文/江苏省苏州市吴江区思贤实验小学 倪仁英
土壤是地球家园的重要资源,那同学们知道土壤里的居民有哪些吗?在教科2001 课标版五年级科学上册第三单元第四课《土壤中有什么》中,同学们了解了土壤是沙、小石子、黏土、腐殖质、水和空气等物质的混合物。其实,土壤中还包含很多有生命活性的土壤动物,如蚯蚓、蚂蚁、蜘蛛、蜗牛、甲虫,等等。
那么,土壤里的动物都是眼睛看不见的吗?千足虫真的有1 000 条腿吗?蜈蚣是有益的动物还是有害的动物?其实,土壤里的奥秘远不止这些。今天,我们跟随苏州市吴江区思贤实验小学的倪仁英老师,一起走进土壤动物的世界,共同探究这群“小吃货”背后的秘密吧!
土壤是很复杂的,人眼可见的只是它的表观,其实土壤中也有一个庞大的生物群落——土壤动物。因为这类动物往往个头很小,肉眼很难看见,因此常会给人类造成视觉假象,进而会忽略它们的存在。那么,土壤中到底生活着哪些神奇的动物呢?我们一起来看看吧!
其实,土壤中的动物种类很多,主要有变形虫、纤毛虫、线虫、螨虫、蚯蚓、跳虫、甲虫、蚂蚁、木蝨、蜘蛛、百足虫、千足虫和蝎子等。
土壤是一个多变的生态系统,土壤动物的存在不仅维持了土壤的生态平衡,还对植物的生长发育和土壤肥力有着重要的作用。土壤要健康、有活力,没有这些“吃货”可不行!
首先,土壤动物通过将植物组织嚼细、撕碎,或在土壤中进行搬迁、搅动,为植物残体进一步被微生物分解提供条件。土壤动物的活动可增加土壤的通透性,尤其是蚯蚓,它将土壤直接吞入腹中,利用体内的消化酶对土壤的有机质进行消化分解。因此,蚯蚓的粪便是很好的肥料。土壤中的螨虫对土壤中的养分释放也非常重要。
以土壤中的节肢动物为例,根据在土壤中的功能,它们可分为碎食者、捕食者、草食者和真菌喂食者。大多数居住在土壤中的节肢动物都食用真菌、蠕虫或其他节肢动物,以根系和死植物为食的碎食者的数量较少。节肢动物在进食时,它们会通气并混合土壤,调节其他土壤动物的种群规模,并切碎有机物质。
1.碎食者
我们在土壤表面经常见到的许多大型节肢动物都是碎食者。碎食者在吃掉植物表面的细菌和真菌后,会咀嚼死去的植物。最丰富的碎食者是千足虫和木蝨,还有白蚁、某些螨虫和蟑螂。在农业土壤中,如果没有足够的死亡植物,碎食者则可能会以活根为食而成为害虫。
2.捕食者
捕食者和微捕食者可以是多面手,以许多不同的猎物为食,也可以是专一的能手,仅捕食一种猎物。捕食者包括百足虫、蜘蛛、步行虫、蝎子、臭蜘蛛、拟蝎、蚂蚁和一些螨虫。许多捕食者以农作物害虫为食,其中一些诸如甲虫和寄生黄蜂已被开发用作商业生物防治。
3.草食者
大量的食根昆虫如蝉、蝼蛄和根蛆,都生活在土壤中。一些草食者,包括根线虫和综合纲多足虫,可能是农作物的害虫,它们大部分以草根或其他植物部分为食。
4.真菌喂食者
吃真菌(或某种程度上是细菌)的节肢动物包括大多数跳虫、一些螨虫,它们刮擦根的表面并吃掉细菌和真菌。植物可利用的大部分养分是动物区系掠食微生物和释放养分的结果。
虫子传记:跳虫
译文2:だが、とうとう引っ越しの話になった。わたしは、あちらの家はもう借りてあること、家具も少しは買ったこと、あとは家にある道具類をみんな売払って、その金で買いたせばよいこと、などを話した。母もそれに賛成した。そして、荷造りもほぼ終わったこと、かさばる道具類は半分ほど処分したが、よい値にならなかったことなどを話した。(竹内好译)
跳虫是许多农场和牧场土壤中最丰富的节肢动物,经常每平方米数以万计。觅食时,跳虫像大多数昆虫一样,用3 对足走路,并将尾巴紧紧地夹在腹部下方。如果受到捕食者的攻击,体液会涌入尾巴底部,迫使尾巴使劲地往下按地并向后弹射,直至连跳数次。已有研究证明,跳虫通过释放养分和以真菌引起的疾病为食,对作物有益。
尽管有可能成为害虫,但大多数节肢动物在土壤—植物系统中发挥着有益的作用。
1.切碎有机材料
节肢动物通过切碎死植物残渣并钻入粗大的木屑中,来增加可被微生物侵袭的表面积。没有碎食者,叶子等凋落物中的细菌吃东西将是一个非常缓慢的过程。碎食者的作用就像开罐器,大大提高了分解速度。
2.刺激微生物活动
节肢动物吃掉细菌和真菌时,会刺激菌根菌和其他真菌的生长以及有机物的分解。
3.将微生物与食物混合
从细菌的角度来看,哪怕1 毫米的距离都是无限远!细菌在土壤中的移动性有限,竞争对手可能更接近营养宝藏。节肢动物可以通过在土壤中分配营养,并在其外骨骼和消化系统中携带细菌来提供帮助。通过将微生物与食物更充分地混合,节肢动物可增强有机物的分解。
4.矿化植物营养
当它们捕食时,节肢动物会使细菌和真菌中的某些营养物质矿化,并以植物可用的形式排泄营养物质。
5.改变土壤的物理特性
相对而言,节肢动物相对较少在土壤中钻洞。然而,在任何土壤群落中,穴居节肢动物和蚯蚓通过塑造栖息地,对整个动物群的组成产生了巨大影响。挖洞会改变土壤的物理特性,包括孔隙率、水的渗透率和堆积密度。
6.促进物种的演替
一系列令人眼花缭乱的天然生物、有机化学物质渗透到土壤中,这些物质的完全消化需要一系列多种类型的细菌、真菌和其他具有不同酶的生物的参与。土壤中的节肢动物吃掉一些生物,使得其他物种进入并取代它们,从而促进了土壤有机质的逐步分解。
7.控制虫害暴发
一些节肢动物可能会影响作物的产量,但存在于所有土壤中的许多节肢动物会与以根系和枝叶为食的生物进行竞争,甚至吃掉它们。例如,许多百足虫类如蜘蛛、步行虫、隐翅虫和螨,都以各种各样的猎物为食。在有一个健康的多面手捕食者种群的地方,它们将可用于应对各种虫害的暴发。