы денежные средства. Поэтому меня заинтересовал вопрос, можно ли без особых затрат естественным способом повысить плодородие почв. На сегодняшний день это является актуальным вопросом для многих людей, занимающихся выращиванием экологически чистой продукции.

В почвах обитает огромное количество разнообразных организмов, обеспечивающих её рыхлую структуру и плодородие. Чаще всего люди не обращают на них особого внимания, а порой вовсе их не замечают. Помогая взрослым на нашем дачном участке рыхлить и вскапывать почву, я часто видела личинок насекомых, многоножек, а больше всех было дождевых червей. Но я не всегда задумывалась о их роли в почвенной среде. Приносят ли они пользу почве или просто живут там?

Цель данной работы — выявить влияние дождевых червей на процесс почвообразования и плодородие почвы.

Задачи:

Познакомиться со средой обитания, строением и процессами жизнедеятельности дождевых червей

Провести опыты по изучению движения червей в почве

Провести тестирование почв на проростках редиса, пшеницы и черенков пеларгонии.

Проанализировать полученные результаты и сделать выводы, подтверждение или опровержение выдвинутой гипотезы.

Гипотеза:

Дождевые черви улучшают структуру почвы и повышают её плодородие

Объект исследования – дождевой червь, особенности процессов его жизнедеятельности, а также влияние его жизнедеятельности на растения.

В работе использованы следующие методы:

Работа с научной и научно-популярной литературой.

Аналитический

Постановка опыта

Наблюдения.

Материалы и оборудование

Дождевые черви

3-х литровые банки

Песок

Перегной

Опавшая листва

Лупа

Семена редиса

Зерна пшеницы

Черенки пеларгонии

Ёмкости для рассады

Этикетки

Постановка опытов:

Опыт № 1. Движение дождевых червей в почве.

Опыт № 2. Укоренение и развитие черенков пеларгонии в различных почвенных субстратах.

Опыт № 3. Тестирование почвы на примере проростков редиса и пшеницы.

План проведения опытов:

Обзор литературы

2.1. Почва – среда жизни дождевых червей.

Поверхность большей части суши покрыта почвами. Свойства почв (наряду с климатическими условиями) определяют возможность заселения их той или иной растительностью, а последняя в свою очередь определяет характер населения животных, обитающих в почве и на ее поверхности в данном участке суши. Таким образом, почва – это в полной мере “основа жизни”. Наличие плодородных почв является также необходимой предпосылкой для появления и развития земледелия и скотоводства. Образование почв из горных пород и изменение свойств уже существующих почв, т.е. почвообразование, — совокупность процессов, начавшихся одновременно с возникновением суши и идущих непрерывно повсюду до настоящего времени. Первый этап процесса почвообразования совершается силами неорганической природы: солнечные лучи, вызывающие неравномерное нагревание горных пород, атмосферный воздух и вода являются главными геологическими факторами почвообразования. Но параллельно с этим действуют и постепенно выходят на передний план биологические факторы. В настоящее время общепризнано, что почва представляет собой целостный комплекс минеральных и органических веществ с живыми организмами. Совокупность результатов жизнедеятельности почвенных организмов составляет комплекс биологических факторов почвообразования. Особая роль принадлежит дождевым червям.

Проделывая в почве ходы, дождевые черви разрыхляют ее и способствуют проникно­вению в почву воды и воздуха, необходимых для развития растений. Выделяемая червями слизь склеивает мельчай­шие частицы почвы, препятствуя тем самым ее распыле­нию и размыванию. Затаскивая в почву растительные ос­татки, они способствуют их разложению и образованию плодородной почвы. [2 ]

Наиболее активны дождевые черви в теплое время года. Зимой они впадают в спячку. Заморозки мгновенно убивают червей, поэтому они должны зарываться поглубже в землю, куда низкие температуры не проникают. Весной, когда температура достигает подходящего значения и земля пропитывается дождевой водой, дождевые черви начинают очень быстро размножаются, производя на свет около сотни молодых червей в год.

Дождевые черви – доминирующий вид почвенных беспозвоночных и составляют 50–72% всей биомассы почвы. На 1 га хорошо ухоженных лугов и пастбищ (до химизации) приходилось до 1–200 млн. дождевых червей (в среднем около 20 млн.). Таким образом, плотность биомассы червей составляет 2–5 т/га, что почти в 100 раз превышает плотность биомассы наземных животных.

Характеристика и строение дождевого червя.

Дождевые черви (лат. Lumbricina)  относятся к классу малощетинковых, или олигохет (ЛАТ).Они имеют тело длиной 10-16 см. Тело дождевого червя состоит из сегментов – колец.(приложение1) Число сегментов от 5-7 до 600. На каждом сегменте развиты четыре пары щетинок: две спинные и две брюшные. Щетинки настолько малы, что их можно обнаружить только на ощупь, проведя пальцем от задней части тела червя к передней. Они нужны этим червям при движении в почве: загнутые спереди назад, они помогают червю удерживаться в норке и быстро продвигаться вперед. Под эпителием расположена развитая мускулатура, состоящая из кольцевых и продольных мышц. Благодаря попеременному сокращению этих мышц тело червя может сокращаться и удлиняться, что способствует движению червя в своей среде обитания.[2 ]

У дождевого червя пищеварительная система состоит из хорошо выраженных отделов – глотки, пищевода, зоба, мускульного желудка, средней и задней кишок. Рот расположен на перед­нем конце тела дождевого червя; анальное отверстие — на заднем.

Питаются дождевые черви гниющими растительными остатками, в том числе и опавшими листьями, которые затаскивают в свои норки.

Мышцы дождевых червей рабо­тают активно и поэтому требуют много питательных веществ и кислорода, которые приносит им кровь. Нервная система узлового типа обеспечивает ко­ординированную работу мышечных слоев, связанную с роющей, двигательной, пищевой и половой активностью дождевого червя. .

Загрузка...

Дыхательная система у дождевого червя отсутствует. Поглощение кисло­рода осуществляется через поверхность тела. Органы чувств у дождевого червя отсутствуют, но имеются осязательные и светочувствительные клетки, разбросанные по всей по­верхности тела и позволяющие дождевому червю чувство­вать прикосновение к стенке тела и изменение освещен­ности. [1]

Образ жизни и среда обитания

Червь дождевой обитает во влажной, богатой перегноем почве. Он питается органическими веществами, пропуская через кишечник землю с растительными остатками. Днем дождевые черви держатся в почве, прокладывая в ней ходы. В плотной почве червь может проедать себе ход, пропуская землю через кишечник. Комочки почвы можно видеть на поверхности почвы — их оставляют здесь черви. После сильного дождя, залившего их ходы, черви вынуждены вылезать на поверхность почвы (отсюда на­звание — дождевой). .[2 ] Летом черви держатся в поверхност­ных слоях почвы, а на зиму роют норки глубиной до 2 м. Дождевые черви живут сравнительно долго. Некоторым удается прожить около десятка лет, если они не становятся жертвами птиц и кротов. Еще одной угрозой для их жизни являются пестициды, столь широко используемые в садоводстве сегодня.

Дождевые черви – крупные беспозвоночные почвенные животные, питающиеся растительными остатками. В почвах нашей страны их насчитывается около 97 видов.

Пропуская через себя отмершие растительные ткани, черви их разрушают, переваривают и перемешивают с землей. Роясь в земле, они поглощают не только перегной, но и бактерии, водоросли, грибы с их спорами. Поглощенные представители микрофлоры и микрофауны почвы перевариваются в пищеварительном тракте червей и практически отсутствуют в экскрементах (копролитах). Зато в них содержится огромное количество бактерий из кишечной микрофлоры червя. Содержащиеся в гумусе питательные вещества витамины, ферменты и минеральные вещества возвращаются в почву, делают ее более плодородной.

Уже самое наличие ходов дождевых червей в почве изменяет ее свойства. Совершенно ясно, что чем больше дождевые черви проделают ходов в почве, тем более благоприятные условия будут созданы для проникновения в нее воздуха и воды. Воздух и вода составляют непременные условия для жизни почвенных организмов, в первую очередь бактерий и грибков, деятельность которых играет выдающуюся роль в снабжении корневых систем высших растений необходимыми для них веществами. Кроме того, полости в почве, различного происхождения и всевозможных размеров, представляют собой основные места обитания разных групп мелких почвенных животных, принимающих участие, как в изготовлении перегноя, так и в его дальнейшей обработке.

По ходам червей проникают в глубокие слои почвы не только воздух, вода и корни растений: стенки ходов и граничащие с ними участки почвы заселяются микробами и другими почвенными организмами; ходы червей служат проводниками жизни вглубь почвы.

Результаты работы

Изучая и анализируя литературные источники по данному вопросу, я нашла интересный материал о жизни и поведении дождевых червей в почвенной среде. О многих фактах я узнала впервые (см. приложение 2).

В литературных источниках можно найти достаточно сведений о строении дождевого червя, но роль, которую играют дождевые черви в земледелии, считается изучена недостаточно. Например, я прочитала, что навоз в почвах, лишенных дождевых червей, может лежать годами, не перегнивая и не смешиваясь с почвой, и не только не улучшает почвы, а даже ухудшает ее. [ 6] Для того, чтобы оценить, насколько важно присутствие дождевых червей в почве, и какую роль они играют в её перемешивании, мы решили убедиться на результатах следующего опыта.

Опыт № 1. Движение дождевых червей в почве.

Мы взяли две трехлитровые стеклянные банки. В каждую банку насыпали одинаковые слои: перегноя - 5 см, мелкого светлого песка - 5 см., опавшей листвы -2 см. (всего 12 см.)

Первая банка, с соответствующим расположением слоёв, была принята за контрольный образец. Во вторую банку были запущены 10 дождевых червей, размером от 5 до 10 см. (см. приложение 3). Содержимое банки увлажнили, создав условия для нормальной жизнедеятельности червей. Банки поставили в притемненное место (см. приложение 4), слегка прикрыв их лоскутком ткани.

В первые две недели наблюдений особых изменений в расположении слоёв не происходило. При осмотре банки с червями периодически наблюдали появление червей на поверхности почвы, которые при изменении освещённости сразу прятались в грунт. Я решила пронаблюдать характер движения червей в почве. Поскольку почва была мягкая, то крупные черви периодически поднимались на поверхность, а затем проникали в нее передним концом тела. При этом сначала сжимался передний конец тела (его можно определить по специальному пояску на теле червя) (см. приложение1), так что тот становится тонким, и червь просовывал его вперед между комочками почвы. Затем передний конец утолщался, раздвигая почву, и червь подтягивал заднюю часть тела. Сфотографировать этот процесс не удалось, так как эти движения происходили быстро, а более яркий свет был для червей раздражителем.

Несмотря на то, что весь период времени банки находились в тёплом помещении, к концу ноября двигательная активность червей была снижена, что, скорее всего, объясняется их биологическими ритмами.

Только к началу февраля верхняя половина слоя песка и весь слой перегноя оказались пронизанным ходами червей, а на поверхности почвы небольших гранулированных комочков стало больше. Положенные сверху листья оказались большей частью погружёнными в грунт. Когда я вытащила один из листков за черешок, он оказался лишь остатками от полной листовой пластинки, что свидетельствует о их использовании червями в пищу. Кроме того, цвет грунта в банке с червями стал более светлым. Через стекло банки была видна система частью заброшенных и засыпавшихся, частью действующих ходов, идущих в разных направлениях (см. приложение5). При замере высоты грунта в банке, общий объем почвы (по высоте) увеличился до 13,5 см.). Это можно объяснить образованием пустот и промежутков между частичками почвы, образовавшихся при движении червей. Наличие в почве таких ходов называется скважностью. Я думаю, что для почвы это хорошо, так как по таким почвенным канальцам лучше поступает вода и воздух к корням растений. Значит, дождевой червь трудится не зря, и его жизнедеятельность имеет огромное значение в почвообразовании.

Используя результаты данного опыта на дачном участке, можно посоветовать садоводам и огородникам не убирать листья и ботву с грядок, а наоборот раскладывать её после уборки урожая по поверхности почвы. Дождевые черви будут подниматься к поверхности за пищей, рыхлить землю своими ходами и перерабатывать растения в перегной.

В банке, которая считалась контрольным образцом, расположение слоёв не изменилось, и ни каких других изменений (изменение цвета, высоты почвы и прочее) не выявлено.

Кроме проведения исследований с перемешиванием почвенных слоёв, мы решили выяснить, насколько влияет жизнедеятельность червей на качество почвы. Любому дачнику важно узнать, как чувствуют себя растения в различных почвах и при каких условиях развиваются лучше, активнее. Для того, чтобы это узнать, были заложены следующие опыты.

Опыт №2. Укоренение и развитие черенков пеларгонии в различных почвенных субстратах.

Опыт проводился на примере черенков пеларгонии зональной (герани) - (лат. Pelargōnium) — род растений семейства Гераниевые) по влиянию качества грунта на степень приживаемости, темпы роста и цветения.

Все черенки были взяты с одного материнского растения длиной около 10 сантиметров. На черенках были оставлены по 4 верхних листа, остальные удалены. Первое время черенки находились в стаканчике с водой до образования корней. При появлении корней для опыта были отобраны черенки, имеющие одинаковые по длине корни. Затем укорененные черенки были посажены в разный грунт: № 1, в котором жили дождевые черви, № 2 – контрольный, без дождевых червей (см. приложение 6).

После этого все растения накрыли полиэтиленовыми пакетами, для лучшей приживаемости черенков. В течение недели, снимали с банок для проветривания полиэтиленовые пакеты, чтобы не произошло загнивание черенков.

Через неделю после посадки черенков в грунт, сняли полиэтилен, все черенки хорошо прижились. Еще через две недели, измерив контрольные и опытные образцы, сделали вывод, что опытные растения подросли, больше, чем контрольные.

В течение летнего сезона проводились наблюдения за дальнейшим развитием и цветением молодых растений пеларгонии. Все растения были помещены на подоконнике с одинаковыми условиями освещённости и температурными показателями. Растение герань светолюбивое, а окна кабинета выходят на северо-западную сторону, солнечные лучи попадают в класс только во второй половине дня, что повлияло на чистоту опыта. Из-за недостатка солнечного света растения в проводимом нами опыте недостаточно обильно цвели. Тем не менее, мы отметили, что на опытных растениях бутоны появлялись чаще, и эти растения дольше цвели, чем контрольные.

Из всей проделанной работы можно сделать вывод, что на почве, переработанной червями, увеличивается скорость роста и цветения растения.

Таким образом, растения, посаженные в почвы, в которых жили дождевые черви, приживались и развивались лучше.

Для большей достоверности полученных результатов мы решили провести оценить качество тестируемых образцов почвы, посадив в неё пшеницу и редис.

Опыт № 3. Тестирование почвы на примере проростков редиса и пшеницы.

Чтобы проследить за ростом растений, мы провели опыт. Мы наполнили два контейнера землей из банки, где были черви и два контейнера наполнили землей из другой банки. Увлажнили почву одинаковым количеством воды. В эти ёмкости были посажены по 10 семян редиса ( Raphanus sativus var. radicula) и пшеницы (Triticum) (см. приложение 7 ). Семена редиса и зёрна пшеницы были посажены в разные виды почвы для дальнейшего сравнения результата. Грунт был промаркирован, наклеены этикетки с номерами: № 1 – грунт, в котором жили черви, грунт № 2 – без червей. Так как грунт № 1 в банке был перемешан дождевыми червями в процессе их жизнедеятельности, то грунт № 2, где положение слоев не изменилось, пришлось перемешать самим.

После этого все контейнеры были накрыты полиэтиленовыми пакетами, для сохранения влажности и улучшения всхожести (до появления первых проростков). В течение всего времени проводилось наблюдение за прорастанием семян.

Как только в одном из контейнеров появились первые проростки после посадки семян в грунт, сняли полиэтилен со всех ёмкостей и проверили всходы.

Первые всходы пшеницы появились на 3-ый день, а редиса на 4-ый в грунте № 1. Прорастание пшеницы в контрольном грунте произошло на 2 дня позже, а редиса - на 3 дня. В грунте № 1 из 10 зёрен пшеницы успешно проросло 8 семян, а редиса 7.

В грунте № 2 проросло по 5 зерновок пшеницы и редиса. Почему степень прорастания оказалась такой низкой? Возможно, переработанный червями перегной, оказался более подходящим для развития проростков. Думаю, что выделения червей содержат какие-то полезные для растений вещества. Подтверждение своей мысли я нашла в литературе. В процессе переваривания еды червяк выделяет большое количество органических экскрементов, в составе которых содержатся такие элементы, как: фосфор; кальций; азот; магний. Поэтому если вы встретите колонию дождевых червей у себя в саду или на огороде, вопрос «а полезен ли этот обитатель для местной экосистемы» должен отпасть автоматически. [4]

Примерно через неделю высота и степень развития растений во всех контейнерах стала одинаковой.

По результатам опыта сделали вывод, что в опытных контейнерах всходы растений появились раньше и взошли дружнее, чем контрольные, которые только ещё проклевывались.

Заключение

Дождевые черви, перемещаясь в почве, участвуют в перемешивании её слоёв. Питаясь растительными остатками на поверхности почвы и заглатывая их вместе с землёй, дождевые черви, затаскивают с поверхности опавшие листья. На поверхности почвы появляются небольшие комочки-гранулы, а по всей ёмкости банки чётко видны ходы червей. По таким канальцам в почву лучше будут проникать воздух и вода, а комочки сделают её более рыхлой. Это улучшит физические свойства почвы.

На почве, переработанной червями, увеличивается скорость роста и цветения растений, что подтверждено на примере черенков пеларгонии.

Всходы растений пшеницы и редиса в опытных контейнерах появились раньше и взошли дружнее, чем контрольные, что свидетельствует о более благоприятных почвенных условиях.

Таким образом, опытным путем мы убедились в том, что присутствие дождевых червей в почве и их жизнедеятельность благоприятно действуют на почву. Значит, повышение плодородия можно добиться не только внесением удобрений, но и используя в практике разведение червей на дачном участке.

Задачи, которые были поставлены в начале исследовательской работы, выполнены. Наша гипотеза подтвердилась.

Список использованных источников и литературы:

http://doklad-referat.ru

https://taraklop.ru/chervi/dozhdevoj-cherv/

https://nasotke.pro/sad/dozhdevoj-cherv

https://zveri.guru/nasekomye/dozhdevoy-cherv-opisanie-zhivotnogo-i-rol-v-prirode.html

https://www.rmnt.ru/story/garden/organicheskoe-zemledelie-dozhdevye-chervi-osnovnoy-indikator-plodorodi.455462/

. Акимушкин И.И. Мир животных. – М.: Мысль, 1995.

Биологический энциклопедический словарь. – М., 1995

Большая российская энциклопедия 9 Москва Научное издательство « Большая российская энциклопедия»-2007 (стр 185)

Битюцкий Н.П., Лапшина И.Н., Лукина Е.И. Роль дождевых червей в минерализации3 органических соединений азота в почве. – Почвоведение, 2002, №

Гиляров М.С., Криволуцкий Д.А. Жизнь в почве. — М.: Мол. Гвардия, 1985

Игонин А.М. Дождевые черви и плодородие почвы. – 000 НПО Маштекс, Ковров, 2002 г.

Книга для чтения по зоологии. – М.: Просвещение, 1986..

Приусадебное хозяйство – М.: №2, 2005.

Чекановская О.В. Дождевые черви и почвообразование. – М.: АН СССР, 1980.

Энциклопедия для детей Т.2. Биология/Глав. Редактор М.Д.Аксёнова —М: Аванта+,1998.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

https://taraklop.ru/chervi/dozhdevoj-cherv/

Поясок на теле червя.

Тело червя состоит из сегментов.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Интересные факты.

Первым ученым, изучавшим дождевых червей и их роль в почвообразовании, был Чарльз Дарвин

В хорошей почве число дождевых червей доходит до 5 миллионов на 1 гектар. Общая масса дождевых червей в 1 гектаре может составлять2-3 тонны. За сутки они могут переработать10-11 тонн земли

Каждый дождевой червь пропускает за сутки через свой кишечник количество земли равное массе его тела

На 1 квадратном метре живет приблизительно 80-120 червей. Дождевые черви на таком участке вынося за год с глубины на поверхность4-6 кг земли.

В лесных почвах черви перерабатывают более половины опавших листьев. За год на каждом гектаре они выбрасывают на поверхность 25-30 тонн переработанной земли, создавая тем самым хорошую почву.

Общая масса дождевых червей Земли в 10 раз больше массы всего человечества.[11 ]

По мнению Чарльза Дарвина, именно черви помогают в сохранности исторических ценностей и кладов. В течение нескольких лет каменные орудия и золотые украшения постепенно покрываются экскрементами червей, что надежно сохраняет их от влияния времен.[3 ]

На 82 процента беспозвоночные состоят из чистого белка, поэтому они являются питательной пищей для некоторых народностей земного шара.

Нередко попавшие в трудное положение путешественники или военные, оказавшиеся в джунглях, выживают именно благодаря поеданию червей. Кроме того, такая диета полезна для здоровья! Ученые установили, что употребление червей в пищу снижает уровень холестерина. [3 ]

Самый крупный дождевой червяк был обнаружен в Южной Африке, его длина составила 670 см. Это настоящий гигант! [3 ]

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Закладка опыта №1

Подготовка грунта: песок, перегной, опавшая листва, увлажнение.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Контрольный и пытный образцы.

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Проведение наблюдений и фиксация результатов.

Грунт переработанный в банке с червями (вид с боку, вид сверху)

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Закладка опыта №2

Подготовка грунта. Посадка черенков герани

Наблюдения за ростом и развитием

ПРИЛОЖЕНИЕ 7

Посев семян пшеницы и редиса

Наблюдения за ростом

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

.

Цветение пеларгонии. Опытные растения.