Role hmyzu ve zdraví půdy…. Na památku Yu A. Zakhvatkina

Místo této publikace měla být zpráva o přínosu kořenových exsudátů pro zdraví půdy. ale 16. prosince přišla smutná zpráva – náš učitel entomologie, profesor Timiryazevovy akademie, doktor biologických věd Jurij Alekseevič Zachvatkin (1941-2022) zemřel a na jeho památku jsem se rozhodl napsat příspěvek o zdraví půdy a jejich roli při tvorbě půdy.

Je dobře známo, že půda je stanovištěm nebo povrchem pohybu mnoha moderních druhů hmyzu. Celý komplex organismů nacházející se v půdě se nazývá edafon a půdní faktory se nazývají edafické (z řeckého slova edaphos – půda).

Hmyz spojený s půdou lze rozdělit do skupin:

— geobionti, stálí obyvatelé půdy — primární bezkřídlí, krtonožci, kořenové mšice.

– geofilové, žijící v půdě pouze v jedné ze svých fází – druhy střevlíků, potemníků, lamelárů, listonožců, řada tesaříků, nosatců, mravenců, jeřábů, koníků, včel atd.

– geoxeny, které dočasně navštěvují půdu, například za účelem zimování.

ANATOMICKÉ A MORFOLOGICKÉ ÚPRAVY PRO ŽIVOT V PŮDĚ

Půda je specifické prostředí a je zřejmé, že hmyz se musí přizpůsobit:

– silný vývoj kutikulární vrstvy kůže, který dodává pokožce sílu potřebnou k pohybu v hustém prostředí a ke zvýšení odolnosti vůči vnějšímu tlaku. Mnoho půdního hmyzu má zvláštní sklerotizaci a sílu v určitých oblastech svého těla, kterou používá k tlačení na stěny půdních průchodů, které vytváří. Například hlavové pouzdro, jehož pevnost je často zvýšena vymizením stehů (larvy chroustů). Koncové části čelistí a nohou zapojené do kopání, štětiny na prvním hrudním segmentu atd. často podléhají silné sklerotizaci.

– vodopropustné krytiny. Mají vyvinuté nebo někdy sekundárně ztracené adaptace spojené se snížením odpařování povrchem těla není potřeba, protože; mezi částicemi půdy, kde žijí, je vzduch nasycený vlhkostí. To také určuje nepřítomnost uzamykacího aparátu tracheálního systému v blízkosti spirál u mnoha půdního hmyzu. Je-li přítomen uzamykací aparát (u larev skarabeusů, dlouhonohých), jsou v dýchacím ústrojí malé otvory, které jimi umožňují pronikání par a plynů. Půdní hmyz má díky vysoké propustnosti vody kůží vysoce vyvinuté vylučovací orgány.

– morfologické adaptace na život v půdě. Velký hmyz, který často používá půdní vrty, má protáhlý tvar těla, patří sem larvy much, drátovci a falešní drátovci. Mnoho hmyzu, který využívá prostory mezi částicemi půdy k pohybu, vytváří falešné klouby, což jejich tělu dodává větší flexibilitu. U některých silně sklerotizovaných larev půdního hmyzu, které mají vysoce protáhlý tvar těla, se zvýšené pružnosti dosahuje také překrýváním jednoho segmentu těla přes druhý, spojenými pružnými oblastmi kůže. Adaptace na pohyb v trhlinách a dutinách v půdě se často projevuje zploštěním těla dorzálně.

ventrální směr. Pohyblivost v omezeném, stlačeném prostoru se někdy zvyšuje také prodloužením končetin, u brouků zvednutím pronotum.

-Dospělý hmyz, který nežije trvale v půdě, ale často se do ní nebo do hnoje zavrtává (májoví, bronzoví, hnojní), nebo si hloubí díry v zemi (hnojáci). přední nohy jsou kopacího typu, s rozšířenými pilovitými holenními kostmi. Často se u hrabajícího hmyzu přední okraj hlavy zplošťuje, rozšiřuje a stává se vroubkovaným, jako u mnoha hnojníků. V takovém hmyzu, kopání zahrnuje nejen

nejen nohy, ale i hlava (Scarabaeus, Heliocopris).

— Většina půdního hmyzu se vyznačuje přítomnost štětin, trnů, tuberkulóz a výrůstků na povrchu určitých oblastí těla, což jim umožňuje zůstat v pohybu. Půdní larvy mnoha brouků mají zvláštní vývoj na devátém sternitu břicha

zvláště výrazný je výrůstek, nazývaný posunovač nebo podpora

časté u potemníků a střevlíků. Stejný hmyz má tento segment břicha

vyvinuty jsou velmi charakteristické párové, často vzhůru zakřivené, silně sklerotizované

koupané, zub nesoucí koncové struktury zvané urogomfi, které

Plní nejen podpůrné funkce, ale slouží i k odhrnování půdních částic

když se larvy pohybují.

– Velmi časté u larev půdních brouků (nosatec, lamelárky) Zakřivený tvar těla ve tvaru C přizpůsobené zvláštnostem jejich pohybu. Břišní segment larev se ohýbá a opírá se o stěnu průchodu vytvořeného v půdě a tergity hrudníku se opírají o stěnu opačné strany, přičemž štíty a štětiny umístěné na příslušných místech pomáhají zajistit polohu. Hmyz, který k pohybu využívá trhliny, dutiny a kanály v půdě, které jsou tlustší než jeho tělo, kampodeoidní tvar.

ÚLOHA HMYZU PŘI TVORBĚ PŮDY

Úloha hmyzu při tvorbě půdy a v důsledku toho udržování zdraví půdy se projevuje různými způsoby:

– rozkladem rostlinných zbytků, včetně organické hmoty v půdě. Rozklad rostlinných zbytků provádí hmyz – saprofágy, kteří se těmito zbytky živí a zapojují je tak do oběhu látek. Zvláště patrná je role saprofágního hmyzu při rozkladu povrchového rostlinného opadu a rostlinného opadu. Z hmyzu zpracovávajícího rostlinné zbytky mají velký význam podur z primárního bezkřídlého hmyzu a larvy much a brouků z okřídleného hmyzu využívající rostlinné zbytky jako potravu, saprofágní hmyz přispívá k jejich rozkladu svými enzymy, které jsou schopny rozkládat i tak stabilní sloučeniny, jako je celulóza. Při krmení se zbytky rostlin drtí nebo pojídají průchody, což vede ke zvýšenému plísňovému a bakteriálnímu rozkladu. V tomto případě převládají procesy aerobního rozkladu, které zajišťují úplnější mineralizaci organických zbytků a podporují rychlejší obohacení půdy živnými solemi nezbytnými pro rostliny.

– vytvářením průchodů v půdě a polykáním částic půdy a jejich průchodem střevy. Pohybem v půdě hmyz ovlivňuje její provzdušňování a strukturu.

–míchání půdy, odnášející jeho částice z hlubších vrstev do horních horizontů a naopak přinášení jeho částic do hlubin.

– vytvoření zrnité, voděodolné půdní struktury. Krmení saprofágního hmyzu, zejména při průchodu půdních částic střevy, vede k tvorbě koprolitů – exkrementů ve formě organo-minerálních hrudek obohacených humusem a minerálními solemi. Zdá se, že granulovaná struktura mnoha úrodných půd je z velké části výsledkem činnosti hmyzu, přičemž samotné granulované částice jsou exkrementy.

PŮDNÍ FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ HMYZ

Granulometrické složení a stav agregace

Mechanické složení, struktura a hustota zeminy ovlivňuje její základní fyzikální vlastnosti – teplotu, vlhkost, propustnost vzduchu. Mechanické složení půdy přitom může mít přímý vliv i na selektivitu jednotlivých druhů hmyzu. Larvy májových brouků (májovky mramorované, chrousti) se tak silněji osídlují a škodí na lehkých písčitých půdách, kdežto révokaz na nich prakticky nemůže existovat, protože jeho larvy prvního věku (tuláci) se v lehkých bezstrukturních půdách nemohou pohybovat. Zhutněný úhor a panenskou půdu preferují brouci, červnové a marocké saranče, zatímco kypré půdy vytvářejí nejlepší podmínky pro aktivitu dravých střevlíků a dalšího užitečného hmyzu.

Teplota půdy

Denní a sezónní vertikální migrace hmyzu jsou obvykle spojeny s teplotou půdy. Teplota půdy na povrchu podléhá během dne prudkým výkyvům, přičemž v hloubce 15-20 cm se tyto výkyvy vyhlazují. Například při normální půdní vlhkosti v srpnu larvy zrnokřídlých, pylovek a některých druhů klikatek stoupaly na samotný povrch půdy dvakrát denně, v 8-10 hodin a večer, a v odpoledních a časných ranních hodinách šly do hloubky 5-10 cm. Sezónní vertikální migrace jsou důležité například pro diagnostické a prognostické služby. Larvy klikatek se během zimy většinou nehrnou hluboko a zůstávají v mrazivém horizontu, zatímco larvy májových brouků migrují do hloubky 120-180 cm a v oblastech s vysokou hladinou podzemní vody se často nevyskytují. Například stoupání do horních půdních horizontů a škodlivá aktivita larev májovky začíná téměř o měsíc později než drátovců, kteří přezimují v orném horizontu. Tuto vlastnost je důležité vzít v úvahu jak při určování načasování průzkumů zamoření půdními škůdci, tak při provádění ochranných opatření.

půdní vlhkost

Z fyziologických vlastností hmyzu spojených s životem v půdě je známo, že je mnohem citlivější na nedostatek vláhy ve srovnání s druhy žijícími ve vzduchu nad povrchem půdy. Při relativní vlhkosti vzduchu 30 % tak dospělí střevlíci rodu Pterostichus uhynuli po 22 hodinách, zatímco typičtí půdní obyvatelé – ocásky Isotoma viridis Bouri. — za 30 minut; Pro drátovce rodu Agriotes se stala osudnou relativní vlhkost vzduchu 92 %. To se vysvětluje skutečností, že kryty hmyzu žijícího v půdě jsou vysoce propustné pro vodu a půdní vzduch je obvykle nasycen vlhkostí. Při vláhovém deficitu jsou pozorovány vertikální migrace do hlubších půdních vrstev, což je zajištěno dobře vyvinutou pozitivní hydrotaxí půdního hmyzu. Drátovci rodu Agriotes tedy v pokusech A. Lise reagovali na rozdíl vlhkosti vzduchu 0,5 %. Nedostatek vláhy v půdě má škodlivý vliv na vajíčka a kukly.

Půdní hmyz snese zaplavení vodou po dlouhou dobu při nízkých teplotách. Larvy drátovce snadno odolávaly zaplavení vodou až 10 dní při teplotách do 40° C, ale hromadně hynuly při jarních záplavách řek při teplotách 17-20° C. To závisí na schopnosti larev dýchat kůží a spotřebovávat méně kyslíku získaného z vody při nižších teplotách. Příliš vysoká půdní vlhkost, zejména v kombinaci s nízkými teplotami, bude zároveň nepříznivá pro život hmyzu v důsledku rozvoje patogenních mikroorganismů a zhoršení provzdušňování.

Aerace půdy

Půdní vzduch v horních vrstvách půdy, kde nejsou prostory mezi částicemi zaplaveny vodou, se neliší obsahem kyslíku od atmosférického vzduchu, ale obsahuje 10x více oxidu uhličitého. S hloubkou se v půdě zvyšuje obsah oxidu uhličitého a klesá obsah kyslíku. Čím vlhčí půda, tím horší je výměna vzduchu a vyšší obsah oxidu uhličitého. Když se provzdušňování zhorší, hmyz je nucen migrovat na povrch půdy.

S vlhkostí a provzdušněním půdy souvisí i reakce půdního roztoku. Jak ukázala pozorování mnoha badatelů, na kyselých, podmáčených lučních půdách s pH 4–5,2 převažovaly larvy klikatka tmavého a pruhovaného, ​​zatímco v zelím poli s pH 8,1 byly nalezeny larvy klikatec rodu Limonius. Larvy obilných brouků a chroustků mramorovaných, které žijí v jižnějších oblastech než drátovci, preferují půdy s mírně kyselou nebo zásaditou reakcí (pH 6-8).

Koncentrace solí v půdním roztoku

Koncentrace půdního roztoku. Koncentrace solí v půdním roztoku často kolísá v důsledku srážek a nástupu suchých období. Většina půdního hmyzu je poměrně flexibilní a nereaguje na běžné výkyvy koncentrace půdního roztoku. Ale když se půdy zasolují, koncentrace některých solí se velmi zvýší, což vede ke změně v druhovém složení a počtu hmyzu; Půdní fauna je ochuzena mizením larev klikomatů, májových brouků a dalších druhů, ale zároveň se objevují specifičtí halofilové neboli slanomilci, kteří se v půdách s normální koncentrací solí nevyskytují. Takové halofily se vyskytují například mezi pouštními druhy potemníků v Kazachstánu a Střední Asii.

Obsah organické hmoty v půdě

Obsah organické hmoty v půdě. Půdy bohaté na rostlinné zbytky obvykle podporují hojnější půdní faunu, protože samotná organická hmota slouží jako zdroj potravy pro mnoho druhů hmyzu. Půdní hmyz se v tomto případě živí nerozloženými nebo rozkládajícími se zbytky rostlinného původu nebo prochází střevy částicemi samotné půdy s humusem v ní obsaženým. Tento typ výživy se nazývá saprofágie a hmyz se nazývá saprofágy.

Obsah rostlinných zbytků a humusu v půdě ovlivňuje nejen druhové složení a počet saprofágů, ale i fytofágů živících se živými rostlinami. Zejména škodlivost poslední jmenované je poněkud oslabena vyšším obsahem organické hmoty v půdě. Ve vegetačních pokusech M. S. Gilyarova byl tedy úhyn rostlin na larvy červnového brouka v nádobách s pískem 1,5–2krát vyšší než v nádobách s černozemí obsahující 9 % humusu.

JAK UDRŽET BIODIVERZITU HMYZU V AGROCENÓZE

Agrobiocenóza (agrocenóza) je příkladem sekundární biocenózy. Vyznačuje se tím, že uměle udržuje ostrou dominanci (většinou de facto monokulturu) jedné zemědělské rostliny. Každoročně se část biomasy vzniklé agrocenózou odebírá jako sklizeň a agrocenóza ztrácí organické i minerální látky. Taková umělá formace, jako je agrocenóza, může být zachována pouze jejím neustálým a každoročním obnovováním lidmi. Proto zakořeněná a velmi rozšířená myšlenka, že „agrocenóza nemá vlastnost regulace“, již způsobila a stále způsobuje kolosální škody naší i světové ekonomice. Namísto sledování agrocenózy a snahy o zvýšení její stability se pasivně očekává nástup hromadného rozmnožování škůdce a následně jsou aplikována radikální opatření. Tento typ ochrany rostlin také zachovává úrodu, ale vyžaduje mnoho prostředků a obvykle znečišťuje potravinářské produkty, vodu a všechny okolní biocenózy jedy.

Přirozenou stabilitu agrocenózy lze výrazně zvýšit

přilehlých biocenóz, které jsou často stálým zdrojem predátorů a

paraziti . Pokud tyto biocenózy nejsou v pionýrských fázích sukcese, neměly by obsahovat fytofágy – r-stratégy, z nichž mnozí jsou škůdci zemědělských rostlin. V důsledku toho, čím stabilnější je biocenóza sousedící s polem se zemědělskou plodinou, čím méně průkopnická je, tím větší užitek může přinést sousedním zemědělským pozemkům.

Zařazení jakýchkoliv plodin do výsevu také výrazně zvyšuje stabilitu agrocenózy.

doplňkové plodiny (zelené hnojení) nebo vysazování samostatných pásů různých rostlin místo velkých polí monokultur. Zavedení kvetoucích rostlin do plodiny, například jejich výsadbou podél okrajů pole, poskytuje další potravu pro parazity a predátory a má pozitivní vliv na biologickou rozmanitost.

Při přípravě zprávy byly použity následující materiály:

EKOLOGIE HMYZU, Zamotailov A.S. , Popov I.B. , Bely A.I., 2012

EKOLOGIE HMYZU, Chernyshev V.B., 1996

Co nového jste se z této zprávy dozvěděli? Byla dříve věnována pozornost morfologickým a anatomickým adaptacím hmyzu na život v půdě? Přemýšleli jste někdy o roli hmyzu při udržování zdravé půdy a o důležitosti zachování zón biologické rozmanitosti v oblastech sousedících s poli?