Изучение состава и свойств почвы
При изучении состояния экосистемы и населяющих её организмов необходимо различать физические и химические свойства почвы, а также её механический состав.
1. Физические свойства
Влажность почвы обусловливает наличие дождевых червей, глубину залегания личинок насекомых, их окукливания. Определяется в полевой обстановке прямыми наблюдениями по шкале Раменского.
Балл 1: почва сухая, не холодит руки, почти не светлеет. Песок сыпучий, глина сбита в крепкие комки.
Балл 2: почва свежая, слегка холодит руки, очень слабо светлеет при высыхании. Прижатая к почве фильтрованная бумага увлажняется.
Балл 3: почва влажная, заметно холодит руки; высыхая, значительно светлеет и увлажняет придавленную к ней фильтрованную бумагу. Песок легко формируется, глина и суглинок скатываются, при высыхании трескаются.
Балл 4: почва сырая, при высыхании сильно светлеет. На ощупь холодная. Приложенная обыкновенная бумага промокает.
Балл 5: почва мокрая, блестит, лоснится от покрывающей её плёнки воды, обнаруживается текучесть, не скатывается.
Плотность (твёрдость) почвы имеет большое значение для продвижения в ней организмов. Определяется по следующим признакам:
– очень твёрдая почва представляет собой компактную массу, почти не поддающуюся копанию лопатой;
– почва средней твёрдости (лопата входит в неё с некоторым усилием, в несколько приёмов, но всё же значительно легче, чем в первом случае; из ямы почва достается целыми пластами);
– рыхлая почва (лопата входит сразу во весь штык, и при выбрасывании из ямы почва легко рассыпается).
Пластичность (скатываемость) почвы имеет значение для живых организмов при прокладывании (заделке) нор. Она определяется на ощупь следующим образом: кусочек почвы сильно увлажняют (почти до состояния текучести, размазываемости), затем между ладонями раскатывают в наиболее тонкую колбаску. Легкие почвы скатываются только в виде шарика. Чем тяжелее почва, тем легче она скатывается.
2. Механический состав почвы
Механический состав почвы определяет её термический режим. Глинистые и суглинистые почвы характеризуются большой теплоёмкостью, что, в свою очередь, влияет на влажность.
При полевых исследованиях выделяют следующие механические различия почв:
– глинистые: почвенная масса с большим трудом растирается на ладони, в сухом состоянии твёрдая, во влажном вязкая, пластичная, при скатывании образует тонкую длинную колбаску, которая при сгибании в кольцо не разрывается; след от ножа даёт узкую, металлическую и блестящую черту;
– суглинистые: почва растирается без труда, хорошо видны песчинки, в сухом виде довольно плотная, во влажном – пластична, но колбаска при сгибании в кольцо разваливается; бороздка от ножа получается матовая и широкая;
– супесчаные: почва растирается без труда, преобладают песчаные частицы, ссыхается в непрозрачные комки, по ходу движения ножа ощущается характерный хруст, края бороздки крошатся, в колбаски не скатывается;
– песчаные: почва состоит исключительно из песчинок, в сухом состоянии сыпуча, во влажном – текучая масса.
3. Характеристика почвенного профиля (на примере подзола)
| Горизонт | Подгоризонт | Внешний вид |
| А | L | Подстилка (1 – 5 см), рыхлая, пористая |
| F | Тёмно-коричневый слой, активные редуценты | |
| H | Чёрный гумусовый слой | |
| A | Тёмный серо-коричневый слой – слой выщелачивания | |
| B | Ea | Пепельно-серый слой – слой выщелачивания |
| Bh | Слой с большим содержанием гумуса, рыхлый | |
| Btr | Железистый слой, твёрдый, тёмного оранжево-коричневого цвета | |
| Bs | Слой плотного песка оранжевого цвета с большим содержанием железа и биогенных элементов | |
| C | Материнская порода. Глубина залегания горизонта С различна, обычно 80 – 120 см |
Основная масса корней растений и животные почвы сосредоточены на глубине залегания подгоризонтов А и Еа, или слоя выщелачивания.
4. Химические свойства почвы
От химических свойств часто зависит распределение почвенной фауны и характер растительности. При полевых исследованиях определяются:
· реакция почвы (лакмусовая или универсальная индикаторная бумажка зажимается комками свежевыкопанной почвы, подстилки, по изменению цвета определяется рН почвы);
· наличие карбонатов (определяется 5 или 10 %-ным раствором соляной кислоты, который капают на почву или подстилку. Следует отметить глубину, с которой почва начинает вскипать, и интенсивность реакции: бурное вскипание, вскипание, вспучивание);
· наличие сульфатов (сульфаты извлекаются из испытываемой почвы разведённой соляной кислотой, а на полученную вытяжку воздействуют несколькими каплями раствора хлорида бария. Наличие сульфатов подтверждается выпадением осадка белого цвета).
Каждый комочек почвы насыщен миллиардами клеток бактерий, пронизан гифами грибов, а в капиллярах и полостях обитает целый мир мелких одноклеточных и многоклеточных животных. Корни растений пронизывают весь почвенный слой, и глубина их проникновения определяет его мощность.
Разнообразие видов почвенных организмов и их суммарная масса намного превышают эти показатели для обитателей водной и наземной среды. Весь этот активный и многообразный мир почвенных организмов выполняет одну из важнейших экосистемных функций – поддержание биологического круговорота вещества.
Антропогенный пресс на почвы, в какой бы форме он ни выражался, будь то: нарушение почвенного профиля, вытаптывание, загрязнение ядохимикатами или избытком минеральных удобрений, прежде всего, отрицательно сказывается на разных формах жизни в почве, нарушает сложную структуру почвенных сообществ.
Состав и численность почвенных организмов служит индикатором состояния почв. Одна из наиболее доступных наблюдению и учётам групп почвенных организмов – беспозвоночные животные. Исследования почвы как среды обитания почвенных беспозвоночных животных широко проводились в нашей стране в прошедшие десятилетия под руководством академика М.С. Гилярова и продолжаются учениками его научной школы.
Животные играют большую роль в почвенных сообществах и в почвообразовательных процессах. Их подвижность и роющая деятельность обеспечивают перемешивание минеральных и органических компонентов, создают и поддерживают почвенную структуру.
Численность и образ жизни разных групп животных в почвах зависит от их размеров, так как почва является трёхфазной системой, в её капиллярах и скважинах всегда присутствует вода в виде капиллярной и плёночной влаги, и воздух, насыщенный водяными парами. Таким образом, очень мелкие почвенные животные могут населить почву как систему микроводоёмов. Это такие физиологически водные обитатели, как инфузории, амёбы и другие простейшие, многоклеточные коловратки, мелкие нематоды и другие, имеющие размеры до 100 – 200 микрон. Их относят к нанофауне почв. Животные, имеющие размер от 0,1 до 2 мм, населяют полости почвы. Среди них наиболее обильны мелкие почвенные членистоногие, включающие огромное разнообразие видов клещей, ногохвосток, мелких многоножек и др.