Дождевые черви: возвращение создателя плодородия в поле

Рассуждая о рациональном землепользовании, нужно чётко знать происходящие в почве процессы в результате любой хозяйственной деятельности, вести мониторинг изменений, чтобы своевременно предотвращать необратимые процессы и запускать восстановление почв. О плодородии почвы опытные земледельцы судили по количеству живущих в ней дождевых червей и старались беречь их при обработке, зная, что от работы этого «пахаря» зависит урожай и его качество. Бум химизации уже достиг своего предела, и люди стали обращать внимание на обитателей почвы, вспоминая их роль в почвообразовании, рыхлении и лечении земли, что должно избавить нас от нарастающих проблем.

Наряду с различными методами исследования почв, важную роль играет биологическая диагностика (зооиндикация). Она позволяет определить направление будущих изменений, протекающих в почве на ранних стадиях деградации при длительном интенсивном использовании. Биологическая диагностика помогает определить степень влияния экстремальных условий на почву и сформировать перечень мероприятий до того, как ее деградация достигнет критической стадии.

Если в естественных экосистемах надежным информационным показателем состояния почв служат естественные фитоценозы, то в условиях пашни, где естественный травостой заменен агроценозом, использовать фитоценозы в качестве объекта диагностики почв невозможно.

Сейчас активно применяют зоологический мониторинг основных свойств почв, используя в качестве биоиндикаторов почвенных беспозвоночных, жизненный цикл которых связан с состоянием верхних слоев почв. К одним из таковых относят дождевых (земляных) червей люмбрицид (Lumbricidae) — важную часть почвенной биоты. Для их обитания определяющее значение имеет наличие растительных остатков, содержание гумуса, механический состав, влажность, кислотность и плотность почвы. Как типичные сапрофаги, дождевые черви мало зависят от видового состава растительности, но на их устоявшийся комплекс существенно влияет изменение климатических факторов, агрегатный и физико-химический состав почв.

Земляные черви являются основной группой почвенных сапрофагов биоценозов, стимулирующих деятельность микроорганизмов и первичное разложение органических остатков, их минерализацию и гумификацию, обеспечивая аэрацию глубоких слоев почвы. Их деятельность особенно важна в агроценозах, где каждый год в почвах отмечается дефицит поступления органического вещества и постоянное уплотнение. С их помощью сохраняется структурное состояние почвы, необходимое для стабильно высокой продуктивности культур. Никто другой на земле не может справиться с подобными функциями. В плодородной почве обязательно встречаются эти труженики, о существовании которых мы узнаем после обильных дождей.

Видовой и количественный состав дождевых червей зависит не только от режима увлажнения и степени разложения растительных остатков, но и от структуры почвообразующих пород. В последние 50 лет на численность и видовой состав дождевых червей сильно влияют антропогенные факторы: вспашка, внесение агрохимикатов, удаление растительных остатков, выжигание сухой растительности.

Изменения свойств пахотных почв проявляются через деградацию структурно-агрегатного состояния. Сокращается поступление свежих растительных остатков, что снижает содержание гумуса, плодородия и водопроницаемости. Низкая культура земледелия с ежегодной вспашкой привела к изменению составляющих водного баланса, разрушению макроагрегатов, ухудшило условия среды обитания почвенной биоты.

Оставленные на пашне культурные растения (многолетние травы, сидераты и др.) запускают процессы самовосстановления почв, следующим этапом которого является восстановление естественной растительности, что впоследствии обеспечивает необходимый состав и численность почвенных беспозвоночных.

Дождевые черви различаются не только по родам и видам, но и по месту обитания в почве. Фауна дождевых червей Беларуси схожа со странами Прибалтики, что объясняется близостью географического расположения. У нас, как и во всем мире, присутствует большинство широко распространенных видов (космополитов), что обусловлено отсутствием на территории республики значительных климатических колебаний. Наибольшее видовое разнообразие и численность дождевых червей наблюдается в наших смешанных и широколиственных лесах, в луговых биогеоценозах и на окультуренных почвах. Там они играют первостепенную роль в разложении растительного опада, поддерживая плодородие почвы.

Большинство исследовательских работ по дождевым червям Беларуси выполнено 20-30 лет назад, что свидетельствует о необходимости инвентаризационных исследований на современном уровне. В Беларуси известно 13 видов дождевых червей семейства Lumbricidae, которое представлено 7 родами. Наибольшее число видов относится к родам Aporrectodea (3) и Lumbricus (3). Они являются космополитными, за исключением азиатского вида Eisenia nordenskioldi.

В 2015 году в ходе полевых исследований выявлены еще 2 вида дождевых червей на территории Беларуси:

• Octolasiоn cyaneum (Savigny, 1826), относящийся к гумификаторам (рис. 1). Длина тела — 65-140 мм, ширина 6-8 мм. Часто встречается в Западной Европе, но в Беларуси редкий вид. Выявлено лишь 3 экземпляра в пойменных биогеоценозах на р. Птичь Минского района;

• Aporrectodea ictericus (Savigny, 1826). Длина тела — 80-105 мм. Редкий вид. Обнаружено 2 экземпляра в теплице Центрального ботанического сада НАН Беларуси, что указывает на вероятность его завоза с оранжерейными растениями (рис. 2). Средний вес половозрелых особей — 0,9-1,1 г. Принадлежит к категории собственно почвенных видов, найден в кислых почвах с малым содержанием гумуса.

Таким образом, видовой состав дождевых червей в Беларуси представлен 15 видами. В свою очередь, фауна дождевых червей России, Украины, Польши характеризуется более богатым видовым составом в связи с разнообразным ландшафтом и климатическими условиями.

Большинство земляных червей Беларуси относится к подстилочным и почвенно-подстилочным, которые встречаются под луговой растительностью. С ухудшением дренажа численность собственно почвенных червей снижается. Начинают преобладать формы, питающиеся на поверхности, но из их числа выпадают норники, которые плохо переносят полупроточное переувлажнение.

Все дождевые черви делятся на три экотипа: epigeic, endogeic и anecic.

Дождевые черви epigeic имеют небольшие размеры и темный красноватый оттенок (рис. 3). Представитель — популярный компостный дождевой червь (коммерческое название — «калифорнийский»). Встречаются в верхних слоях почвы и рытьём нор не занимаются, принимают участие в разложении органических остатков, являются пищей для птиц. С недавнего времени их стали называть технологическими дождевыми червями и использовать для переработки органических отходов в биогумус (вермикультивирование). Установлено, что внесение в почву 6 т/га биогумуса по влиянию на урожайность культур равноценно 60 т/га торфонавозного компоста.

Наиболее распространены на полях более крупные бесцветные дождевые черви endogeic. Они менее подвижны, чем красные черви, роют и обитают в разветвленных горизонтальных норах. Эта группа дождевых червей имеет слегка серый или зеленоватый оттенок (рис. 4), создает почвенные агрегаты и обеспечивает растения питательными веществами.

Представители дождевых червей экотипа anecic напоминают по размеру карандаш, так как имеют на головном конце тёмную окраску и бледный хвост (рис. 5). Они самые крупные и населяют почвы лугов, где создают длинные вертикальные норы, которые положительно влияют на аэрацию, проникновение воды и развитие корней. Питаются anecic ферментированной органикой и, если их перенести в другое место обитания — прекращают размножаться и расти.

Корневые системы растений размещаются в живой почве — естественной среде обитания земляных червей (дрилосфере). Доказано, что прилегающая к оставленному червем ходу почва заселяется микроорганизмами на толщину около 2 мм, а внутренняя поверхность ходов на всей глубине питания земляных червей может составлять 5×1 м² поверхности почвы.

Продуктом жизнедеятельности люмбрицид является копролит — прошедшая через пищевой тракт дождевых червей почва и растительные остатки. На выходе они превращаются в сферические агрегаты, что впоследствии изменяет свойства исходных почв. В копролитах червей естественной популяции содержится 11-15% гумуса на сухое вещество, который считают иммунной системой почвы.

В процессе переваривания растительных остатков черви формируют гумусовые вещества (гуминовые кислоты), которые отличаются по химическому составу от гумуса, образующегося в почве при участии микрофлоры. Эти гуминовые кислоты вступают в комплексные соединения с минеральными компонентами почвы, образуя стабильные агрегаты. Так создаётся рыхлая плодородная почва, насыщенная воздухом, влагой и доступными для растений питательными веществами. Своим присутствием черви обезвреживают почву от патогенной микрофлоры и ядовитых веществ. Каждый осведомленный земледелец должен проявлять заботу о дождевых червях зная, что они не обитают в почве, содержащей микропластик.

Расчёты показывают, что в незагубленной химизацией и вспашкой почве может содержаться от 1 до 200 млн особей дождевых червей общей массой 2-10 т/га. Если каждый из них за сутки пропустит через себя количество почвы, равное его среднему весу 0,5 г, то 100 червей за сезон пропустят 100 тонн почвы с гектара!

В экскрементах дождевых червей содержатся важные для растений элементы питания. Так, в почве с обитающими червями обнаруживается в 5 раз больше азота, в 7 раз больше фосфора и в 11 раз больше углекислого калия по сравнению с почвой без дождевых червей. Наряду с другими почвенными организмами, они ощутимо влияют на протекающие в почве процессы нитрификации, повышая урожайность картофеля, ржи, пшеницы и гороха и многих других культур.

В плодородных почвах долины Нила дождевые черви своей жизнедеятельностью привносят до 115 т удобрений на акр земли. Пропуская почву через свой кишечник, они уничтожают отдельных вредных для растений бактерий и снижают численность проволочников (Пауэлл, 1953).

Использование полезной деятельности дождевых червей предполагает, прежде всего, разработку агротехнических и лесоводческих мероприятий, направленных на сохранение и увеличение их численности.

Для жизни земляным червям требуется энергия. Они получают ее за счет дыхания тонкой кожей, которая должна постоянно увлажняться и покрываться обильной слизью. На них губительно действует ультрафиолетовое (солнечное) излучение, поэтому черви редко выползают на поверхность, чаще по ночам. Черви могут перемещаться во время дневного дождя на достаточно большие расстояния как по горизонтальной поверхности, так и по вертикальным препятствиям со скоростью до 1 м в минуту. Скорость естественного расселения дождевых червей — 1 м в год.

Резкие изменения температуры и влажности почвы приводят к массовой гибели этих ценных обитателей. Однако жизнь показывает, что основным врагом полезных почвенных беспозвоночных является безграмотный в почвоведении человек, начавший технологическое уничтожение своих безмолвных помощников в земледелии. Первый удар нанес многократной глубокой вспашкой с оборотом пласта, лишил естественной пищи в виде растительных остатков, уничтожил агрохимикатами, придавил тяжелой техникой, сформировав почву со слабыми признаками жизни. А сейчас мы пытаемся спасать культуры с ослабленным иммунитетом от болезней с помощью химии, не понимая, что убираем лишь симптомы, но не устраняем причины.

Пора делать выводы. Остановка деградации почв и восстановление их естественного иммунитета должны строиться на создании условий для возвращения в верхний слой почвы ее обитателей, используя постепенный переход на экологические технологии: отказ от глубокой вспашки, накопление пожнивно-корневых остатков, снижение агрессивной химической нагрузки в сельском хозяйстве.

Подготовлено по материалам, опубликованным в журнале «Наше сельское хозяйство» (2020 г., № 15).