Техническая биология почв

В настоящее время в условиях все возрастающей индустриализации ландшафта биология и экология почв приобретают все большее значение в связи с проблемой охраны окружающей среды. Возникла такая отрасль, как техническая биология почв, возможности развития которой еще недавно многими оспаривались. При выращивании культурных растений в почвах всегда ощущается недостаток в тех или иных веществах. Устранить его можно не только в результате общих агротехнических мероприятий, но и путем проведения специальных почвенно-биологических работ. Широкое поле деятельности открывается и для почвенной биологии в развивающихся странах, особенно там, где отмечаются высокие темпы роста населения.
Мы еще не изучили возможные последствия все возрастающих площадей заброшенных земель. Такие пустыри довольно часто можно встретить на окраинах густонаселенных индустриальных районов. До сих пор не получил объяснения факт пополнения состава почвенных организмов в результате огораживания полей, характерного для Финляндии. В последние десятилетия задачи охраны окружающей среды решаются и на полях, где проводятся исследования по защите растений и использованию отходов. Здесь при известных обстоятельствах разумное вмешательство в единую биологическую систему «биология почвы-плодородие почвы» может принести определенный успех. Так как мелкие животные-индикаторы химических процессов, происходящих в почве, то с их помощью можно классифицировать почвы. Вообще же, чтобы создать научно обоснованную классификацию почв, необходимы совместные усилия различных специалистов-сельскохозяйственных энтомологов и микробиологов, почвоведов-химиков и биологов, фитопатологов и лесоводов.
Разрушительное вмешательство человека во все большей степени ведет к прогрессирующим потерям, которые распространяются и на естественные ландшафты. Поэтому биологические исследования, в том числе и почвенно-биологические, призваны решить глобальную задачу через природоохранные мероприятия подойти к проблеме конструирования ландшафта. Уже сейчас, например, в индустриальных районах укрепляют рыхлые отвалы пустой породы или шлаков, озеленяя их (высаживая быстрорастущие и легко укореняющиеся породы деревьев). Лесопосадки проводят здесь не ради получения древесины, а чтобы победить извечного врага-пыль. В этих случаях почвенно-биологические исследования могут быть не только полезны, но и необходимы, так как, прежде чем сажать деревья, приходится проводить ряд агротехнических мероприятий. В результате вместо унылой картины мертвых отвалов можно создать вокруг шахт и заводов живительную зеленую зону. А в ряде мест рекультивированные земли удается даже использовать в качестве сельскохозяйственных угодий.
До сих пор мы рассматривали преимущественно направления прикладных экологических исследований, которые призваны решать проблемы улучшения биологических процессов в почве и использования сообществ животных и растительных организмов для повышения ее плодородия. Эти исследования базируются на экспериментально-экологических работах. Как осуществляются взаимосвязи между различными обитателями почвы или в целом сообществе животных и растений? Как воздействует жизнь в почве на растительность в том или ином месте? Как влияет неживая среда (абиотические факторы), то есть какова зависимость жизни от содержания в почве воды и кислорода, от плотности почвы (характера ее структуры), температуры и других факторов? В решении всех этих вопросов задачи биологии почв-учения о животных и растительных сообществах в почвенных слоях-тесно переплетаются с общими проблемами исследования соответствующего биоценоза в целом.
Условия жизни в почве совершенно особые. Здесь постоянно меняются как количественные соотношения, так и состав воды и воздуха. Слои земли, населенные живыми существами, благодаря зернистой структуре содержат многочисленные пустоты (поры). В этих порах, заполненных частично водой, частично воздухом, и живут подземные обитатели. Крупные поры служат для дыхания почвы, средние, представляющие собой трубочки толщиной с волосок, проводят воду, наконец, в мельчайших порах она сохраняется дольше всего и служит запасом на сухое время. Особенности структуры и увлажнения почвы определяют ее микроклимат, так что говорят о «теплых» и «холодных» почвах. Комковатая структура почвы с множеством воздушных пор определяет и высокую плотность почвенных организмов, она благоприятна для образования «теплых» почв, в то время как весьма увлажненные почвы в значительно меньшей мере могут сохранять тепло и потому «холодны». В самом нижнем обитаемом слое почвы царит вечная тьма. В связи с этим у многих почвенных обитателей наблюдается редукция светочувствительных органов. В более глубоких слоях почвы отсутствуют зеленые растения, то есть выпадает один из основных источников пищи почвенных животных.
Особые условия жизни в почве не только налагают отпечаток на строение тела обитающих в ней животных, но и обусловливают специфику их поведения. В качестве примера рассмотрим личинок различных двукрылых. Кроме веретеновидных или червеобразных личинок, к передвижению в подстилке приспособлены также уплощенные формы. У многих почвенных животных обнаружена, кроме того, способность сворачиваться в плотный шаровидный комочек, что рассматривают как защитное приспособление против хищников. Свертываться умеют панцирные клещи, мокрицы и многоножки-броненосцы (Glomeris). Живущие в почве организмы можно распределить в соответствии с их образом жизни на следующие группы:
1. Включенные в почву - бактерии и грибы.
2. «Плавающие» в почвенных порах-жгутиковые, инфузории и мелкие нематоды.
3. Ползающие-корненожки, коловратки, энхитреиды, некоторые дождевые черви, многоножки, мокрицы, клещи, ногохвостки и многие личинки насекомых.

 4. Роющие-большинство много щетинковых и дождевых червей, многие насекомые и их личинки, а также временные обитатели почвы, такие, как крот и некоторые мышевидные млекопитающие.
Весьма часто облик наземных биоценозов определяется минимальным количеством влаги. Так как почва нередко высыхает, то некоторые ее обитатели, такие, как почвенные амебы, жгутиковые, инфузории, коловратки и тихоходки, способны образовывать цисты-капсулы с плотными оболочками, сохраняющиеся длительное время в неблагоприятных условиях. Другие же организмы, как некоторые нематоды, могут переживать засуху в состоянии оцепенения.
Смена условий среды в почве вынуждает животных перемещаться из одного горизонта в другой-так возникают сезонные миграции. У дождевых червей, например, вертикальные миграции достигают иногда трех метров.