Наталья Лещенко
Исследовательский проект «Зачем нужны дождевые черви? И какую пользу они приносят?»
Введение.
Когда я в январе этого года был в гостях у бабушки в деревне, гуляя, я поднял пенек и увидел на поверхности земли дождевых червей. Я знаю, что червей используют для ловли рыбы. Мне очень нравится ходить с дедушкой на рыбалку. Я могу сам нанизывать червя на крючок, закидывать удочку и ловить рыбу. Я очень удивился, в январе – черви, ведь зимой как нам объясняли в детском саду на занятии, что многие животные, в том числе и черви, погружаются в спячку. Бабушка объяснила, что в этом году аномально теплая зима, и черви выбрались на поверхность земли. «Ого, сколько рыбы можно поймать на них» - сказал я. Бабушка в ответ рассмеялась, и сказала: «Дождевые черви являются ангелами хранителями всего живого на земле, хоть и обитают под землёй» Я спросил у бабушки: «А что это значит? Зачем нужны дождевые черви. Какую пользу они приносят?» Она рассказала, что червей называют «плугом земли», потому что они начали рыхлить землю раньше, чем человек. Их называют «санитарами земли», потому что, пропуская землю через свой желудок, они избавляют нас от вредных микроорганизмов, а значит, и от болезней. О них говорят – «живые удобрения» для растений, потому что они обогащают почву питательными веществами. А значит, их можно назвать «сокровищами, живущими под землёй». На земле и под землёй есть много живых существ, которых мы не замечаем и не подозреваем об их пользе. Но оказалось, что польза дождевых червей велика. Именно микроорганизмы, грибы и черви, в том числе дождевые, являются переработчиками почвы. Они принимают участие в образовании перегноя, улучшая тем самым плодородие. Дождевые черви выполняют большую роль в природных экосистемах - они способствуют разложению органических веществ в почве и обогащают землю ценнейшим удобрением – гумусом (перегноем, поэтому данная работа актуальна.
Публикация «Исследовательский проект „Зачем нужны дождевые черви? И какую пользу они приносят?“» размещена в разделах
- Дождевой червяк. Наблюдаем и изучаем с детьми
- Дождь, дождик, тучи
- Исследовательская деятельность
- Проекты. Проектная деятельность
- Темочки
Актуальность выбранной темы: Одной из самых опасных экологических проблем на сегодняшний день является загрязнение почвы, разрушение её структуры, снижение плодородия, а ведь именно почва является создательницей пищи для человека и животных.
Почему же современная почва истощается? Чрезмерная химизация уничтожила животных почвенного сообщества – основных воспроизводителей плодородия. Поэтому появилась идея посвятить свою исследовательскую работу дождевым червям. Черви – создатели почвы, первейшие земледельцы. Это их деятельность перерабатывает в гумус (перегной) прошлогодние остатки растений, навоз. Черви могут избавить нас от необходимости вносить химические удобрения для повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Значит, во-первых, вся продукция, выращенная в биогумусе, будет экологически чистой. А во-вторых, отсутствие химикатов благоприятно отразится на окружающей среде и в экологии в целом. Самостоятельно производя гумус червями, мы рационально используем отходы и экономим деньги, не тратя их на химические удобрения.
Своей работой хочу привлечь внимание к этим полезным подземным труженикам, хотя и малопривлекательным животным.
Итак, тема моего исследования : «Зачем нужны дождевые черви? И какую пользу они приносят?»
Цель: изучение особенности жизнедеятельности дождевых червей и их роль в переработке почвы.
Задачи:
- прочитать литературу по данной теме;
- изучить особенности дождевых червей и их роль в формировании почвы;
- с помощью экспериментов проверить выдвинутую гипотезу;
- получить представление о дождевых червях;
- выяснить, как черви влияют на состав почвы;
- научиться получать биогумус в домашних условиях.
Гипотеза: дождевые черви повышают плодородие почвы, потому что, рыхля ее, перемешивают почву с растительными остатками и насыщают почву кислородом. Объект исследования : дождевые черви.
Предмет исследования : жизнь дождевых червей.
Практическая значимость работы: расширение знаний о животном мире и применение полученной информации для сохранения и повышения плодородия почвы.
Основная часть.
Из энциклопедии и интернета узнали:
Среда обитания и виды дождевых червей.
Латинское название червей означает – vermes. Действительно. Черви очень похожи на вермишель. Поэтому науку о дождевых червях и назвали вермикология. Черви – это крупные беспозвоночные почвенные животные, которые питаются растительными остатками. Дождевые черви – это непрерывно работающие мини - фабрики по производству гумуса (органического вещества почвы). Дождевого червя называют «Ночной выползок». Оказывается, что на поверхность почвы черви выползают в сумерки и ночью, а днём - только после дождя. Дождевые (земляные) черви широко распространены во всех уголках нашей планеты за исключением Антарктиды. Дождевые черви живут везде, где есть отмершее органическое вещество и подходящая влажность почвы. В почвах нашей страны их насчитывается около 97 видов.
По особенностям биологии дождевых червей можно разделить на подстилочных, почвенно-подстилочных, роющих и норных. Подстилочные и роющие черви населяют места с переувлажненными почвами — берега водоёмов, болотистые почвы, почвы влажных субтропиков. В тундре и в тайге обитают лишь подстилочные и почвенно-подстилочные формы, а в степях — только собственно почвенные. Лучше всего дождевые черви себя чувствуют в условиях хвойно-широколиственных лесов: в этих зонах обитают все типы.
Описание внешнего вида и образа жизни дождевых червей. Дождевой червь имеет вытянутое тело, длиной 1 – 2 см, в среднем 10 -16 см., но бывает и до 3-х метров. Тело дождевого червя скользкое, гладкое, имеет цилиндрическую форму, состоит из сегментов. Подобное строение и развитая мускулатура облегчает процесс передвижения в почве. Количество сегментов достигает двух сотен. На каждом сегменте червя, кроме самого первого, растёт некоторое количество коротких щетинок, на которые он опирается для продвижения в слоях почвы. Под кожей располагаются сросшиеся с ней мышцы. Кольцевые мышцы делают тело червя тонким и длинным, а продольные укорачивают и утолщают его. Благодаря попеременной работе этих мышц и происходит движение червя.
Поверхность тела, которую условно можно было бы назвать спиной, выпуклая, брюшная - плоская и более светлая. На теле дождевого червя, там, где завершается его передняя часть, есть утолщение, которое называют пояском. В нём находятся специальные железы, выделяющие клейкую жидкость. При размножении из пояска образуется яйцевой кокон, в нём развиваются яйца. Еще эта слизь облегчает движение червя в почве. Кроме того, только через влажную кожу происходит проникновение в тело червя кислорода, необходимого для дыхания. Дождевые черви дышат не воздухом, а кожей. Клетки накапливают воздух, потом отдают его всем органам. Во время дождя вода заполняет проходы дождевых червей под землей. Чтобы не задохнуться, им приходится выползать на поверхность. Потому их так и называют – дождевые черви. Они выползают на асфальт потому, что там теплее, чем на поверхности земли.
Такие невзрачные и маленькие животные имеют сложное внутреннее строение. Черви имеют сердце, кровеносные сосуды, желудок, кишку и другие внутренние органы. Кровеносная система у червей замкнутая, достаточно хорошо развита, кровь имеет красный цвет. Дыхание осуществляется через богатую чувствительными клетками кожу, которая покрыта защитной слизью. Нервная система дождевых червей состоит из слабо развитого головного мозга (два нервных узла) и брюшной цепочки. Имеют развитую способность к регенерации. Дождевые черви не выносят прямого воздействия солнечных лучей: высыхание покровов ведёт к гибели животных. Поэтому в течение дня черви находятся под землёй, а вечером и ночью обычно поднимаются к поверхности, где поедают органические остатки.
Зимой земляные черви впадают в спячку. Вследствие того, что заморозки мгновенно убивают земляных червей, они предпочитают зарываться поглубже, в землю, куда мороз не проникает. Весной, когда температура достигает подходящего уровня, и земля пропитывается дождевой водой, земляные черви проявляют очень заметную активность. Жизнь дождевого червя достаточно длинна, при благоприятных условиях черви живут десятилетиями. Опасность для них представляют птицы, кроты и человек. Также серьезную угрозу жизни дождевого червя составляют часто используемые в садоводстве химические удобрения. Много червей погибает в летний период из-за засухи, а зимой при сильных заморозках. Все эти условия сокращают длительность жизни земляных червей, которые являются лучшими помощниками садоводов. Роль дождевых червей в почвообразовании.
Дождевые черви всеядны. Они заглатывают огромное количество земли, из которой усваивают органические вещества, точно так же поедают они большое количество всевозможных полусгнивших листьев, за исключением очень твёрдых или обладающих неприятным для них запахом. Пища, потребляемая земляными червями, сначала перемалывается у них в глотке, а затем передаётся в кишечник. Часть пищи направлена на предоставление червям энергии и способствует их росту. Остальная часть пищи выделяется в виде гранул. Растворимые питательные вещества в этих гранулах более полезны, чем пища, потребляемая червями в самом начале. Эти выделения богаты кальцием, магнием, фосфором и азотом. Установлено, что черви способствуют увеличению содержания фосфора и калия в почве. За сутки каждый червь пропускает через свой кишечник количество земли, примерно равное весу его тела, т. е. 4—5 граммам. Ежегодно дождевые черви выбрасывают на поверхность земли слой экскрементов толщиной 0,5 сантиметра. Масса дождевых червей в 1га плодородной почвы составляет 2 – 3 тонны. За сутки они могут перерыть 10 – 11 т земли, а за год – от 10 до 30 т переработанной почвы выбрасывается на поверхность в виде экскрементов. Если распределить эту землю равномерно по всей поверхности гектара, то получится слой почти в 10 сантиметров. Поэтому дождевых червей справедливо считают важнейшими образователями почвы. Равномерно перемешивая почву и растительные остатки, дождевые черви готовят плодородную смесь, подобно садовнику. Они разрыхляют её так, что не остаётся комочка крупнее, чем они могут проглотить. Затаскивая листья в свои норы, они измельчают их, частично переваривают и смешивают с земляными копролитами. Вследствие роющей деятельности червей поверхностный слой почвы находится в постоянном движении. В результате этого «перекапывания» частицы почвы перетираются друг о друга, новые слои грунта, выносимые на поверхность, подвергаются действию углекислоты и гумусовых кислот, что способствует растворению многих минеральных веществ. Образование гумусовых кислот обусловлено перевариванием дождевыми червями полуразложившихся листьев. Корни растений свободно продвигаются в почве по ходам дождевых червей, находя в них богатый питательный гумус. В рыхлой почве воздух циркулирует значительно лучше и удерживается влага, что тоже способствует росту и хорошему развитию растений. Питательные вещества из глубоко лежащих слоев почвы стараниями земляных червей попадают в верхние слои, где с легкостью впитываются растениями. Дождевые черви пропускают через свой кишечник большую массу отмерших растительных остатков, в котором растительные ткани окончательно разрушаются, перевариваются и затем перемешиваются с землёй. Благодаря деятельности дождевых червей быстрее "зреет" компост, превращаясь после их переработки в сыпучее, рыхлое, состоящее почти исключительно из гранулированных экскрементов червей, экологически чистое и чрезвычайно полезное удобрение (биогумус, которое легко усваивается растениями. Особо важно ещё и то, что переработанные дождевыми червями растительные остатки приобретают уникальные и ценные для почвы свойства, поскольку превращаются в водопрочные, водоёмкие, плодородные структуры. "Черви превосходным образом подготавливают землю для роста растений… Они просеивают землю настолько, что в ней не остаётся плотных минеральных частиц… Тщательно перемешивают они всю почву, подобно садовнику, готовящему измельчённую землю для своих самых изысканных растений" (Ч. Дарвин). Игорь Акимушкин в книге " Мир животных: беспозвоночные" пишет: "Чарлз Дарвин одним из первых оценил великое значение непривлекательных дождевых червей в жизни человечества. Несколько лет упорного труда он посвятил их исследованию. Его труд о дождевых червях - одна из самых интересных и значительных книг по естествознанию. Дарвин установил, что дождевые черви за несколько лет пропускают сквозь себя весь пахотный слой земли. Они обогащают свежим перегноем истощённые земли, рыхлят их, попутно удобряя своими выделениями и унесёнными в норки листьями. Роясь в земле и глотая её, они создают прочную комковатую структуру почвы - воздух и влага лучше проникают на глубину. Бесчисленные норки червей, словно капиллярная сеть живой ткани, обеспечивают идеальный дренаж и вентиляцию почвы". Вред, который приносят дождевым червям люди. К сожалению, дождевые черви сейчас находятся в большой опасности. Виной тому активное применение в сельском хозяйстве химических веществ. Обрабатывая поля различными ядохимикатами для борьбы с вредителями, люди уничтожают и таких полезных червей. Большой урон червям приносит перекапывание почвы. В этом случае земля пересыхает под палящим солнцем и черви, испытывая недостаток влаги, погибают. Весной на перекопанной земле, черви становятся легкой мишенью для птиц. Перекопав землю поздней осенью, люди разрушают норки червей, успевших устроиться зимовать.
Практическая часть.
Червей мы нашли на приусадебном участке. Мы нашли их под большими камнями, пеньками, в компостных ямах на участке. Всего червей было, больших около 9 см было 30 штук, маленьких около 5 см – 26 штук.
Эксперимент № 1 Наблюдение за движением дождевого червя.
Найдя червей, я поместил их в стеклянную банку. Каково же было мое удивление, через некоторое время черви от меня «сбежали».
Пришлось выходить на охоту, собирать червей. Благо на участке у бабушки много куч с растительными остатками, где было много червей. Еще черви обитали под большими камнями и пеньками, где было сыро. Опираясь на данные эксперимента, можно сделать вывод: черви склонны к миграции и, если не ограничить их свободу, уползут. Им не объяснишь, что они должны жить именно здесь.
Эксперимент № 2 Рассматривание дождевого червя через лупу.
Посадив новую партию червей в банку, я наблюдал, как они по стенкам банки двигались. Мы взяли червя в руки, и обнаружили, что кожа его влажная, покрыта слизью. Эта слизь облегчает движение червя в почве. Кроме того, только через влажную кожу происходит проникновение кислорода, необходимого для дыхания.
Если рассмотреть дождевого червя через лупу, можно увидеть, как он двигается. Тело дождевого червя состоит колец (сегментов) и покрыто слизью, что помогает ему легко передвигаться под землей. Под кожей располагаются сросшиеся с ней мышцы. Кольцевые мышцы делают тело червя тонким и длинным, а продольные укорачивают и утолщают его. Благодаря попеременной работе этих мышц и происходит движение. Так же можно рассмотреть на теле червя «Поясок»- такое специальное утолщение, которое является частью системы размножения. Вот медленно вытягивается вперёд головной конец. К нему подтягивается середина, а задний конец пока неподвижен. Он служит упором, расслабляется, а затем подтягивается. Так червь продвигается вперёд. Попеременно то, сжимаясь, то удлиняясь, расширяясь и укорачиваясь за счёт мышц, движется в головном направлении. Такие движения червь делал очень быстро.
В результате наблюдения можно сделать вывод, что обтекаемая и цилиндрическая форма дождевых червей и гибкость тела позволяют им легко и быстро передвигаться под толщей земли.
Эксперимент № 3 Движение червя на мокрой поверхности. Если положить дождевого червя на мокрую поверхность, он не может двигаться вперед, почему? Потому что щетинки на теле червя служат для него опорой, а на мокрой поверхности щетинки скользят, и червь не может передвигаться, примерно как мы с вами на льду.
Эксперимент № 4 Слышит ли дождевой червяк. Слышит ли дождевой червяк? Как проверить? Положить червя на поверхность, и похлопать, например, в ладоши, реакции червя не будет, а если постучать по поверхности, по которой он ползет, то червь отреагирует. Это значит, что червь не слышит, а только чувствует вибрации и колебания, а слуха у него нет.
Эксперимент № 5 Строение дождевого червя. Есть ли у дождевого червя глаза, голова? Чтобы это узнать, достаточно за ним понаблюдать – какой стороной червь поползет вперед, там и голова. Глаз у дождевого червя нет, потому что он проводит большую часть своей жизни под землей, а там нет света и солнца, поэтому глаза ему не нужны. Но он может различать свет и темноту, это можно проверить следующим образом: положить дождевого червя на поддон, который на половину в тени, а другая половина поддона на ярком солнце. Червь стремится ползти туда, где темнее.
Эксперимент № 6 Чем нюхает червяк? Может ли дождевой червь распознавать запахи? Что бы это проверить, на пути движения червя положить кусочек чеснока. Червь поползет в другую сторону, т. к. запах чеснока ему явно не нравиться. Отсюда можно сделать вывод, что запахи дождевые черви распознают.
Можно погладить червя и почувствовать на его теле щетинки, которые так же помогают передвигаться в пространстве и перебирать землю.
Эксперимент № 7 Какого цвета дождевой червяк. Какого цвета дождевые черви, (коричневый) почему? Положим червя на цветную бумагу, коричневую, зеленую, желтую. На каком цвете бумаги меньше всего видно дождевого червя? На коричневом, т. к. это защитный окрас для дождевого червя.
Эксперимент № 8 Где у дождевого червя животик и спинка? Где у дождевого червя животик и спинка? Чтобы увидеть животик, нужно перевернуть червяка на «спинку». И мы увидим, что нижняя часть более светлая, чем верхняя «спинка». Но червь тут же перевернется обратно, а это значит, что ему не все равно, какой стороной лежать кверху.
Эксперимент № 9 Наблюдение за образом жизни дождевых червей. В течение всего времени проведения опыта - с января по середину марта - дождевые черви регулярно питались (о чём свидетельствуют лунки на поверхности земли в контейнере). Подтверждение всему и то, что червей мы нашли в январе на участке у бабушки в деревне. Это говорит о том, что черви не впали в зимнюю спячку. Следовательно, можно сделать вывод, что положительная температура окружающей среды и наличие пищи способствуют активному образу жизни дождевых червей и отсутствию у них состояния зимней спячки.
Эксперимент № 10 Дневной свет и жизнедеятельность червей. Во время опыта контейнер с дождевыми червями находилась в плотной картонной коробке, не пропускающей свет. И контейнер доставали только для поливки и кормления червей. При этом иногда можно было наблюдать появление червей у стенок контейнера или на поверхности земли. При попадании на дождевых червей дневного света, они сразу же пытались спрятаться, зарываясь в землю. В результате можно сделать вывод, что дождевые черви появляются на поверхности земли и питаются в ночное время суток.
Эксперимент № 11 Выяснение роли дождевых червей в перемешивании почвы. Мы взяли прозрачный контейнер, наполнили его слоями: 1 слой – земля, 2 слой – песок, 3слой - земля. Просматривалась чёткая граница между слоями. Затем поместила туда червей. Землю периодически сбрызгивали водой. Через 1,5 месяца исчезла граница «песок – земля». Получилась однородная масса. Опираясь на данные эксперимента, можно сделать вывод, что пронизывая почву ходами, дождевые черви рыхлят её, способствуют аэрации и увлажнению на глубине, перемешивают почвенные слои и таким образом повышают плодородие почвы. Наш эксперимент проходил в зимнее время, поэтому мы кормили червей отходами чая, жухлой листвой.
Пищей для земляных червей служат насекомые, гниющие останки животных, навоз, разложившие растительные останки трав и органические вещества. Обнаружив пищу, они начинают рыть землю, удерживая в своем рту найденную пищу. Червям очень нравится совмещать пищу с почвой. Гипотеза подтвердилась. Дождевые черви повышают плодородие почвы, потому что, рыхля ее, перемешивают почву с растительными остатками и насыщают почву кислородом.
Эксперимент № 12 Выращивание червей в городской квартире. Производство биогумуса с помощью червей в городской квартире начали с того, что собрали червей на участке в компостной яме, во влажных местах, под камнями. Сложили их в контейнер (червятник) вместе с землей, в которой они жили. Добавили компоста (из компостной ямы, растительные остатки и пищевые отходы. Периодически поливали водой комнатной температуры, чтобы он постоянно был чуть влажным. Через месяц и затем каждые 2–3 недели добавляли слой растительных и пищевых отходов. Контейнер находится в темном углу под столом, поскольку черви не любят света. Питаются черви практически любой органикой - картофельными очистками, различного рода кухонными отходами, использованной чайной и кофейной заваркой, хлебными корками, размоченными газетами и проч. Время от времени червям нужно давать яичную скорлупу и мелкий песок. Песок служит червям так же, как камешки курам - для улучшения пищеварения. Разумеется, вся пища, даваемая червям, должна быть измельчена, поскольку черви не имеют зубов, и пережевывать пищу не могут. Ко всему этому не надо забывать и о поливе, поскольку при влажности субстрата менее 35% черви погибнут в течение недели. Для полива ни в коем случае не следует использовать хлорированную воду. Хлор для червей - яд. Используется либо дождевая, либо хорошо отстоянная вода. Корм нужно добавлять периодически небольшими слоями. Когда червятник (контейнер) оказывается заполненным, червей с частью старого субстрата пересаживают в другой червятник (контейнер, и все начинать заново. А биогумус из старого контейнера готов к использованию. За сутки один червь способен переработать количество органики равное его собственному весу. А средний вес дождевого червя равен 0,5 г. В природных условиях плотность червей составляет от 100 до 20 000 особей на квадратный метр. Вот и посчитайте пользу! В своей работе мы рассказали и показали, для чего же содержат и разводят таких, казалось бы, малопривлекательных существ как дождевые черви? В основном для производства биогумуса. Биогумус - это ценное органическое удобрение, основной продукт жизнедеятельности червей. Самих червей также можно использовать, как корм для различных домашних животных (рыб, земноводных и рептилий, а также для некоторых видов птиц и грызунов).
Вывод
Дождевые черви очень многочисленны в почве, и их деятельность имеет огромное значение в почвообразовательных процессах. Роясь в земле, черви разрыхляют почву и этим открывают доступ воздуху и воде, необходимым для полного разложения органических веществ. Прелые листья и другие, растительные и животные остатки они затаскивают внутрь своих подземных ходов и этим способствуют обогащению почвы перегноем, а, роясь в глубине, пропускают землю через свой кишечник, перемешивают почву и увеличивают толщину её плодородного слоя. На разрыхлённой, перемешанной и обогащённой перегноем почве пышно развивается растительность. Какая же польза от дождевого червя? Растениям необходима вода и воздух, которые и поступают в почву с помощью червяков, т. к. они ее разрыхляют, прокладывая свои подземные тоннели, по ним то и поступает к растениям воздух и вода. Когда земляные черви роют землю, они в то же время перепахивают ее, что позволяет корням разрастаться, обеспечивая здоровый рост растениям. Перепаханная почва впитывает воду и удерживает ее внутри. Вдобавок, в такой почве лучше циркулирует воздух. Движения земляных червей поднимают на поверхность питательные вещества, находящиеся глубоко в почве. Питательные вещества поступают в верхние слои почвы, откуда растениям легче впитывать их. Когда мы видим цветущий сад, мы понимаем, что в какой-то степени это благодаря земляным червям, которые обогащают почву питательными веществами. Эти создания перерабатывают органические вещества, находящиеся в почве, превращая их в питательные элементы, которые с легкостью впитываются растениями. В заключение хотим сделать вывод, что дождевые черви – это удивительные животные! Вывод: дождевым червям и почвенной микрофлоре принадлежит главная роль в разложении органических веществ, в обогащении почвы гумусом и другими элементами питания растений.
