Экологические группы дождевых червей: роль в почвообразовании и повышении плодородия

Дождевые черви (Lumbricidae) представляют собой практически космополитическую группу наземных беспозвоночных, обитающих в почвах всех континентов, включая прибрежные районы Антарктиды. Их деятельность является фундаментальной для поддержания почвенного плодородия и функционирования наземных экосистем. Для удовлетворения значительных энергетических потребностей эти организмы ежедневно потребляют массу почвы, в 10–30 раз превышающую их собственный вес. Поскольку дождевые черви не обладают полным набором эндогенных ферментов для разложения растительных тканей, они зависят от предварительной микробиологической обработки органики почвенной биотой. Переработанный материал выделяется в виде экскрементов (копролитов), которые у таких видов, как Lumbricus terrestris, откладываются на поверхности, что приводит к постоянному перемешиванию почвенных горизонтов — процессу, известному как биотурбация.

Рис. XIII.I: Пространственное распределение трех экологических групп дождевых червей. 1 = эпигейный вид, 2 = анецический вид, 3 = эндогейный вид и 4 = отложения (копролиты) на поверхности почвы.

В основе экологического влияния дождевых червей лежит их разделение на три функциональные группы, определяемые местом обитания в почвенном профиле и характером питания (рис. XIII.I). Эти группы — эпигейные, анецические и эндогейные — различаются по своим предпочтениям в среде обитания, рациону и, как следствие, по воздействию на структуру почвы и круговорот питательных веществ. Каждая группа выполняет уникальную и взаимодополняющую роль в процессах почвообразования, что в совокупности формирует сложную почвенную экосистему. Данная классификация является ключевой для понимания их роли в агроценозах и естественных биогеоценозах.

Эпигейные дождевые черви специализируются на разложении поверхностной подстилки. Эти виды обитают преимущественно в листовом опаде, перегное, компосте и в самых верхних сантиметрах почвы (рис. XIII.II). Для них характерны небольшие размеры (1–5 см), темная пигментация и отсутствие постоянных нор. Эпигеи играют критически важную роль в первичном разложении грубого органического вещества, запуская процессы гумификации. Их жизненная стратегия характеризуется коротким жизненным циклом, быстрым созреванием (около 45 дней) и высокой плодовитостью (до 100 коконов в год). К распространенным представителям относятся Dendrobaena octaedra, Lumbricus castaneus и широко используемый в вермикультуре вид Eisenia fetida.

Рис. XIII.II: На фотографии слева изображен эпигейный вид Allolobophoridella eiseni, обитающий в листовой подстилке и слое мульчи. Справа изображен Aporrectodea giardi — представитель анецической группы. Фотографии предоставлены: слева (MBo), справа (автор).

Анецические дождевые черви выступают в роли глубинных инженеров экосистем. Они обитают в постоянных вертикальных норах, которые могут достигать глубины 5–6 метров и открываться на поверхность. Это, как правило, самые крупные виды (10–110 см) с окраской от красной до темно-серой. Анецики выходят ночью на поверхность, чтобы затащить в норы органический мусор, который затем поедают в смеси с почвой. Их деятельность приводит к образованию характерных выбросов на поверхности — кучек помета, объем которых может достигать 30 тонн на гектар в год. Эта группа обеспечивает интенсивное перемещение органического вещества с поверхности в глубинные горизонты. Типичные представители: Aporrectodea giardi, Lumbricus terrestris (обыкновенный выползок) и Lumbricus rubellus.

Эндогейные дождевые черви представляют собой подземных геофагов. Они постоянно обитают и питаются в минеральных горизонтах почвы, практически не появляясь на поверхности (рис. XIII.III). Их рацион состоит из уже гумифицированного органического вещества, содержащегося в почвенной массе. Для эндогейных видов характерны средние размеры (1–20 см), слабая пигментация (розовые, серые тона) и создание обширных сетей временных горизонтальных ходов. Засыпая эти ходы своими копролитами (до 190 тонн/га/год), они формируют устойчивую зернистую структуру почвы. Их деятельность улучшает аэрацию, инфильтрацию воды и распределение питательных веществ в пахотном и подпахотном слоях. К этой группе относятся Allolobophora icterica, Octolasium cyaneum и Aporrectodea caliginosa.

Рис. XIII.III: Морфологическое разнообразие эндогейных дождевых червей (слева направо): Aporrectodea icterica, Octolasium cyaneum, Allolobophora chlorotica. Несмотря на принадлежность к одной экологической группе, виды различаются по пигментации, размеру, форме и положению клителлюма.

Совместная деятельность всех трех экологических групп дождевых червей создает синергетический эффект, значительно улучшающий физико-химические свойства почвы. Процессы биотурбации, затаскивания органики, образования копролитов и рыхления являются неотъемлемыми компонентами формирования устойчивого плодородия. Их работа способствует усилению микробиологической активности, повышению влагоемкости, улучшению аэрации и ускорению циклов основных биогенных элементов — углерода, азота и фосфора. Таким образом, дождевые черви выступают как ключевые почвообразователи, чье наличие и биоразнообразие служат надежным индикатором здоровья и продуктивности почвенных экосистем по всему миру.

Сведения об авторах и источниках:

Авторы: Rebekka Artz, The Macaulay Land Use Research Institute, UK Dimos Anastasiou, Bio4met, Greece Dominique Arrouays, L’Institut National de la Recherche Agronomique, France Ana Catarina Bastos, Cranfield University, UK Anna Bendetti, Istituto Sperimentale per la Nutrizione delle Piante.

Источник: European Atlas of Soil Biodiversity.

Данные публикации будут полезны студентам и аспирантам биологических и экологических специальностей, почвоведам, экологам-практикам, а также всем, кто интересуется основами почвенного биоразнообразия и функционирования наземных экосистем.