Existența algelor din sol, la prima vedere incompatibile cu principalele caracteristici ale acestor organisme, este, de fapt, la fel de comun ca habitatul lor în corpurile de apă.
Pe suprafața solului, diferitele creșteri - pelicule din piele sau fildeș (Figura 38) sau alge de mucus thallus albastru-verde - pot fi observate adesea cu ochiul liber. Deseori, există și o ecologizare generală a solului, cauzată de dezvoltarea masivă a formelor microscopice împrăștiate între particulele de sol.
Solul ca habitat este caracterizat de o serie de caracteristici ecologice. Este similar cu habitatele de apă și aer: în aer există aer, dar saturat cu vapori de apă, care asigură respirația cu aerul atmosferic fără pericolul de uscare. Ca mediu intermediar, solul este utilizat pe scară largă de către multe organisme în tranziția de la viața acvatică la cea terestră. Pământul este, de asemenea, caracterizat de constanta relativă a proprietăților sale. În același timp, mediul solului este extrem de eterogen în direcțiile orizontale și verticale. Conține simultan substanțe solide, lichide și gazoase, precum și o varietate de lucruri vii - bacterii, ciuperci, actinomycete, reprezentanți ai micro- și mezofaunei, care au ca rezultat formarea microzonei. În sol, fluctuațiile de temperatură sunt mult mai mari și mai clare decât în mediul acvatic, iar suprafața sa este caracterizată de umiditate instabilă și insolație puternică (lumina soarelui).
În consecință, pentru existența pe suprafața solului, algele trebuie să poată rezista la secetă, fluctuații de temperatură și lumină puternică.
Caracteristicile biologice ale algelor de sol. Algele viabile se găsesc la o adâncime de 2 m în soluri virgine și până la 2,7 m în arabil. Algele solului diferă în variabilitatea metodei de nutriție. La adâncimi mici, în limitele penetrării luminoase, acestea, ca și plantele superioare, sunt fototrofe tipice, utilizând intensitatea luminii pentru fotosinteză (0,04-0,1% din lumina totală). Prin urmare, cea mai mare parte din alge, de obicei găsite în topmost straturile de sol :. Când suficientă umiditate în stratul la 0 la 1, și chiar până la 0,2 cm adâncime Cu atât numărul cât și diversitatea algelor scade brusc. În solurile virgine care nu sunt supuse procesării, deja la o adâncime de 10-20 cm, cantitatea de alge este neglijabilă. Aparent, orizonturile mai profunde ale algelor sunt înregistrate de la suprafață prin spălare, precum și animale de sol și rădăcini de plante. Cu toate acestea, chiar și în întunericul total, pot rămâne în viață și, în unele cazuri, chiar se înmulțește. Dacă nu este posibilă fotosinteza, algele trec la alimente cu substanțe organice gata preparate. Adevărat, creșterea lor heterotrofică în întuneric este mult mai lentă decât creșterea autotrofică în lumină. Multe alge, în ciuda capacității de asimilare a substanțelor organice, au nevoie de lumină și rămân în sol doar într-o stare de odihnă. Prin urmare, un număr relativ mic de specii se găsesc în straturile de sol adânci, în principal, algele unicelulare verde și galben-verde. Au existat speculații cu privire la existența unor modalități specifice de nutriție autotrofică în întuneric, dar până acum nu au fost dovedite.
Diferitele adaptări ale algelor de sol la existența umidității solului scăzute și la menținerea viabilității la uscare sunt diferite. În sol, viața algelor este asociată cu filmele de apă pe suprafața particulelor de sol. În acest sens, algele solului sunt relativ mici în comparație cu formele de apă corespunzătoare ale aceleiași specii. Deoarece dimensiunea celulelor scade, capacitatea lor de reținere a apei și rezistența la secetă cresc.
Unele sol alge un dispozitiv important să se protejeze împotriva secetei este o producție abundentă de mucus - scarbosi colonii, care transportă cazuri și obvertok constând din polizaharide hidrofile, sunt capabile să absoarbă rapid și reține cantități mari de apă, care sunt de 8-15 ori mai mare decât greutatea uscată a algelor. În plus, membranele celulare ale majorității algelor de sol sunt, de asemenea, capabile să muri și să acumuleze apă. În acest fel, algele nu numai că stochează apă, încetinind uscarea, dar și absorb rapid atunci când sunt umezite.
Particularitatea algelor de sol este "efemeritatea" vegetației lor, adică abilitatea de a se deplasa rapid dintr-o stare de odihnă într-o viață activă și invers. Creșterea algelor pe sol, uscarea în perioade uscate, începe să crească în câteva ore după umezire.
Există multe exemple de viabilitate pe termen lung a algelor. De zeci de ani, depozitate în stare uscată timp de decenii, multe specii de alge au fost identificate. A fost posibilă revitalizarea specimenului de herbar din algele albastru-verde nostoc (comuna Nostoc) după 107 de ani de depozitare.
În mod similar, algele solului pot tolera diferite fluctuații ale temperaturii solului. În experimente, mulți dintre ei au rămas în viață la o temperatură foarte ridicată (până la +100 ° C) și foarte scăzută (până la -195 ° C). Rezistența la frig algelor este confirmată de distribuția lor largă în habitate cu o temperatură joasă constantă sau prelungită. Astfel, studiile au arătat că algele terestre reprezintă o parte importantă a vegetației Antarcticii. Aceste alge au aproape negru culoare, datorită căruia temperatura corpului lor este mai mare comparativ cu temperatura ambiantă.
În multe cazuri, algele care trăiesc pe suprafața solului, există dispozitive care să protejeze împotriva luminii excesive - acoperă mucoasa întunecată în jurul celulelor. Algele albastre-verzi sunt deosebit de rezistente împotriva iradierii ultraviolete.
Algele solului au rezistență la emisiile radioactive. Primele plante care au apărut pe teren, distruse de o explozie nucleară atunci când au fost testate în statul Nevada (SUA), au fost alge albastre-verzi.
Datorită adaptărilor de mai sus, algele solului pot exista chiar și în condiții de mediu extrem de nefavorabile. Aceasta explică răspândirea largă a solului și a algelor terestre și rapiditatea creșterii acestora, chiar și cu apariția pe termen scurt a factorilor necesari. Algele solului reprezintă un mare interes biologic general ca organisme de rezistență extraordinară și rezistență la condițiile extreme de existență.
Distribuția algelor în soluri. Cantitatea de alge din sol este foarte diferită, în funcție de condițiile de mediu, în special de regimul de apă și de sare al solului, de vegetația terestră și de solurile cultivate - de la tehnologia agricolă. Astfel, în solurile virgine, numerele algelor variază de la 0,5 la 300 mii celule pe gram de sol într-un strat de la 0 la 10 cm și la 8 milioane de celule pe gram într-un strat de la 0 la 2 cm în momente diferite ale anului. solurile arabile, există până la 1 Mill. celulele din 1 g de sol într-un strat de la 0 la 10 cm. Astfel, numărul de alge din sol poate fi comparat cu numărul de ciuperci de sol, protozoare și actinomicete.
Natura distribuției algelor variază în timpul tranziției de la o zonă de sol-plantă la alta. În zonele cu acoperire redusă a plantelor, algele ocupă o suprafață liberă a solului unde se extind rapid și intens în timpul perioadelor de umezire temporară și temperaturi favorabile. În deșertul arctic și în tundră, astfel de filme sunt formate din alge verde, galben-verde și albastru-verde. În grosimea solurilor tundre, algele (în principal verde unicelular) se dezvoltă numai în straturile superioare.
Sub vegetația erbacee închisă în soluri bine formate din zonele sod-podzolic și cernoziom, grupurile difuze de alge de sol se răspândesc în stratul rădăcină. În prezența spațiilor libere, multe dintre aceste specii ajung, de asemenea, la suprafață, formând filme temporare.
Asociațiile de luncă din zona sod-podzolic sunt limitate la cele mai complexe grupuri de alge, caracterizate printr-o mare varietate de specii și forme de viață. Biomasa lor atinge 300 kg / ha. În stepele de pajiști cu pășuni și iarbă groasă, dezvoltarea algelor este mai puțin intensă, aparent datorită uscăciunii straturilor superioare ale solului și acumulării unei cantități de țesături de stepă.
Sub vegetația forestieră în solurile pădurilor podzolice și gri, algele se dezvoltă în principal în stratul superior al solului, precum și în fals. Grupurile de alge ale solurilor forestiere sunt monotone în întreaga zonă. Acestea sunt dominate de alge verzi și galben-verzui, al căror număr ajunge la 30-85 mii de celule pe gram, iar biomasa nu depășește 20 kg / ha.
În solurile din sud cu ierburi rare (uscate, semi-deserturi si deserturi) au consolidat dezvoltarea filmelor de suprafață efemere algale care sunt formate predominant specii de albastru-verde. În unele cazuri, este filmul tabacita format de alge filamentoase (Microcoleus, Phormidium, Schizothrix), în altele - urduroși Thallus, frumos decorate (comuna Nostoc cu tipurile asociate), și acumulări, uneori, se fac simțite cum ar fi de diferite specii.
Atunci când solul este cultivat, grupările algelor variază foarte mult și devin mai omogene. Pe solurile arabile, se observă deseori o intensificare a suprafeței, așa-numita "înflorire", cauzată de dezvoltarea masivă a algelor microscopice (până la 20 milioane de celule pe cm2). Apare atunci când există o combinație de condiții favorabile (umiditatea căldurii și a solului) cu disponibilitatea unor alimente disponibile imediat. Semnul popular spune că "înflorirea" solului promite o recoltă bogată.
Creșterea algelor în solurile arabile este stimulată în mod special prin introducerea îngrășămintelor minerale și a varului, precum și prin îmbunătățirea regimului apei.
Rolul algei solului în formarea solului și biogeocenoză. Algele solului au un efect diferit asupra vieții biogeocenozelor: pe sol, care locuiesc în organismele sale și direct la plantele superioare.
În primele etape de formare a solului, algele participă la procesul de stingere a rocilor și la crearea humusului primar pe substraturi pur minerale. Datorită materiei organice create de alge, se dezvoltă organisme heterotrofe inferioare. Acesta este rolul algelor în formarea solurilor primitive lipsite de vegetație. De exemplu, în solurile deșertice ale takyr, algele servesc ca sursă principală de materie organică, formând până la 500 și chiar până la 1400 kg de masă uscată la hectar. Diverse soluri, distruse de activitățile umane, de exemplu haldele industriale, sunt, de asemenea, în principal îngroșate cu alge.
În solurile formate acoperite cu vegetație, rolul algei este și mai diversificat. Principalele procese realizate de algele din sol sunt acumularea de materie organică, fixarea azotului atmosferic, fixarea îngrășămintelor minerale și efectul asupra proprietăților fizice ale solului.
Acumularea de materie organică de către alge este deosebit de vizibilă în cazul creșterii în masă a suprafeței solului. Biomasa de alge (exprimată în greutate umedă) atinge 600 kg / ha în stratul de la 0 la 10 cm și 1,5 t / ha în supratensiunile de suprafață. Cu toate acestea, această biomasă este actualizată în mod repetat în timpul sezonului de creștere. Astfel, în sol-sod podzolite, păstrat într-o stare de abur pur (fără plante), iar în lunci solul vălurit la variația conținutului de umiditate a solului de produse din alge, în ultima lună de trei ori mai mare decât biomasa maximă, adică. E. Masa algelor actualizate cel puțin trei ori în ultima lună . În consecință, cantitatea totală de materie organică formată de alge este mult mai mare decât cifrele obținute la înregistrare. Sa dovedit că rapida - în câteva ore - dublarea cantității de alge are loc cu o creștere a umidității solului.
Algele participă direct sau indirect la îmbogățirea solului cu azot. Multe alge albastre-verzi sunt fixative ale azotului atmosferic. În solurile URSS s-au găsit 95 de soluri de alge, pentru care sa demonstrat experimental o fixare a azotului. În solurile virgine din zona temperată, acumularea de azot prin alge atinge 17-24 kg / ha, iar în câmpurile irigate din zona tropicală - până la 90 kg / ha. Prin metoda atomilor marcați se dovedește că azotul fixat de alge poate fi asimilat de alte alge, ciuperci și plante superioare.
În plus, algele stimulează activitatea unor bacterii de fixare a azotului, în special azotobacter și bacterii de noduli.
Substanța organică a algelor are o mare influență atât asupra microflorei și faunei solului, cât și asupra proprietăților fizico-chimice ale solului. S-au alimentat secrețiile in vivo ale algelor, precum și celulele lor moarte sau slabite, multe bacterii și ciuperci. Îmbrăcămintea de muc și ambalajele de alge sunt populate abundent cu diverse bacterii, uneori cu ciuperci și chiar cu alge de alte specii. Astfel, celulele sau talli de alge din sol sunt centrele mai mult sau mai puțin stabile de microbiene - ecosisteme elementare.
O parte considerabilă a substanțelor organice diferite alge devin produse alimentare animale din sol: protozoare, acarieni, nematode, znhitreid, miriapod, viermi, larve de unele insecte. Deci, un enchitreidum a mâncat până la 320 de mii de celule chlorella sau 100 de mii de celule ale nării pe zi. Se pare că animalele din sol sunt unul dintre factorii importanți care determină dinamica numărului de alge.
Efectul asupra algelor proprietăților solului se manifestă în primul rând în faptul că, în timpul creșterii absorbției biologice de alge se produce săruri minerale ușor solubile, care sunt eliberate treptat și absorbite de rădăcinile plantelor. Filmele de suprafață ale algelor pot avea o valoare anti-eroziune și pot afecta regimul apei din sol. Algele filamentoase tiesc mecanic particulele de sol, le fixează și le adăpostesc cu mucus abundent (Figura 40). Aceste scări vorbesc despre amploarea acestui proces. In solurile nisipoase excrescențe pe suprafața lungimea totală de filamente de alge (Hormidium, Schizothrix, Phormidium) a fost de câteva zeci de metri până la 1 cm „(22-65 m / cm2), cu o grosime de 2-7 microni.
În sol, se produc anumite interacțiuni între alge și rădăcini de plante. Adesea, în zona radicală, se constată o cantitate crescută de alge, folosind, aparent, secreții de rădăcină. Pe de altă parte, sunt cunoscute faptele efectului stimulativ al algelor asupra creșterii rădăcinilor.
Ca și algele altor grupuri ecologice, algele de sol eliberează în mediul înconjurător o mulțime de substanțe biologic active. Cu toate acestea, această problemă nu a fost studiată până acum.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: