O diversitate incredibilă de organisme alcătuiește rețeaua trofică a solului. Mărimea lor variază de la cele mai mici bacterii unicelulare, alge, ciuperci și protozoare, până la nematodele și micro-artropodele mai complexe, până la viermii, insectele, vertebratele mici și plantele vizibile.

soil

Pe măsură ce aceste organisme mănâncă, cresc și se mișcă prin sol, fac posibilă apa curată, aer curat, plante sănătoase și flux moderat de apă.

Există multe modalități prin care rețeaua alimentară a solului face parte integrantă din procesele peisagistice. Organismele solului descompun compuși organici, inclusiv gunoi de grajd, reziduuri de plante și pesticide, împiedicându-i să pătrundă în apă și să devină poluanți. Sechestrează azotul și alți nutrienți care ar putea pătrunde altfel în apele subterane și fixează azotul din atmosferă, punându-l la dispoziția plantelor. Multe organisme sporesc agregarea și porozitatea solului, crescând astfel infiltrarea și reducând scurgerea. Organismele solului prădează dăunătorii recoltei și sunt hrană pentru animalele supraterane.

Mediul solului. Organismele trăiesc în medii microscopice în interiorul și între particulele de sol.
Diferențele pe distanțe scurte de pH, umiditate, mărimea porilor și tipurile de alimente disponibile creează o gamă largă de habitate.
Credit: S. Rose și E.T. Elliott

WEBUL ALIMENTAR: ORGANISME ȘI INTERACȚIUNEA LOR

Rețeaua trofică a solului este comunitatea de organisme care își trăiesc toată sau o parte din viață în sol. O diagramă a rețelei alimentare arată o serie de conversii (reprezentate prin săgeți) de energie și substanțe nutritive pe măsură ce un organism mănâncă altul (vezi diagrama rețelei alimentare).

Toate rețelele alimentare sunt alimentate de producătorii primari: plante, licheni, mușchi, bacterii fotosintetice și alge care folosesc energia soarelui pentru a fixa dioxidul de carbon din atmosferă. Majoritatea celorlalte organisme din sol obțin energie și carbon consumând compușii organici găsiți în plante, alte organisme și deșeuri secundare. Câteva bacterii, numite chemoautotrofe, obțin energie din azot, sulf sau compuși de fier, mai degrabă decât compuși de carbon sau de la soare.

Pe măsură ce organismele descompun materiale complexe sau consumă alte organisme, substanțele nutritive sunt transformate de la o formă la alta și sunt puse la dispoziția plantelor și a altor organisme din sol. Toate plantele ? iarbă, copaci, arbuști, culturi agricole ? depind de rețeaua alimentară pentru nutriția lor.

CE FAC ORGANISMELE SOLULUI?

Creșterea și reproducerea sunt activitățile principale ale tuturor organismelor vii. Pe măsură ce plantele și organismele solului lucrează pentru a supraviețui, ele depind de interacțiunile între ele. Subprodusele din rădăcinile în creștere și reziduurile plantelor alimentează organismele solului. La rândul lor, organismele solului susțin sănătatea plantelor, deoarece descompun materia organică, alimentează ciclul nutrienților, îmbunătățesc structura solului și controlează populațiile organismelor solului, inclusiv dăunătorii culturilor. (A se vedea tabelul cu funcțiile organismelor solului.)

MATERIA ORGANICĂ ALIMENTĂ WEB ALIMENTAR

Materia organică a solului este depozitul de energie și substanțe nutritive utilizate de plante și alte organisme. Bacteriile, ciupercile și alți locuitori ai solului transformă și eliberează substanțe nutritive din materia organică (vezi foto).

Materia organică este de multe tipuri diferite de compuși ? unele mai utile organismelor decât altele. În general, materia organică a solului este formată din humus cu părți aproximativ egale și materie organică activă. Materia organică activă este porțiunea disponibilă pentru organismele din sol. Bacteriile au tendința de a utiliza compuși organici mai simpli, cum ar fi exudații din rădăcini sau reziduuri de plante proaspete. Ciupercile tind să utilizeze compuși mai complecși, cum ar fi reziduurile de plante fibroase, lemnul și humusul solului.

Lucrarea intensivă declanșează scurgeri de activitate în rândul bacteriilor și altor organisme care consumă materie organică (transformă-o în CO2), epuizând mai întâi fracția activă. Practicile care construiesc materie organică din sol (prelucrarea redusă și adăugarea regulată de material organic) vor crește proporția materiei organice active cu mult înainte de a putea fi măsurate creșterile materiei organice totale. Pe măsură ce nivelurile de materie organică din sol cresc, organismele solului joacă un rol în conversia sa în humus - o formă relativ stabilă de carbon sechestrată în soluri de zeci de ani sau chiar secole.

SURSE ALIMENTARE PENTRU ORGANISMELE SOLULUI

? Materie organică a solului ? include toate substanțele organice din sau pe sol. Iată termenii folosiți pentru a descrie diferite tipuri de materie organică.

Organisme vii: Bacterii, ciuperci, nematode, protozoare, râme, artropode și rădăcini vii.

Material vegetal mort; material organic; detritus; reziduu de suprafață: Toți acești termeni se referă la plante, animale sau alte substanțe organice care au fost adăugate recent în sol și au început doar să dea semne de degradare. Detritivorii sunt organisme care se hrănesc cu astfel de materiale.

Fracție activă de materie organică: Compuși organici care pot fi folosiți ca alimente de către microorganisme. Fracția activă se schimbă mai repede decât materia organică totală ca răspuns la modificările de gestionare.

Materie organică stabilă: Materie organică care se descompune ușor.

Exudatele radiculare: Zaharuri solubile, aminoacizi și alți compuși secretați de rădăcini.

Materia organică cu particule organice (POM) sau fracția ușoară (LF): POM și LF au definiții precise ale mărimii și greutății. Se crede că reprezintă fracția activă a materiei organice care este mai dificil de definit. Deoarece POM sau LF sunt mai mari și mai ușoare decât alte tipuri de materie organică a solului, acestea pot fi separate de sol în funcție de dimensiune (folosind o sită) sau de greutate (folosind o centrifugă).

Lignină: Un compus greu de degradat care face parte din fibrele plantelor mai vechi. Ciupercile pot folosi structurile inelului de carbon din lignină ca hrană.

Materie organică recalcitrantă: Materie organică, cum ar fi humus sau material care conține lignină, pe care puține organisme din sol o pot descompune.

Humus sau materie organică umificată: Compuși organici complexi care rămân după ce multe organisme au folosit și transformat materialul original. Humusul nu este ușor descompus deoarece este fie protejat fizic în interiorul agregatelor, fie chimic prea complex pentru a fi folosit de majoritatea organismelor. Humusul este important în legarea agregatelor mici de sol și îmbunătățește capacitatea de păstrare a apei și a nutrienților.

UNDE TRĂiesc ORGANISMELE SOLULUI?

Organismele rețelei alimentare nu sunt distribuite uniform prin sol. Fiecare specie și grup există acolo unde pot găsi spațiu adecvat, substanțe nutritive și umiditate. Ele apar oriunde apare materia organică ? în cea mai mare parte în primii câțiva centimetri de sol (a se vedea figura), deși microbii au fost găsiți la o adâncime de până la 16 mile în puțurile de petrol.

Organismele solului sunt concentrate:

În jurul rădăcinilor. Rizosfera este regiunea îngustă a solului direct în jurul rădăcinilor (vezi foto). Este plină de bacterii care se hrănesc cu celule vegetale distruse și cu proteinele și zaharurile eliberate de rădăcini. Protozoarele și nematodele care pășunează pe bacterii sunt, de asemenea, concentrate lângă rădăcini. Astfel, o mare parte din ciclul nutrienților și suprimarea bolilor necesare plantelor are loc imediat adiacent rădăcinilor.

Bacteriile sunt abundente în jurul acestui tip de rădăcină (rizosfera) unde descompun abundența substanțelor organice simple.
Credit: Nu. 53 din Set de diapozitive pentru microbiologie și biochimie a solului. 1976 J.P. Martin, și colab., Eds. SSSA, Madison WI.

În gunoi. Ciupercile sunt descompunători obișnuiți ai așternutului din plante, deoarece așternutul are cantități mari de carbon complex, greu de descompus. Hifele fungice (filamente fine) pot țevi ? azot din solul subiacent până la stratul de gunoi. Bacteriile nu pot transporta azotul la distanță, oferind ciupercilor un avantaj în descompunerea așternutului, în special atunci când așternutul nu este amestecat în profilul solului. Cu toate acestea, bacteriile sunt abundente în așternutul verde al plantelor mai tinere, care este mai ridicat în azot și în compuși de carbon mai simpli decât așternutul plantelor mai vechi. Bacteriile și ciupercile pot accesa o suprafață mai mare de reziduuri de plante după ce organismele tocătoare, cum ar fi râme, insecte care mănâncă frunze, milipede și alți artropode, împart așternutul în bucăți mai mici.

Pe humus. Ciupercile sunt frecvente aici. O mulțime de materii organice din sol au fost deja descompuse de multe ori de bacterii și ciuperci și/sau trecute prin curajul viermilor sau artropodelor. Compușii humici rezultați sunt complexi și au puțin azot disponibil. Doar ciupercile produc unele dintre enzimele necesare degradării compușilor complecși din humus.

La suprafața agregatelor de sol. Activitatea biologică, în special cea a bacteriilor și ciupercilor aerobe, este mai mare în apropierea suprafețelor agregatelor solului decât în ​​interiorul agregatelor. În cadrul agregatelor mari, pot apărea procese care nu necesită oxigen, cum ar fi denitrificarea. Multe agregate sunt de fapt peletele fecale ale viermilor de pământ și ale altor nevertebrate.

În spațiile dintre agregatele solului. Acei artropode și nematode care nu pot să se îngroape prin sol se mișcă în porii dintre agregatele solului. Organismele care sunt sensibile la desicare, cum ar fi protozoarele și mulți nematode, trăiesc în porii plini de apă. (Vezi Figura pagina 1.)

CÂND SUNT ACTIVE?

Activitatea organismelor din sol urmează tiparele sezoniere, precum și modelele zilnice. În sistemele temperate, cea mai mare activitate are loc la sfârșitul primăverii, când condițiile de temperatură și umiditate sunt optime pentru creștere (vezi graficul). Cu toate acestea, anumite specii sunt cele mai active iarna, altele în perioadele uscate și altele în condiții de inundații.

Nu toate organismele sunt active la un moment dat. Chiar și în perioadele cu activitate ridicată, doar o fracțiune din organisme mănâncă, respiră și își modifică mediul înconjurător. Porțiunea rămasă este abia activă sau chiar latentă.

Multe organisme diferite sunt active în momente diferite și interacționează între ele, cu plantele și cu solul. Rezultatul combinat este o serie de funcții benefice, inclusiv ciclul nutrienților, fluxul moderat de apă și controlul dăunătorilor.

IMPORTANȚA WEBULUI ALIMENTAR DE SOL

Componenta vie a solului, rețeaua trofică, este complexă și are compoziții diferite în ecosisteme diferite. Gestionarea terenurilor de cultură, terenurilor de pădure, a pădurilor și a grădinilor beneficiază și afectează rețeaua trofică. Următoarea unitate a Primerului de biologie a solului, „Web-ul alimentar și sănătatea solului”, introduce relația dintre biologia solului și productivitatea agricolă, biodiversitatea, sechestrarea carbonului și calitatea aerului și a apei. Celelalte șase unități ale Primerului pentru biologia solului descriu principalele grupuri de organisme din sol: bacterii, ciuperci, protozoare, nematode, artropode și râme. Pentru mai multe informații despre diversitatea din cadrul fiecărui grup de organisme, consultați lista citirilor de la sfârșitul site-ului „Webul alimentar și sănătatea solului”. unitate.