Сидоренкова Юлия Васильевна,
учитель биологии, ГБОУ РК «ССШИ №1»
Тема: «Почва как среда жизни»
Цель: обобщить и углубить знания о средах обитания живых организмов; сформировать представление об организменной среде обитания, ее обитателях и особенностях жизненных условий; изучить особенности почвы как среды жизни и роль живых организмов в почвообразовании
Активность земляных червей оказывает значительное влияние не только на структуру, но и на химический состав почвы, так как большая часть органического вещества, поглощаемого земляными червями, возвращается в почву в форме, легко используемой растениями. В то время как они питаются, дождевые черви также поглощают большое количество минеральных веществ, которые затем смешиваются с поступающим органическим веществом и после цементирования небольшим слизистым белком вытесняются в сваях, называемых червями.
Помимо богатого азотом и другими питательными веществами, такими как кальций, магний и калий, червяки также содержат большое количество неперевариваемых бактерий, которые легко размножаются в этой субслое и способствуют гумификации и минерализации органического вещества. Вермикасты обладают более благоприятными физико-химическими свойствами, повышенной микробной популяцией, ферментативной активностью и минерализацией питательных веществ, которые поддерживают рост растений и образование зародышей.
Задачи:
Образовательные:
А. углубить и расширить знания о средах обитания живых организмов;
Б. раскрыть особенности организменной среды обитания и черты приспособленности организмов к условиям обитания в других организмах
Структура урока
| Этап урока Важно отметить, что часто червяки не выпускаются в том же слое, в котором подают дождевой червь; по сути, компоненты анексовой группы живут на глубине и высвобождают на поверхности свои фекалии, богатые минералами. Напротив, эндогейм живет на поверхности и высвобождает фекалии, снова богатые органическим веществом, на более низких глубинах. Эти формы поведения вместе с прямым действием, обусловленным рывками, обеспечивают смешивание почвы, тем самым увеличивая ее плодовитость. Помимо червячных червей, дождевые черви способствуют увеличению количества азота, присутствующего в почве, путем выделения аммиака и мочевины, форм, которые непосредственно могут использоваться растениями; кроме того, значительное количество азота возвращается в почву после смерти животных, которые имеют содержание белка 72%. В контексте эдафической фауны можно определить, исходя из типа локомоции, плавающих организмов, способных передвигаться в капиллярной или гравитационной воде, рептантов, которые движутся, используя естественную пористость или полости, произведенные другими организмами и роющими организмами, Эта биотурбация также оказывает положительное влияние на удержание воды, перколяционные процессы и развитие ризосферы. | Время реализации |
|
| Организация класса | ||
| Актуализация опорных знаний Ноющая активность также позволяет смешивать почву и органическое вещество от поверхностных слоев, которые должны быть включены в нижние слои, а минеральные вещества выводятся на поверхность. Этот процесс осуществляется очень наглядным образом анексовыми дождевыми червями, которые обсуждались немного раньше, которые движутся вертикально в землю, даже достигая глубины в несколько метров. Муравейник является одним из самых интересных и продуманных примеров модификации почвы куническими роющими организмами. Он состоит из комплекса камер, обычно построенных на нескольких уровнях и соединенных между собой туннелями и коридорами. Туннели, которые соединяют камеры, способствуют циркуляции воздуха и воды в муравейнике. В каждой камере обитают многочисленные люди, некоторые из них предназначены для инкубации яиц, другие для выращивания личинок, а другие для развития нимф, которые перемещаются в камеры, где влажность и температура более благоприятны для их развития. | ||
| Проверка знаний, умений, навыков | ||
| Изучение нового материала | ||
| Закрепление Специальные устройства предотвращают попадание воды в почву из затопления камер и таким образом обеспечивают выживание яиц и нимф, которые не могут покинуть гнездо. Что касается почвы, то наличие каналов и туннелей увеличивает пористость, способствуя проникновению воздуха и воды. Кроме того, следствием движения тонкого материала на поверхность муравьями во время строительства и обслуживания муравейника является создание на поверхности слоя с мелким размером частиц, который является более минеральным, чем органический в природе. Разнообразие почвенной фауны в различных экосистемах и управления почвойБыстрый опрос беспозвоночных и позвоночных групп показывает, что по крайней мере 1/4 описанных живых видов являются строго почвенным или подстилочным жилищем. Наибольшее разнообразие наблюдается в системах, где существует равновесие между уровнем производительности и скоростью возмущения, тогда как локальные исчезновения видов могут возникать из-за отсутствия демографической рекуперации при увеличении возмущений или за счет конкурентного исключения при увеличении производительности. Изменения в землепользовании и интенсификация сельского хозяйства также приводят к серьезной деградации местообитаний или разрушению почвенной биоты. | ||
| Задание на дом |
Собственно конспект
Организация класса (2 мин)
Добрый день! Я приглашаю всех в прекрасный мир живой природы, который таит в себе много интересного, необычного и загадочного.
У меня прекрасное настроение и я готова начать работу! А вы? (показываю большой палец вверх)
Общая характеристика почвенной среды
На окружающую среду почвенных организмов в управляемых экосистемах может влиять любая комбинация факторов землепользования, таких как обработка почвы, применение пестицидов и удобрений, уплотнение почвы во время сбора урожая и удаление растительной биомассы.
Профиль зрелой и ненарушенной почвы можно разделить на ряд сфер, химико-физические свойства которых определяются растительным покровом, географическим положением и климатом; эта стратификация отражается в популяции эдафий и, как результат, в ее вертикальном распределении. Обычно в почве признаны две группы организмов: эудафоны, которые включают организмы, обитающие в полосе минеральной почвы, и гемедафоны, обнаруженные в полосе органической почвы; к ним можно добавить эпиэдофоны, состоящие из организмов, обитающих на поверхности почвы, и гиперэдафонов, которые простираются до травянистого слоя.
Я надеюсь на ваше сотрудничество в группе и творческий подход к делу. Вы готовы?
Актуализация опорных знаний (3 мин)
Ребята, перед вами лежат карточки с изображением живых организмов: тут и рыбы, и птицы, и бабочки. Распределите, пожалуйста, их на несколько групп в зависимости от того, где они обитают. Сколько групп получилось? Учащиеся называют 3 группы животных, обитающих в водной, наземно-воздушной среде и «других» средах.
На самом деле этот тип стратиграфической классификации трудно применять, поскольку почвенные организмы мигрируют как на ежедневной, так и на сезонной основе; на самом деле, многие виды, например клещи, пружинные хвосты и изоподы, могут перемещаться к поверхности на расстоянии от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. Нематоды обычно наиболее распространены в первых 10 см почвы, но их распределение может сильно варьироваться в зависимости от типа растительного покрова и условий сырости.
Например, в почве с обильным растительным покровом и высоким содержанием корней эти организмы концентрируются в верхней части почвы, которые, богатые экссудатами и разлагающимися органическими веществами, поддерживают многочисленную популяцию их потенциальной добычи. В почвах с редким растительным покровом высокая частота сухих условий на поверхности приводит к тому, что нематоды чаще встречаются на глубине 5-10 см, тогда как на обрабатываемых землях можно наблюдать равномерное распределение популяции до глубины около 20 см, что объясняется эффектами смешения, вызванными вспашкой.
Молодцы, таким образом, эти животные обитают в разных средах обитания . Какие среды обитания вы знаете? Водная, наземно-воздушная. Давайте вспомним, что такое экологические факторы среды и какие они бывают. Эк.факторы – это то, что влияет на организмы, проживающие в ней. Факторы живой и неживой природы (биотические и абиотические). Какие особенности водной среды обитания? Высокая плотность воды, кислород в растворенной форме и т д. А как приспособились животные к обитанию в водной среде? Обтекаемая форма, слизь, жабры, дышат поверхностью тела, в тканях растения камеры с воздухом и т д. Какие особенности наземно-воздушной среды обитания? Колебания температуры, ветер, различная влажность, световой режим.
Обилие, разнообразие, состав и активность видов почвенного сообщества могут зависеть от видов растений, разнообразия растений и их состава, а также от выпаса животных. Двумя факторами, которые наиболее вероятно влияют на почвенное сообщество, являются имеющиеся ресурсы питательных веществ и разнообразие микробитуатов. Тип ресурсов определяется химией тканей видов растений и содержанием питательных веществ в отработанных отходах от выпаса потребителями. На микрокредитование оказывают непосредственное влияние физические и химические свойства системы, а также количество питательных веществ.
Хорошо, а как вы думаете, где живут животные третьей группы? В почве. Правильно, и тема нашего урока – «Почва как среда обитания», запишите.
Изучение нового материала (18 мин)
Проверка домашнего задания (5мин)
Состав почвы (делают подзаголовок).
Рассмотрите рисунок 1.1 на странице 26 в учебнике (почва под лупой). Какие элементы почвы вы там видите? Твердые (органические, неорганические), вода, воздух, живые организмы (записывают). Как вы думаете, какой компонент определяет плодородие почвы? Органическое вещество.
В центральной Италии практика лесоводства и состав лиственных лесов, по-видимому, не оказывают существенного влияния на структуру сообществ микроартоподов. Отсутствие изменения структуры почвенного сообщества могло быть связано с слоем подстилки, что в этих лиственных древостоях достаточно толще, чтобы поддерживать высокий уровень органического вещества и благоприятный микроклимат в каждом сезоне. Почвенная мезофауна, по-видимому, быстро восстанавливается после нарушений, таких как резка дерева, что указывает на хороший уровень целостности экосистемы.
Дело в том, что воздух почвы отличается по составу от атмосферного. Перед вами диаграмма, какие различия вы видите в составе атмосферного и почвенного воздуха? Больше углекислого газа. Из-за чего это может произойти? Живые организмы дышат. Правильно. Оставьте место, туда вы прикрепите эту схему. Ну а мы переходим к особенностям почвы как среды обитания.
Тот же аспект также проявился в обычных условиях обработки почвы, где численность почвенного членистоногих была значительно выше осенью по сравнению с летом. Авторы предположили, что, учитывая достаточное время без нарушения почвы, почвенные членистоногие способны восстанавливаться в течение вегетационного периода. Эти результаты согласуются с предыдущими исследованиями, проведенными в умеренных холодных дождевых лесах в западной части Канады, где не было существенных различий в плотности населения членистоногих между ненарушенными лесами на заготовленных участках и на неубранных участках.
Коррекционная пауза!
Особенности почвы как среды обитания.
Температура постоянная
Мало света
Высокая влажность
Мало кислорода
Приспособления организмов к жизни в почвенной среде
Может показаться, что организмов, живущих в почве, не так много. Однако это не так. В почве обитает множество организмов, которых можно увидеть под микроскопом. Это представители водорослей, бактерий, грибов, червей (записывают). Малые размеры помогают им передвигаться в толще почвы. Некоторые мелкие животные видны невооруженным глазом или под лупой: насекомые, пауки, клещи.
Кроме того, в другом недавнем исследовании, посвященном буковому лесу, гипотеза, предсказывающая изменения сообщества во время лесных вращений, была опровергнута с точки зрения функциональности. Исследование, в котором сравнивалось почвенное сообщество на разных лугах с полуестественным лесом и участком пахотных земель, показало, что сообщества микроартропов трех типологий землепользования отличаются как по наблюдаемым группам, так и по численности. Типичные устойчивые почвенные таксоны характеризовали лесные и лугопастбищные почвы, тогда как их обилие было значительно выше в первом.
Обитают в почве и более крупные животные: дождевые черви, личинки насекомых, кроты. Передвигаясь, они прокладывают в почве ходы, участвуют в формировании гумуса, вентиляции почвы и ее перемешивании.
Рассмотрим приспособления крупных животных. Давайте вспомним, какого размера глаза у крота? Маленькие. Правильно, во-первых, они ему не сильно и нужны, а во-вторых, в них меньше попадают пылевые частицы почвы. Тело плотное, уши маленькие. Шерсть у крота короткая, но густая и плотная. Все это помогает ему передвигаться в почве.
Напротив, на пахотных землях сообщество микроартропов продемонстрировало сокращение как количества таксонов, так и биологического качества почвы по сравнению с другими объектами. Кроме того, численность клещей и весенних хвостов была значительно ниже, чем в лугопастбищных угодьях.
Основные факторы, влияющие на потерю разнообразия фауны почв
Авторы пришли к выводу, что биологическое качество почвы и состав сообщества эдафитов подчеркивают важность среды обитания лугопастбищных угодий для защиты биоразнообразия почв, особенно потому, что она сочетает в себе сохранение фауны с созданием ресурсов для нужд человека. Во всем мире существует множество почв, которые потеряли свою плодовитость или способность выполнять свою функцию из-за воздействия человека. Причины в основном связаны с процессами, которые ускоряются или инициируются непосредственно деятельностью человека и которые часто действуют в синергии друг с другом, усиливая эффект.
Охрана почв
Почвообразование (подзаголовок) происходит очень медленно – 1 см. плодородного слоя почвы формируется в течении 100 и более лет!
Разрушение почвы (подзаголовок)
А разрушаются почвы под действием ветра, неправильного полива , распашки земель.
Почвенные организмы погибают из-за неумелого применения удобрений, препаратов против насекомых-вредителей. А, как мы знаем, живые организмы играют значимую роль в образовании почв.
Среди них наиболее распространенными на мировом уровне являются эрозия, потеря плодородия и сокращение органического вещества, уплотнение, засоление, явления затопления и оползни, загрязнение и сокращение биоразнообразия. Сокращение биоразнообразия почв в результате урбанизации может быть еще более серьезным. Процесс урбанизации ведет к превращению мест обитания коренных народов в различные формы антропогенного землепользования, фрагментации и изоляции районов мест обитания коренных народов и увеличению локальной плотности населения.
Поэтому важно бережно относиться к почве, ведь является домом для многих живых существ.
Закрепление и рефлексия (7 мин)
Игра «верю - не верю», бланки раздаются.
Почва – верхний плодородный слой земли.
Почва возникла вместе с живыми организмами.
В состав почвы входят: глина, песок, воздух.
Состав воздуха в почве и в атмосфере одинаковый..
В почве обитают только мелкие животные.
Почвенные животные слепые.
Дождевые черви улучшают плодородие почвы, взрыхлят ее и перемешивают.
Ответ: 1+, 2+, 3-, 4-, 5-, 6+, 7+
«5» 6-7 баллов
«4» - 4-5 баллов
«3» - 2-3 баллов
Наш урок подошел к концу. Я довольна вашей работой и результатом. А вы? (показываю большой палец вверх)
Учащиеся показывают большой палец вверх, в сторону или вниз, зависимости от настроения и удовлетворенности от урока.
Домашнее заданине (2мин)
§26, ответить на вопросы на стр. 27 письменно;
Творческие задания: составить синквейн «Почва», рассказ о животном, обитающем в почве.
Почва как среда обитания
Земля - единственная из планет имеет почву (эдасфера, педосфера)– особенную, верхнюю оболочку суши. Эта оболочка сформировалась в исторически обозримое время – она ровесница сухопутной жизни на планете. Впервые на вопрос о происхождении почвы ответил М. В. Ломоносов ("О слоях земли"): "…почва произошла от согнития животных и растительных тел … долготою времени…". А великий русский ученый Вас. Вас. Докучаев (1899: 16) впервые назвал почву самостоятельным природным телом и доказал, что почва есть "…такое же самостоятельное естественноисторическое тело, как любое растение, любое животное, любой минерал … оно есть результат, функция совокупной, взаимной деятельности климата данной местности, ее растительных и животных организмов, рельефа и возраста страны…, наконец, подпочвы, т. е. грунтовых материнских горных пород. … Все эти агенты-почвообразователи, в сущности, совершенно равнозначные величины и принимают равноправное участие в образовании нормальной почвы…". И уже современный известный ученый почвовед Н. А. Качинский ("Почва, ее свойства и жизнь", 1975) дает следующее определение почвы: "Под почвой надо понимать все поверхностные слои горных пород, переработанные и измененные совместным воздействием климата (свет, тепло, воздух, вода), растительных и животных организмов".
Основными структурными элементами почвы являются: минеральная основа, органическое вещество, воздух и вода.
Минеральная основа (скелет) (50-60% всей почвы) – это неорганическое вещество, образовавшееся в результате подстилающей горной (материнской, почвообразующей) породы в результате ее выветривания. Размеры скелетных частиц: от валунов и камней до мельчайших песчинок и илистых частиц. Физико-химические свойства почв обусловлены в основном составом почвообразующих пород.
От соотношения в почве глины и песка, размеров фрагментов, зависят проницаемость и пористость почвы, обеспечивающие циркуляцию, как воды, так и воздуха. В умеренном климате идеально, если почва образована равными количествами глины и песка, т. е. представляет суглинок. В этом случае почвам не грозит ни переувлажнение, не пересыхание. И то и другое одинаково губительно как для растений, так для и животных.
Органическое вещество – до 10% почвы, образуется из отмершей биомассы (растительная масса – опад листьев, ветвей и корней, валежные стволы, ветошь травы, организмы погибших животных), измельченной и переработанной в почвенный гумус микроорганизмами и определенными группами животных и растений. Более простые элементы, образовавшиеся в результате разложения органики, вновь усваиваются растениями и вовлекаются в биологический круговорот.
Воздух (15-25%) в почве содержится в полостях – порах, между органическими и минеральными частицами. При отсутствии (тяжелые глинистые почвы) или заполнении пор водой (во время подтоплений, таяния мерзлоты) в почве ухудшается аэрация и складываются анаэробные условия. В таких условиях тормозятся физиологические процессы организмов, потребляющих кислород – аэробов, разложение органики идет медленно. Постепенно накапливаясь, они образуют торф. Большие запасы торфа характерны для болот, заболоченных лесов, тундровых сообществ. Торфонакопление особенно выражено в северных регионах, где холодность и переувлажнение почв взаимообусловливают и дополняют друг друга.
Вода (25-30%) в почве представлена 4 типами: гравитационной, гигроскопической (связанной), капиллярной и парообразной.
Гравитационная – подвижная вода, занимают широкие промежутки между частицами почвы, просачивается вниз под собственной тяжестью до уровня грунтовых вод. Легко усваивается растениями.
Гигроскопическая, или связанная – адсорбируется вокруг коллоидных частиц (глина, кварц) почвы и удерживается в виде тонкой пленки за счет водородных связей. Освобождается от них при высокой температуре (102-105°С). Растениям она недоступна, не испаряется. В глинистых почвах такой воды до 15%, в песчаных – 5%.
Капиллярная – удерживается вокруг почвенных частиц силой поверхностного натяжения. По узким порам и каналам – капиллярам, поднимается от уровня грунтовых вод или расходится от полостей с гравитационной водой. Лучше удерживается глинистыми почвами, легко испаряется. Растения легко поглощают ее.
Парообразная – занимает все свободные от воды поры. Испаряется в первую очередь.
Осуществляется постоянный обмен поверхностных почвенных и грунтовых вод, как звено общего круговорот воды в природе, меняющий скорость и направление в зависимости от сезона года и погодных условий.
Типы почв
Тип почвы - большая группа почв, развивающихся в однотипно сопряженных биологических, климатических, гидрологических условиях и характеризующихся ярким проявлением основногопроцесса почвообразования при возможном сочетании с другими процессами.
Примеры типов почв: подзолистые почвы, черноземы, серые лесные почвы, сероземы, красноземы.Тип почвы - это опорная, основная единица систематики почв. Типы почв могут быть разделены на более мелкие единицы и, наоборот, объединены в более крупные. Таксономические единицы крупнее типа будут рассмотрены при изучении классификации почв.
Характерные черты и единство почвенного типа определяются: а) однотипностью поступления органических веществ и процессов их разложения и превращения в гумус; б) однотипным комплексом процессов разложения минеральной массы и синтеза органоминеральных новообразований; в) однотипным характером миграции и аккумуляции веществ; г) однотипным строением почвенного профиля и характером генетических горизонтов; д) однотипной направленностью мероприятий по повышению и поддержанию плодородия почв и мелиоративных мероприятий.
Все разнообразие типов почв определяется соотношением основных почвообразовательных процессов: глеевого, подзолообразования, дернового (гумусонакопления), оглинения (образования вторичных глинистых минералов), соленакопления (засоления), торфонакопления (болотного). На равнинах при движении с севера на юг сменяют друг друга следующие типы почв.
Формирование почвы зависит от сочетания факторов почвообразования, которые различаются на обширных пространствах Земли. Например, там, где температура воздуха невысока, выпадает мало осадков и растительность скудная, почвенный слой тонкий и содержит мало гумуса. Зато в районах с достаточным количеством тепла и осадков, с богатой травянистой растительностью образуются мощные плодородные почвы. В начале XX века великий русский ученый В.В. Докучаев впервые сформулировал закон зональности почв: «почвы… должны располагаться по земной поверхности зонально, в строжайшей зависимости от климата, растительности и пр.». На земном шаре почвы закономерно изменяются на равнинах от экватора к полюсам, а в горах - от подножий к вершинам.
Однако нередко даже внутри одной природной зоны факторы почвообразования сильно разнятся, поэтому вместе с основным типом почвы, характерным именно для этой природной зоны, в её пределах образуется большое количество других типов почв. В связи с этим почвенная карта мира отличается необыкновенной пестротой.
Из всех почв Земли самыми плодородными являются чернозёмы . Они образуются в зоне степей и лесостепей, где климат сухой и относительно тёплый. Чернозёмы содержат самый мощный слой гумуса чёрного или буро-чёрного цвета, который формируется из большого количества отмирающей степной растительности и корней. Иногда слой гумуса достигает 1 м и более, поэтому чернозёмы необычайно плодородны.
Тундрово-глеевые почвы формируются в зоне тундры в условиях постоянного переувлажнения и низких температур. Они маломощны. Из-за затрудненного доступа кислорода в этих почвах имеется голубовато-серый глеевый горизонт.
Подзолистые почвы характерны для зоны хвойных и смешанных лесов. Там, где осадков выпадает больше, чем испаряется, в почвах формируется промывной режим, при котором продукты распада органических и минеральных веществ быстро выносятся в нижние почвенные горизонты. Образуется осветленный подзолистый горизонт, по цвету напоминающий золу. Подзолистые почвы содержат мало гумуса и требуют внесения удобрений.
Серые лесные почвы формируются под смешанными, широколиственными лесами и лесостепями в условиях умеренного климата. Мягкая зима, тёплое лето и умеренное увлажнение приводят к тому, что гумусовый горизонт может достигать 50 см.
Серозёмы
- почвы пустынь и полупустынь. Они образуются при высоких температурах и недостатке влаги. Гумуса в них мало, он накапливается только за счет отмирания весенней травянистой растительности и составляет всего несколько сантиметров. Эти почвы могут быть плодородны только при хорошем орошении.
Ферраллитные почвы формируются под влажными экваториальными и тропическими лесами на сильно разрушенных горных породах древней суши - ферраллитной коре выветривания. Из-за содержания в материнской породе большого количества окислов железа и алюминия почвы приобретают красные, желтые и бурые цвета и поэтому носят название краснозёмов, жёлто-красных, красных, красновато-бурых, коричнево-красных почв. Слой гумуса в этих почвах достаточно большой.
На территории России есть много видов почв. Все они различаются по химическому и механическому составу. В настоящий момент сельское хозяйство находится на грани кризиса. Российские почвы необходимо ценить, как землю, на которой мы живем. Ухаживать за почвами: удобрять их и предотвращать эрозию (разрушение).
