GYVŲ ORGANIZMŲ REIKŠMĖ DIRVODARAI
Gyvų organizmų reikšmė dirvodaroje labai įvairi. Jos esmę sudaro sudėtingi biocheminiai procesai, kuriuos vykdo besikeičiančios organizmų kartos. Dirvožemyje gyvena daugybė įvairaus dydžio ir aktyvumo gyvų organizmų: augalai, mikroorganizmai, kerpės ir gyvūnai. Didžiausią įtaką dirvodarai turi augalai.
AUGALŲ REIKŠMĖ DIRVODARAI
Svarbiausia augalų funkcija yra organinės medžiagos sintezė, įsisavinant mineralinius junginius bei panaudojant saulės energiją, ir negyvų organinių liekanų pagausinimas dirvožemyje. Pagal fotosintezės būdu susintetintos anglies kiekį ploto vienete per dieną skiriami tokie žaliųjų augalų produktyvumo laipsniai:1) dykumos ir arktinės tundros – iki 0.5 g/m22) dirvonuojančios stepės, laukai – 0.5-3.0 g/m23) miškai, sukultūrinti laukai, prerijos – 3-10 g/m24) intensyviai sukultūrinti laukai, užliejamos salpos, tropikų miškai – 10-20 g/m2Planetos žalieji augalai per metus sausumoje akumuliuoja 2.13 1017 kcal. Saulės energijos Ši enrgija įvairiose planetos gamtinėse zonse pasiskirsto tiesiog proporcingai augalų susintetintos organinės medžiagos kiekiui. Labai svarbią reikšmę dirvodarai turi joje dalyvaujančių augalų cheminė sudėtis (1 lentelė). Pelenų , angliavandenių , lignino, lipidų, dervų, rauginių medžiagų ir kitų junginių įvairiuose augaluose yra nevienodai. Medienoje ir samanose yra daug lignino, chemiceliuliozės daugiausia varpinėse žolėse ir samanose. Medienoje yra daug celiuliozės ir labai mažai baltymų. Pastarųjų daugiausiai yra ankštinėse žolėse. Augalinių liekanų cheminė sudėtis turi didelę įtaką jų skaidymosi intensyvumui, veikiant bakterijoms, grybams ir gyvūnams. Pavyzdžiui,baltymai skaidosi greitai, ligninas ir lasteliena – lėtai. Iš angliavandenių greičiausiai skaidosi gliukozė; krakmolas ir celiuliozė – lėčiau. Skaidantis ir mineralizuojantis augalinėms liekanoms, į dirvožemį lengvai įsisavinamų junginių formoje patenka daugelis cheminių elementų, galinčių dalyvauti sekančiame mažosios biologinės medžiagų apykaitos cikle. Šie elementai sudaro augalų mineralinę dalį ir randami jų pelenuose.
Augalų cheminė sudėtis įvairiose gamtinėse zonose labai nevienoda. Mažiausiai mineralinių medžiagų turi sukaupę tundroje augantys augalai, o daugiausia – druskožemiuose.Kai kurių žaliųjų augalų cheminė sudėtis (% sausoje medžiagoje)
1 lentelėAugalai ir jų dalys Pele-nai Angliavandeniai Baltymai Ligninas Lipidai, rauginės medžiagos Celiuliozė Chemiceliuliozė ir kiti Spygliuočių mediena 0.1-1 45-50 15-25 0.5-1 25-30 2-12 Spygliai 2-5 15-20 15-20 3-8 20-30 15-20Lapuočių mediena 0.1-1 40-50 20-30 0.5-1 20-25 5-15 Lapai 3-8 15-25 10-20 3-10 20-30 5-15Daugiametės žolės: Varpinės 5-10 25-40 25-35 5-12 15-20 2-10 Ankštinės 5-10 25-30 15-25 10-20 15-20 2-10Samanos 3-10 15-25 30-60 5-10 20-25 5-10
Žolių organinės liekanos kasmet patręšia viršutinius dirvožemio horizontus. Medžių kasmetinės organinės liekanos – tai nuokritos (lapai, spygliai, smulkios šakutės ir kt.), kurios kartu su samanomis kaupiasi dirvožemio paviršiuje.Šis skirtumas nulemia organinių liekanų irimo produktų sąveiką su dirvožemiu: junginių, susidariusių, skaidantis medžių nuokritoms ir samanoms, įtaka dirvožemiui daugiausiai pasireiškia jo išplovimo metu; šaknų irimo produktai su dirvožemio mineraline dalimi sąveikauja jų susidarymo vietoje. Augalų biomasės kiekis, jos cheminė sudėtis, pasiskirstymas dirvožemyje kartu su kitomis gamtinėmis sąlygomis (klimatu, dirvodarinėmis uolienomis, hidrologija) ir nulemia dirvodaros tipą. Miškuose vyrauja judrių mineralinių ir organinių junginių išnešimas, nes kasmetinis nuokritų kiekis yra mažesnis už miško prieaugį. Todėl miškų dirvožemių humusingas horizontas A1 nestoras. Dėl nevienodo nuokritų kiekio, skirtingos jų cheminės sudėties ir skaidymosi greičio ąžuolynuose, beržynuose susidaro derlingesni dirvožemiai, negu eglynuose. Ten, kur žolių šaknų organinių liekanų daug, viršutiniuose dirvožemio sluoksniuose geros sąlygos storam, humusingam akumuliaciniam horizontui susidaryti. Samanos, sugerdamos daug vandens, trukdo augalų liekanų skaiydmuisi ir sudaro daugiau ar mažiau susiskaidžiusių durpių klodus.
MIKROORGANIZMŲ REIKŠMĖ DIRVODARAI
Didelę dalį mikroorganizmų sudaro bakterijos, aktinomicetai, grybai, dumbliai, kerpės ir pirmuonys. Mikroorganizmų kiekis skirtinguose dirvožemiuose yra nevienodas. Jis priklauso bnuo klimato ir dirvožemio naudojimo. Dirbamuose dirvožemiuose mikroorganizmų yra du kartus daugiau, negu dirvonuojančiuose.Mikroorganizmų rūšinė sudėtis skirtinguose dirvožemiuose irgi yra nevienoda (2 lentelė). Einant iš šiaurės į pietus, bendras mikroorganizmų kiekis dirvožemiuose didėja. Panašiai dirvožemių zonose pasiskirsto bakterijos ir aktinomicetai, o grybai – atvirkščiai: jų kiekis dirvožemiuose didėja šiaurės kryptimi. Pagrindinė mikroorganizmų masė telkiasi viršutiniuose dirvožemio horizontuose (0-10-20 cm), kur yra daugiausia humuso.Mikroorganizmai, aktyviai dalyvaudami mažojoje biologinėje medžiagų apykaitoje, išskiria biogenines medžiagas, būtinas fermentų ir baltymų sintezei, vitaminus ir kitus svarbius junginius. Todėl nuo jų veiklos daug prikklauso dirvožemio derelingumo savybės.
Mikroorganizmų kiekis kai kuriuose dirvonuojančiuose dirvožemiuose
(2 lentelė)
Dirvožemis Gyliscm Humuso Mikroorganizmų tūkst. Vnt. 1g. dirvožemio Bendras bakterjų skaičius Aktinomice-tai GrybaiVelėninis jaurinis 0-520-30 3.41.4 1600168 17733 40.00.9Juodžemis 0-520-30 9.27.7 8950835 835126 37.019.5Plikžemis 0-520-30 2.21.0 1500560 780360 20.02.4
Bakterijų reikšmė dirvodarai. Dirvožemyje iš mikroorganizmų vyrauja bakterijos. Artimajame horizonte jų gyvosios masės svoris svyruoja nuo 3 iki 7 tha. Bakterijų veikla dirvožemyje susieta su jų mitybos ir kvėpavimo savybėmis. Pagal mitybos būdą bakterijos būna autotrofinės ir heterotrofinės. Autotrofinės bakterijos anglį įsisavina iš atmosferos anglies dioksido, naudodamos Saulės arba mineralinių junginių oksidacijos cheminę energiją. Heterotrofinės bakterijos minta (įsisavina anglį) iš organinių junginių, juos skaidydamos į paprastesnius junginius. Pagal kvėpavimo būdą bakterijos būna aerobinės ir anaerobinės. Aerobinės bakterijos kvėpuoja laisvu (molekuliniu) oro deguonimi. Anaerobinėms bakterijoms laisvas deguonis nebūtinas, jos sugeba įsisavinti kitų junginių deguonį. Autotrofinės bakterijos dirvožemyje vykdo nitrifikaciją, sulfurizaciją, oksiduoja geležies junginius ir fiksuoja atmosferos azotą.
Nitrifikacija – biocheminė amoniako susidariusio amonifikacijos procese, oksidacija iki azoto rūgšties. Ši rūgštis su dirvožemio bazėmis sudaro nitratinius junginius, kurių azotą lengvai įsisavina augalai. Sulfurizacija – sieros vandenilio, susidariusio irstant baltymams bei redukojantis sulfatams dirvožemyje, ir sieros oksidacija iki sieros rūgšites. Susidariusi sieros rūgštis palengvina augalams įsisavinti sunkiai tirpstančius fosfatus.Aktinomicetų reikšmė dirvodarai. Aktinomicetai – į pelėsius panašios bakterijos arba spinduliniai grybai. Tai vienaląsčiai mikroorganizmai, kurių micelė panaši į ilgą išsišakojusį siūlą. Dauguma aktinomicetų yra aerobiniai mikroorganizmai, skaidantys įvairius organinius junginius ir asimiliuojantys jų sudėtyje esančią anglį.Jie skaido celiuliozę, ligniną, fenolus, baltymus, dalyvauja humuso susidarymo procesuose.
Grybų reikšmė dirvodarai Dirvožemyje dažniausi pelėsiniai grybai, turintys labai išsišakojusią micelę, kuri perpina organinių liekanų masę.Jie gerai vystosi rūgščioje terpėje, paplitę miškų dirvožemiuose, yra pagrindiniai organinių miško liekanų ardytojai. Aerobinėmis sąlygomis jie skaido celiuliozę, ligniną, riebalus, baltymus ir kitus organinius junginius, aktyviai dalyvauja dirvožemio humuso mineralizazijos procese. Aukštesniųjų augalų ir grybų simbiozės metu, grybai iš augalų įsisavina angliavandenius, o jiems, skaidydami organines liekanas, tiekia azotą. Tai ypač svarbu pelkiniuose ir rūgščios reakcijos dirvožemiuose, kur augalų liekanos skaidosi lėtai ir ten medžiams tektų badauti.
Dumblių reikšmė dirvodarai. Turėdami ląstelėse chlorofilo, dumbliai asimiliuoja anglies dioksidą.Todėl jie priklauso autotrofiniams mikroorganizmams. Dumbliai pagausina dirvožemyje organinės medžiagos, teikiančios maistą bakterijoms. Jie turi įtakos azoto balansui dirvožemyje, nes dalis jų asimiliuoja atmosferos azotą. Dumbliai – dirvodaros proceso pradininkai – simbiozėje su bakterijoms sugeba apsigyventi ant kietų uolienų, pagreitinti jų dūlėjimą ir formuoti pradinį mikrodirvožemį.
Kerpių reikšmė dirvodarai. Kerpėms egzistuoti sudaro sąlygas grybo ir dumblio simbiozė: dumblis sintetina organinę medžiagą, kurią naudoja kartu su grybu, grybas siurbia vandenį ir mineralinius junginius.Kerpių poveikis uolienoms – ryškus biologinio uolienų dūlėjimo pavyzdyds. Jos uolieną tirpdo, ardo mechaniškai, įsisavina dalį ten esančių cheminių elementų.
GYVŪNŲ REIKŠMĖ DIRVODARAI
Dirvožemyje gyvena gana daug ir įvairių gyvūnų, vadinamų dirvožemio fauna. Aktyviausiai dirvodaroje dalyvauja įvairūs bestuburių ir stuburinių atstovai. Šių gyvūnų dirvožemyje paliktos organinės išskyros sveria dešimtis ir šimtus kartų daugiau už pačius gyvūnus. Be to mirė gyvūnai papildo organines medžiagas dirvožemyje.Pagrindinę gyvūnų biomasės dalį sudaro bestuburiai (3 lentelė). Gyvūnų įtaka dirvodarai nemaža, tačiau ji silpnesnė už augalų įtaką, nes pastarųjų biomasės kiekis daug kartų didesnis.Įvairių gyvūnų – kirmėlių, nematodų, nariuotakojų, moliuskų ir kitų – 1 m2 dirvožemio dažnai priskaičiuojama 50-70 mln. Vnt.Sliekai – didžiausią įtaką dirvodarai turintys bestuburiai. Sliekai labiausiai paplitę miškų, miškastepių ir stepių dirvožemiuose. Daugiausia jų humusinguose ar ariamuose horizontuose. Sliekai minta augalinėmis liekanomis. Landžiodami po dirvožemį, jį permaišo, palieka gausias landas, pagerina poringumą, oro ir vandens apytaką. Per sliekų virškinamąjį kanalą praėjusiame dirvožemyje daugiau azoto, kalcio junginių, jis pasidaro savotišku šratukų pavidalo koloidiniu organiniu-mineraliniu mišiniu.Graužikai – didžiausią reikšmę dirvodaroje turintys stuburiniai. Tai staras, švilpikas, kurmis, pelėnas ir kiti. Jie kasa urvus, permaišo viršutinius dirvožemio horizontus su apatiniais, pastarųjų dirvožemį išrausia į paviršių, sudarydami savotišką mikroreljefą, būdingą stepėms. 1 ha dirvožemio randama 3-4 tūkst. Graužikų urvų. Miške kartais 30-50 % dirvožemio paviršiaus būna padengta senais ir naujais kurmiarausiais. Vidutiniškai per 40 metų kurmiai perkasa visą 10-15 cm storio viršutinį miško dirvožemio sluoksnį.Vabzdžiai – skruzdėlės, termitai, kamanės ir jų lervos – irgi turi įtakos dirvodarai. Jie minta dirvožemio augalinėmis liekanomis, jas susmulkina, permaišo su dirvožemio mineraline dalimi. Vabzdžiai atlieka didelį mechaninį darbą: skruzdėlės per 8-10 metų gali permaišyti visą sausos stepės dirvožemio sluoksnį, kuriame jos gyvena.
Pirmuonis dirvožemiuose atstovauja jų klasės amebos, žiuželiniai ir infuzorijos. Jie gyvena viršutiniuose dirvožemio horizontuose, nes yra aerobiniai organizmai. Pirmuonys yra heterotrofiniai gyvūnai, minta bakterijomis, sugeba skaidyti baltymus, riebalus, angliavandenius. Kokią reikšmę pirmuonys turi dirvodarai, dar ne visiškai išsiaiškinta.Gyvūnų biomasės įvairių gamtinių zonų dirvožemiuose
(3 lentelė)
Gamtinės zonos Gyvūnų biomasė sudaro % visos zoomasės Bendra zoomasė kgha Zoomasė sudaro % visos fitomasės stuburiniai bestuburiai Tundros 4.3 95.7 11.5 0.04Taigos 0.4 99.6 361.7 0.10Plačialapiai miškai 0.3 99.7 902.5 0.28Pievų stepės 0.2 99.7 1443.0 5.80Dykumos 0.3 99.7 220.0 4.00
Taigi, gyvų organizmų reikšmė yra labai didelė. Didžiausią įtaką turi augmenija, toliau eina gyvūnija bei mikroorganizmai.Visos dirvožemio savybės priklauso nuo to, kiek ir kokių augalų, gyvūnų ar mikroorganizmų veikė jo susidarymą.
NAUDOTA LITERATŪRA:
1. V. Danilevičius, “Dirvožemio mokslas ir geologijos pagrindai” 1977 m. 116-126 psl.2. J. Motūzas “Dirvotyra” 1996 m. 58-59 psl.3. M. Matkevičienė-Ivanauskienė “Botaninė geografija” 1983 m. 97-99 psl.