土壤看起来总是黑黢黢,静悄悄,似乎没有生机,然而事实却并非如此,土壤中潜伏着不可计数的生命体,土壤动物和微生物。土壤微生物肉眼无法看到,我们并不熟悉,然而对于土壤动物,我们就再熟悉不过了,忙忙碌碌分工明确的蚂蚁、数年潜伏一夏欢歌的知了,潮湿天气分外活跃的蚯蚓。那么,这些小动物们生存于土壤中,对土壤有些什么样的作用呢?
参与物质循环? 提高土壤肥力
土壤动物隶属于五大成土因素之一的土壤生物,它与土壤微生物一起参与了土壤分化后土壤中的多种物理、化学和生物的作用过程,对土壤有效养分的增加作用明显。土壤动物是生态系统的分解者,同时也是养分的创造者。它们将落在地面上的枯枝落叶和埋藏在地下的植物根茎,以及各类生物尸体和粪便进行粉碎,然后与微生物共同将各类碎片进一步分解,成为能利用的营养物质,与土壤混合后形成肥沃的腐殖质。与此同时,土壤动物本身也会通过排泄产生大量的营养物质。以大型动物蚯蚓为例,每天尿素的排泄量占自身鲜重的6.2%-7.6%,而蚓粪和经蚯蚓加工过的土壤有机质、全氮、有效氮、磷、钾、钙、镁等均提高。
改变土壤物理结构
大型土壤动物可以创造三种土壤结构:排泄在土表和土内的粪便,用来居住的洞穴,在土内活动留下的孔道。土壤动物的粪便由于富集了粘粒、有机质和高价阳离子,因此有利于形成更多、更稳定的团聚体,蚯蚓就常常被用于改善土壤团粒结构,肥沃土壤中蚯蚓的粪便可达30吨/公顷。土壤洞穴、孔道由于深入地下,会改变土壤的入渗率,有研究认为蚯蚓洞穴可提高导水率80%,提高入渗率6倍以上。虽然这会增加土壤的持水性,但是有时也会带来不好的后果,例如表施的化学肥料、农药等流入土壤深层,污染地下水。
改变土壤微生物组成以及酶活性
土壤动物通过改善微环境、提高有机物的表面积、直接取食、携带传播微生物等方式影响土壤微生物群落的数量、活性、组成和功能。有研究发现,食物经蚯蚓消化道后,细菌、放线菌数量增加了1000倍。
土壤动物消化道内存在多种酶。同样以蚯蚓为例,在种植黑麦草的土壤中引入蚯蚓,转化酶、淀粉酶、磷酸酶升高。
抑制植物病虫害
很多土壤动物以土壤中的真菌菌丝或腐烂的植物体为食,而真菌和腐烂植物体是病虫害传播的重要介质。因而控制病害发生。另外,捕食性土壤动物是土壤害虫的天敌,是进行生物防治的天然材料。例如白符跳可以捕食根结线虫,一种广泛分布的严重危害农作物的农业害虫。
指示环境污染与净化环境
土壤动物对环境变化反应敏感,物种组成和生存密度会随着环境的变化而改变。因此可以利用土壤动物的组成和数量作为监测环境质量的手段,例如符跳虫在酸化和重金属离子累积的环境中数量和丰富度增加,可以作为指示重金属污染的指示物种。大多数种类的土壤动物是生态系统的分解者,是自然环境的清道夫。有些种类的土壤动物在毒物物质,例如农药、重金属等的降解、浓缩和转化方面起着重要作用,而用土壤作为净化污水已是很成熟的做法。
其他方面的利用
有些土壤动物可以作为食品,例如蚂蚁、蚯蚓;有些可入药,例如地鳖虫、蝎、蜈蚣等;有些可以作为害虫的天敌或家禽家畜的饲料等。
总之,土壤动物对土壤质量及功能的保持和提高具有重要作用,保护和合理开发利用土壤资源意义重大。