สิ่งมีชีวิตในดิน ดินเป็นระบบที่ซับซ้อน หนึ่งในองค์ประกอบการทำงานหลักคือสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ กิจกรรมของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้จะกำหนดธรรมชาติและความรุนแรงของวัฏจักรทางชีวภาพของสาร ขนาดและความเข้มของการตรึงองค์ประกอบทางชีวภาพหลัก - ไนโตรเจนในบรรยากาศ ความสามารถของดินในการทำให้บริสุทธิ์ในตัวเอง ฯลฯ นักวิทยาศาสตร์หลายคนให้ความสนใจกับ บทบาทที่โดดเด่นของกระบวนการทางชีวเคมีในดินและเกี่ยวข้องกับผลผลิตของพืชผลทางการเกษตรกับการทำงานเชิงรุกของสิ่งมีชีวิตในดินที่มีขนาดเล็กมาก

สิ่งที่สำคัญที่สุดคือมุมมองเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตในดินของ V. R. Williams ซึ่งเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของวัฏจักรทางชีวภาพขนาดเล็กของสารบนโลกด้วยการเสริมสมรรถนะของดินด้วยไนโตรเจนอันเป็นผลมาจากการตรึงไนโตรเจนในชั้นบรรยากาศ ความสำคัญของสิ่งมีชีวิตในดินได้เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ และไม่เพียงแต่เกี่ยวข้องกับบทบาทที่ไม่สามารถทดแทนได้ในการก่อตัวของความอุดมสมบูรณ์ของดินเท่านั้น ด้วยมลภาวะทางเทคโนโลยีของส่วนประกอบของชีวมณฑลรวมถึงดิน สิ่งมีชีวิตในดินจึงทำหน้าที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งคือการล้างพิษของสารประกอบต่าง ๆ ที่มีอยู่ในดินและส่งผลกระทบต่อสถานะของสิ่งแวดล้อมและคุณภาพของผลผลิตทางการเกษตร โลก - เปโดสเฟียร์ ดินเป็นผลจากอิทธิพลของสภาพอากาศ พืช สัตว์ และจุลินทรีย์รวมกันบนชั้นผิวของหิน ในระบบที่ซับซ้อนนี้ การสังเคราะห์และการทำลายอินทรียวัตถุ วงจรขององค์ประกอบของเถ้าและสารอาหารไนโตรเจนของพืช การล้างพิษของมลพิษต่างๆ ที่เข้าสู่ดิน ฯลฯ กระบวนการเหล่านี้เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องด้วยโครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ของ ดินซึ่งเป็นระบบที่เชื่อมโยงระหว่างของแข็ง ของเหลว ก๊าซ และสิ่งมีชีวิต ตัวอย่างเช่น ระบอบการปกครองของอากาศในดินมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความชื้น การผสมผสานที่เหมาะสมของปัจจัยเหล่านี้มีส่วนช่วยในการพัฒนาพืชที่สูงขึ้นให้ดีขึ้น อย่างหลังซึ่งผลิตชีวมวลได้มากขึ้น จัดหาอาหารและวัสดุพลังงานมากขึ้นสำหรับสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในดิน ซึ่งช่วยปรับปรุงกิจกรรมชีวิตของพวกมัน และช่วยเพิ่มคุณค่าให้กับดินด้วยสารอาหารและสารประกอบออกฤทธิ์ทางชีวภาพ ระยะของแข็งของดินซึ่งแหล่งของสารอาหารและสารพลังงานส่วนใหญ่มีความเข้มข้น - ฮิวมัส, คอลลอยด์ออร์แกโนมิเนอรัล, Ca g +, Mg 2 ไอออนบวกบนพื้นผิวของอนุภาคดินเชื่อมโยงถึงกันกับสารเชิงซ้อนทางชีวภาพในดิน (SBC) อนุภาคของดินโดยเฉพาะคอลลอยด์และเศษตะกอนเนื่องจากมีพื้นที่ผิวรวมขนาดใหญ่จึงมีความสามารถในการดูดซับ ความสามารถนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อสิ่งแวดล้อม เนื่องจากช่วยให้ดินดูดซับสารประกอบต่างๆ รวมถึงสารประกอบที่เป็นพิษ และด้วยเหตุนี้จึงป้องกันไม่ให้สารพิษเข้าสู่ห่วงโซ่อาหาร

องค์ประกอบของ PBC- เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าชั้นบนสุดของดินโดยทั่วไปประกอบด้วยแร่ธาตุ (93%) และอินทรียวัตถุ (7%) ในทางกลับกัน อินทรียวัตถุ ได้แก่ อินทรียวัตถุที่ตายแล้ว (85%) รากพืช (1%) และเอดาฟอน (5%) โครงสร้างของเอดาฟอนประกอบด้วยแบคทีเรียและแอคติโนไมซีต (40%) เชื้อราและสาหร่าย (40%) ไส้เดือน (12%) สัตว์ขนาดเล็กอื่น ๆ (5%) และเมโซฟานา (3%)

มวลของแบคทีเรียอยู่ที่ประมาณ 10 ตัน/เฮกตาร์ เห็ดด้วยกล้องจุลทรรศน์มีมวลเท่ากัน มวลของโปรโตซัวสูงถึงประมาณ 370 กิโลกรัม/เฮกตาร์ เป็นต้น สำหรับพื้นที่เพาะปลูก 1 เฮกตาร์จะมีไส้เดือน 250,000 ตัว (50... 140 กิโลกรัม/เฮกตาร์) สำหรับทุ่งหญ้า 1 เฮกตาร์ - 500... 1,575,000 ตัว (1,150. .1680 กก./เฮกตาร์) ต่อหญ้าแห้ง 1 เฮกตาร์ - 2...5.6 ล้าน (มากกว่า 2 ตัน/เฮกตาร์) ในบรรดาสิ่งมีชีวิตของสัตว์ในชีวมณฑลนั้น ประชากรในดินมีลักษณะเป็นสิ่งมีชีวิตต่อหน่วยพื้นที่ที่ใหญ่ที่สุด จากสมมติฐานที่ว่ามวลชีวภาพเฉลี่ยของสัตว์ในดินอยู่ที่ 300 กิโลกรัม/เฮกตาร์ บนพื้นที่ 80 ล้านตารางกิโลเมตร 2 ของดินปกคลุมโลก (ไม่มีทะเลทราย) มวลชีวภาพรวมของสัตว์ในดินทั่วโลกอยู่ที่ 2.5 พันล้านตัน . กิจกรรมของสัตว์ในดินหรือสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำประกอบด้วยการสลายตัวของขยะให้เป็นอนุพันธ์อินทรีย์ที่ซับซ้อน (หน้าที่ดั้งเดิมของไส้เดือน) จากนั้นสารประกอบเหล่านี้จะผ่านไปยังแบคทีเรีย แอกติโนไมซีต และเชื้อราในดิน ซึ่งจะปล่อยส่วนประกอบแร่ธาตุดั้งเดิมออกจากสารอินทรีย์ที่ตกค้าง ซึ่งผู้ผลิตจะดูดซึมอีกครั้ง ความอุดมสมบูรณ์ของดิน “สุขภาพ” คุณภาพของผลผลิตทางการเกษตร และสภาวะของสิ่งแวดล้อม ขึ้นอยู่กับกิจกรรมของสิ่งมีชีวิตในดิน ความรู้เกี่ยวกับการทำงานของ PBC ในสภาพแวดล้อมต่างๆ มีความสำคัญขั้นพื้นฐานสำหรับการสร้างระบบนิเวศเกษตรที่มีประสิทธิผลและยั่งยืนสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ทางการเกษตรที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และลดมลพิษทางชีวมณฑลให้เหลือน้อยที่สุด

การจัดโครงสร้างและการทำงานของ PBC ในสภาพแวดล้อมต่างๆเงื่อนไข.ดินเป็นส่วนหนึ่งของชีวมณฑลซึ่งมีปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมต่างๆ ทำงานอยู่ ดังนั้นในธรรมชาติจึงมีดินหลายประเภทและหลากหลายโดยมีอาการของกระบวนการทางชีววิทยาที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่นดินทางตอนใต้ที่เกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขของการผสมผสานที่เหมาะสมของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม (ความร้อนที่เพียงพอ ความชื้น สารอาหาร) นั้นมีกิจกรรมทางชีวภาพที่สูงขึ้น ดินภาคเหนือภายใต้เงื่อนไขของปัจจัยด้านอุณหภูมิที่จำกัด ประเภทการชะล้างของรูปแบบน้ำ ลักษณะของหินที่ก่อตัวเป็นดิน ฯลฯ มีคุณลักษณะพิเศษคือกิจกรรมทางชีวภาพต่ำและ PBC ที่แปลกประหลาด กล่าวอีกนัยหนึ่ง ระบบนิเวศที่แตกต่างกันทำหน้าที่โดยการมีส่วนร่วมของสิ่งมีชีวิตในดินที่แตกต่างกัน ซึ่งเป็นตัวกำหนดระดับความอุดมสมบูรณ์ของดินและการต้านทานของระบบนิเวศต่อปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวย ดังนั้นดินเชอร์โนเซมจึงมีผลผลิตสูงและต้านทานสารพิษสูง ดินของซีรีย์ภาคเหนือ - พอซโซลิกและสดพอซโซลิก - มีความอุดมสมบูรณ์น้อยกว่าและมีความต้านทานต่ำต่อมลพิษจากมนุษย์ ขึ้นอยู่กับชนิดของดินและสถานะทางวัฒนธรรม ความแตกต่างเหล่านี้แสดงให้เห็นความผันผวนอย่างมีนัยสำคัญในจำนวนและโครงสร้างของสิ่งมีชีวิตในดินโดยทั่วไปและโดยเฉพาะอย่างยิ่งจุลินทรีย์ จุลินทรีย์ในดินจำนวนมากที่สุดพบได้ในเชอร์โนเซมและดินเกาลัดบางชนิด ดิน Serozem (ชลประทาน) มีลักษณะพิเศษคือมีจุลินทรีย์จำนวนมาก ไปทางเหนือและใต้ของภูมิภาคที่มีการแพร่กระจายของดินเหล่านี้ จำนวนจุลินทรีย์จะลดลง ไมโครไบโอต้าทำหน้าที่หลักในฮิวมัสชั้นบน ซึ่งมีสารอาหารเข้มข้นมากที่สุด กล่าวคือ ความอุดมสมบูรณ์ของดินและสิ่งมีชีวิตในดินมีความเชื่อมโยงถึงกัน

การเปลี่ยนแปลงเชิงโครงสร้างในการทำงานของระบบนิเวศในสภาพดินและนิเวศน์ต่างๆ ถูกกำหนดโดยการมีส่วนร่วมของกลุ่มประชากรชีวภาพในดินกลุ่มต่างๆ ในกระบวนการทางชีวเคมี ตัวอย่างเช่น ในระบบนิเวศภาคเหนือ ประชากรเชื้อรามีส่วนร่วมในวงจรทางชีววิทยา ทางทิศใต้ แบคทีเรียและแอคติโนไมซีตมีอิทธิพลเหนือในโครงสร้างของจุลินทรีย์ซีโนซิส นอกจากนี้ยังได้ระบุลักษณะสายพันธุ์ของจุลินทรีย์ในการทำงานของระบบนิเวศต่างๆ อีกด้วย ในระบบนิเวศที่มีกระบวนการสร้างแร่ที่อ่อนแอ (ดินสด-พอซโซลิค และโดยเฉพาะอย่างยิ่งดินพอซโซลิก) สายพันธุ์ที่โดดเด่นคือสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกับการสลายตัวของอินทรียวัตถุในระยะแรก (เบส.ธัญพืช, คุณ.เวอร์กูลัส, คุณ.agglomcratus). การเปลี่ยนแปลงอินทรียวัตถุที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกิดขึ้นพร้อมกับการมีส่วนร่วม คุณ.ไอเซียส, คุณ.เมสเซนเทริคัส, คุณ.ซับลิลิส. ในระบบนิเวศที่มีระบบไนโตรเจนในดินที่ดี จะมีตัวอ่อนอยู่ คุณ.เมกาเธเรียม. ตัวบ่งชี้ดินเค็มคือ คุณ.กา. ศรี/ ไอแคนส์. ในสภาวะที่มีความแห้งแล้งอย่างรุนแรงของระบบนิเวศ (ภูมิภาคของเขตบริภาษแห้ง) องค์ประกอบที่โดดเด่นในโครงสร้างของประชากรแบคทีเรียคือ คุณ.มีเซนเทอริคัส ไนเจอร์. ดังนั้นโดยโครงสร้างของจุลินทรีย์ cenosis และโดยเฉพาะอย่างยิ่งโดยองค์ประกอบสายพันธุ์ของจุลินทรีย์ เราสามารถตัดสินกระบวนการสร้างดินและสถานะของระบบนิเวศได้

10. หน้าที่ทั่วโลกของดิน หน้าที่ทางนิเวศน์ของดินและข้อจำกัด แนวคิดเรื่องความล้าของดิน มลพิษในดินจากการกระทำของมนุษย์ (โลหะหนัก, ไดออกซิน, สารพิษจากเชื้อรา) การควบคุมมลพิษ การอนุรักษ์และการสืบพันธุ์ของความอุดมสมบูรณ์ของดิน

หน้าที่ของดินประกันชีวิตบนโลก - บทหน้าที่ของดิน- การใช้งานฟังก์ชันนี้ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นในดินในรูปแบบที่เข้าถึงได้ของสารประกอบทางเคมีขององค์ประกอบทางชีวภาพที่จำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิต ดินเป็นคลังเก็บสารอาหารที่สำคัญที่สุด (คาร์บอน ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส ซัลเฟอร์ แคลเซียม โพแทสเซียม ฯลฯ) ไม่ให้ถูกชะล้างลงสู่มหาสมุทรโลกอย่างรวดเร็ว

ดินสะสมความชื้นทำให้เกิดการเชื่อมโยง autotrophic ของ biogeocenoses กับความต้องการในช่วงฤดูปลูก

เป็นแหล่งที่อยู่อาศัยของพืช สัตว์ จุลินทรีย์ ฯลฯ

ดินจัดระเบียบการไหลของสารทั้งหมดในชีวมณฑลโดยทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมโยงและกลไกการกำกับดูแลในกระบวนการของการไหลเวียนทางชีวภาพและทางธรณีวิทยาขององค์ประกอบ: โดยพื้นฐานแล้วมัน "ปิด" วัฏจักรชีวธรณีเคมีทั้งหมด

ดินควบคุมองค์ประกอบของบรรยากาศและไฮโดรสเฟียร์

ผลจากการแลกเปลี่ยนก๊าซอย่างต่อเนื่องระหว่างดินและบรรยากาศ ก๊าซต่างๆ (รวมถึง "เรือนกระจก") และก๊าซขนาดเล็กจึงถูกเปลี่ยนให้เป็นแอ่งอากาศ ตัวอย่างเช่น การสลายตัวของเศษพืชที่ตายแล้วโดยเฉลี่ยต่อพื้นที่ 1 เฮกตาร์จะทำให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์ 84 กิโลกรัมต่อวัน พบว่า 40...70% ของก๊าซนี้ที่ใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงได้มาจาก "การหายใจของดิน" ปริมาณที่เหลือจะถูกส่งผ่านการเคลื่อนที่ในแนวนอนและแบบปั่นป่วนของมวลอากาศในทางกลับกัน ดูดซับออกซิเจนในชั้นบรรยากาศ ดินมีอิทธิพลต่อสถานะทางเคมีของน้ำบนบกและชายฝั่งทะเลและมหาสมุทร หน้าที่ที่สำคัญที่สุดของดินคือการสะสมในส่วนพื้นผิวของเปลือกโลกที่ผุกร่อน ในขอบเขตอินทรีย์ของดินของสารอินทรีย์เฉพาะ - ฮิวมัสและพลังงานเคมีที่เกี่ยวข้อง กระบวนการของการสะสมทางชีวภาพ การเปลี่ยนแปลงและการกระจายพลังงานที่มาจากดวงอาทิตย์สู่โลกเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในดิน การทำงาน) พลังงานสำรองนี้เป็นที่มาของกระบวนการที่สำคัญ พลังงานชีวภาพที่มีศักยภาพจะกระจุกตัวอยู่ในดินซึ่งส่วนใหญ่อยู่ในรูปของรากพืชและชีวมวลของจุลินทรีย์ฮิวมัส

ดินช่วยปกป้องเปลือกโลกจากอิทธิพลของปัจจัยภายนอกและควบคุมความรุนแรงของการสูญเสียทางธรณีวิทยา

ดินทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมการกระจายตัวของสิ่งมีชีวิต ทำหน้าที่สร้างและรักษาความหลากหลายทางชีวภาพ เนื่องจากเป็นที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตหลายชนิด จึงจำกัดกิจกรรมของบางชนิดและส่งเสริมกิจกรรมของสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ความหลากหลายของดินที่หลากหลายจะกำหนดสภาพความเป็นอยู่ของสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันมากล่วงหน้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งความอุดมสมบูรณ์ของดินและความมั่นคงของระบบนิเวศเกษตรขึ้นอยู่กับสิ่งนี้ ตัวอย่างเช่น ดินเชอร์โนเซมซึ่งมีประชากรจุลินทรีย์สูง มีความอุดมสมบูรณ์สูงและต้านทานปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่ไม่พึงประสงค์ได้ดีกว่า ดิน Soddy-podzolic และโดยเฉพาะอย่างยิ่งดิน Podzolic มีลักษณะพิเศษคือการปนเปื้อนของจุลินทรีย์ในดินน้อยกว่า ความอุดมสมบูรณ์ต่ำ และความต้านทานต่อสารพิษต่างๆ ไม่ดี ด้วยเหตุนี้ โรงเรือนภาคเหนือจึงมีความเสี่ยงมากกว่าโรงเรือนภาคใต้ และจะต้องนำมาพิจารณาในกระบวนการผลิตด้วย

ความสำคัญของดินในระบบนิเวศเกษตรดินเป็นปัจจัยหลักในการผลิตทางการเกษตรและเป็นพื้นฐานของระบบนิเวศเกษตร มนุษยชาติได้รับอาหารประมาณ 95% จากดิน การดูแลรักษาความอุดมสมบูรณ์ของดินและ "สุขภาพ" ของดินควรเป็นสิ่งสำคัญอันดับแรกในการผลิตทางการเกษตร

ดินเป็นพื้นที่อยู่อาศัยที่ให้ที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต

ดินเป็นส่วนสนับสนุนทางกลของพืชพรรณที่เติบโตอยู่บนนั้น

บทบาทของดินในฐานะผู้รักษาเมล็ดพันธุ์ไม่สามารถทดแทนได้ ความสามารถของดินในการเก็บเมล็ดไว้เป็นเวลาหลายปีโดยไม่สูญเสียความงอกนั้นอธิบายได้จากการมีสารที่ยับยั้งการงอกของเมล็ด ดังนั้นธรรมชาติจึงรักษาความหลากหลายทางชีวภาพและความสามารถในการฟื้นฟูประชากรพืช

ดินสะสมน้ำ สารอาหาร และสารพลังงานที่จำเป็นสำหรับชีวิตของสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ รวมถึงผู้ผลิตหลัก ซึ่งส่วนใหญ่กำหนดความอุดมสมบูรณ์ของมัน ดินเป็นแหล่งกักเก็บปุ๋ยชนิดหนึ่งตำรวจประกอบด้วยเอนไซม์ทั้งหมดที่รู้จักในสิ่งมีชีวิตรวมถึงเอนไซม์ที่กำหนดความอุดมสมบูรณ์ของดินและ "สุขภาพ" ของมัน - เปอร์ออกซิเดส, ไนโตรเจน, ไนเตรตรีดักเตส, คาตาเลส ฯลฯ การทำงานของเอนไซม์เหล่านี้จะกำหนดระบอบไนโตรเจนของดินความพร้อมของสารอาหาร ตลอดจนความสามารถของดินในการล้างพิษมลพิษต่างๆ

ดินควบคุมระบอบความร้อนใต้พิภพ ซึ่งช่วยให้สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในดินสามารถรักษาหน้าที่สำคัญของพวกมันได้ในอุณหภูมิและความชื้นที่แน่นอน

ดินทำหน้าที่ด้านสุขอนามัย ความสามารถในการทำให้ดินบริสุทธิ์ในตัวเองสูงเนื่องจากสิ่งมีชีวิตในดินทำให้มั่นใจได้ว่าเชื้อโรคและสารพิษหลายชนิดจะเป็นกลาง ซึ่งส่งผลเชิงบวกต่อคุณภาพของผลผลิตทางการเกษตรและสภาวะของสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ

ดินมีฟังก์ชันข้อมูลโดยธรรมชาติ ตัวอย่างเช่นเป็นที่ทราบกันดีว่าการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิดินถึง +5 ° C ในฤดูใบไม้ผลิจะช่วยกระตุ้นการกระตุ้น (การเคลื่อนไหวที่เพิ่มขึ้น) ของไนโตรเจน ฟอสฟอรัส โพแทสเซียม เช่น ขีดจำกัดอุณหภูมิที่ระบุทำหน้าที่เป็น "สัญญาณ" ไปยังจุดเริ่มต้นของ การบริโภคสารอาหารที่เกี่ยวข้องกับการเริ่มต้นของฤดูปลูก “การสุกของดิน” และระยะเวลาของฤดูปลูกในสภาพแวดล้อมต่างๆ ขึ้นอยู่กับลักษณะของดินปกคลุม

ดินทำหน้าที่เป็นอุปสรรคทางชีวเคมี ความสามารถในการดูดซับสารประกอบต่างๆ รวมถึงสารพิษ ทำให้สามารถมีบทบาทเป็นผู้ปฏิบัติงานด้านสุขอนามัยสิ่งแวดล้อมด้านเคมี และด้วยเหตุนี้จึงป้องกันการปนเปื้อนเข้าไปในผลิตภัณฑ์ทางการเกษตร

ความเหนื่อยล้าของดินเมื่อพิจารณาถึงบทบาทหน้าที่ของดินในระบบนิเวศและระบบนิเวศเกษตร เราจะต้องไม่มองข้ามข้อจำกัดบางประการของดิน ฟังก์ชันเหล่านี้ไม่จำกัดและอาจหยุดชะงักเนื่องจากกิจกรรมการผลิต ตัวอย่างหนึ่งของการละเมิดดังกล่าวเรียกว่า "ความล้าของดิน" อาการภายนอกของความล้าของดินนั้นแสดงออกมาในผลผลิตของพืชผลทางการเกษตรที่ลดลงอย่างรวดเร็วซึ่งสังเกตได้ในระหว่างการเพาะปลูกอย่างต่อเนื่อง (หรือกลับสู่พื้นที่หมุนเวียนพืชก่อนหน้าบ่อยครั้ง) ของพืชในสกุลเดียวกัน สิ่งนี้มักสังเกตได้บ่อยที่สุดในระหว่างการหว่านเมล็ดแฟลกซ์ ทานตะวัน หัวบีท ฝ้าย และพืชผลอื่น ๆ ซ้ำ ๆ สาเหตุหลักของความล้าของดินคือการสะสมสารพิษในดินที่ถูกหลั่งออกมาจากรากพืชและจุลินทรีย์ แมลงศัตรูพืชเฉพาะ เชื้อโรค และวัชพืช . เนื่องจากความเป็นไปได้ที่จะผลิตสารพิษจากเชื้อราในระหว่างที่ดินล้า สภาพแวดล้อมที่มีอยู่เอื้อต่อการเกิดกระบวนการนี้ อันตรายของการปนเปื้อนในดินจึงกลายเป็นจริง ซึ่งเป็นภัยคุกคามร้ายแรง การป้องกันความล้าของดินจึงค่อนข้างง่าย จำเป็นต้องสังเกตการปลูกพืชหมุนเวียน ปรับปรุงสุขภาพดินโดยการใช้ปุ๋ยอินทรีย์ ปุ๋ยพืชสด พันธุ์ต้านทานการเจริญเติบโต ฯลฯ

ในบรรดาสารปนเปื้อนที่ระบุไว้ โลหะหนักและสารประกอบของพวกเขาก่อตัวเป็นกลุ่มสารพิษที่มีนัยสำคัญ โดยส่วนใหญ่เป็นตัวกำหนดผลกระทบจากการกระทำของมนุษย์ต่อโครงสร้างทางนิเวศน์ของสิ่งแวดล้อมและต่อตัวมนุษย์เอง เมื่อพิจารณาถึงขนาดการผลิตและการใช้โลหะหนักที่เพิ่มมากขึ้น ความเป็นพิษสูง ความสามารถในการสะสมในร่างกายมนุษย์ และผลกระทบที่เป็นอันตรายแม้ในปริมาณหรือความเข้มข้นที่ค่อนข้างต่ำ มลพิษทางเคมีเหล่านี้ควรได้รับการพิจารณาเป็นลำดับความสำคัญ จากมุมมองด้านสิ่งแวดล้อม พิษวิทยา และสุขอนามัย ไม่สามารถรับรู้โลหะหนักทุกชนิดได้อย่างชัดเจน สิ่งที่น่าสนใจประการแรกคือโลหะที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดและในปริมาณที่มีนัยสำคัญในกิจกรรมการผลิตของมนุษย์ และเป็นผลจากการสะสมในสภาพแวดล้อมภายนอก ก่อให้เกิดอันตรายร้ายแรงในแง่ของกิจกรรมทางชีวภาพและคุณสมบัติที่เป็นพิษ สิ่งเหล่านี้รวมถึงตะกั่ว ปรอท แคดเมียม สังกะสี บิสมัท โคบอลต์ นิกเกิล ทองแดง ดีบุก พลวง วานาเดียม แมงกานีส โครเมียม โมลิบดีนัม และสารหนู โลหะหนักมีบทบาทสำคัญในกระบวนการเผาผลาญ แต่เมื่อมีความเข้มข้นสูง สารเหล่านี้ทำให้เกิดมลภาวะในดิน ส่งผลเสียต่อระบบ พิษของโลหะหนักมีทั้งทางตรงและทางอ้อม ในกรณีแรกปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับเอนไซม์จะถูกบล็อกซึ่งจะนำไปสู่การลดหรือหยุดผลการเร่งปฏิกิริยา ผลกระทบทางอ้อมแสดงออกมาในการถ่ายโอนสารอาหารไปสู่สภาวะที่ไม่สามารถเข้าถึงได้และทำให้เกิดสภาพแวดล้อมที่ "หิวโหย" อันตรายที่เกิดจากมลภาวะของโลหะหนักยังรุนแรงขึ้นจากการกำจัดออกจากดินอย่างอ่อนแอ เงื่อนไขของไลซิมิเตอร์หลอดเลือดดำจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับประเภทของโลหะดังต่อไปนี้: สำหรับ Zn - 70...510 ปี, Cd-13...1100, Cu-310...1500, Pb-740...5900 ปี โลหะหนักผ่านการเปลี่ยนแปลงทางเคมีในดิน , ในระหว่างนั้นความเป็นพิษของพวกมันจะแตกต่างกันไปภายในขอบเขตที่กว้างมาก อันตรายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดคือโลหะหนักในรูปแบบที่เคลื่อนที่ได้ เช่น สิ่งมีชีวิตที่เข้าถึงได้มากที่สุด การเคลื่อนไหวขึ้นอยู่กับปัจจัยทางนิเวศวิทยาของดินอย่างมีนัยสำคัญ โดยปัจจัยหลักคือเนื้อหาของอินทรียวัตถุ ความเป็นกรดของดิน สภาพรีดอกซ์ ความหนาแน่นของดิน ฯลฯ

เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์พืชผลที่ปราศจากโลหะหนักบนดินที่มีปริมาณโลหะหนักสูง จำเป็นต้อง:

ดำเนินการตรวจสอบที่ดินทำกินทางเคมีเกษตรกำหนดปริมาณโลหะหนักในดิน

เปรียบเทียบปริมาณโลหะหนักกับปริมาณโพแทสเซียมและแคลเซียม

ทำให้เกิดดินที่เป็นกรด

ไม่รวมการใช้ปุ๋ยแร่ที่มีโลหะหนัก

เลือกพืชผลที่ใช้องค์ประกอบเหล่านี้น้อยที่สุด พืชเพื่อการแปรรูปทางเทคนิคสามารถปลูกได้ในพื้นที่ที่มีมลพิษสูง

ตรวจสอบผลิตภัณฑ์เป็นระยะสำหรับปริมาณโลหะหนัก

นอกจากนี้ ผลกระทบของโลหะหนักต่อสุขภาพของประชาชนสามารถลดลงได้โดยดำเนินการดังต่อไปนี้:

การจัดระบบการควบคุมการปล่อย HM สู่ชั้นบรรยากาศและน้ำอย่างถูกต้องและรวดเร็ว

ติดตามห่วงโซ่การอพยพของโลหะหนักจากแหล่งสู่มนุษย์

สร้างการควบคุมปริมาณ HM ในอาหาร น้ำ และเครื่องดื่มในวงกว้างและมีประสิทธิภาพ (ในระดับต่างๆ จนถึงระดับครัวเรือน)

ดำเนินการสุ่มสำรวจประชากรเพื่อหาปริมาณโลหะหนักในร่างกาย

ความยากลำบากในการแก้ปัญหาเหล่านี้คือ: 1) การอพยพและความเป็นพิษของธาตุขึ้นอยู่กับรูปแบบทางกายภาพ ดังนั้น วิธีการวิเคราะห์ควรทำให้สามารถกำหนดรูปแบบการจับยึดและที่ไม่ละลายน้ำของสาร ระดับของการเกิดออกซิเดชันของธาตุ 2) วิธีการควบคุมจะต้องมีเกณฑ์การตรวจจับต่ำ การเลือกสูง และต้นทุนต่ำ

มลภาวะไดออกซิน ในบรรดาสารพิษที่มีต้นกำเนิดจากมนุษย์ซึ่งก่อให้เกิดมลพิษต่อระบบนิเวศ (รวมถึงดิน) ไดออกซินก่อให้เกิดอันตรายอย่างมาก ไดออกซินมีลักษณะพิเศษคือมีความคงตัวในดินสูงผิดปกติ เมื่อพวกมันลงสู่ดิน พวกมันจะผ่านเข้าสู่ระยะอินทรีย์ อพยพ (ส่วนใหญ่อยู่ในแนวตั้ง) ในรูปของสารเชิงซ้อนที่มีอินทรียวัตถุ เข้าสู่แหล่งน้ำและรวมอยู่ในห่วงโซ่อาหาร เนื่องจากอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมหาศาลที่เกี่ยวข้องกับมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมจากไดออกซิน จึงมีการนำข้อจำกัดเกี่ยวกับความเหมาะสมของดินที่ปนเปื้อนสารพิษเหล่านี้เพื่อการใช้งานต่างๆ ดินที่มีความเข้มข้นของไดออกซิน 1 ng/kg ถือว่าไม่เหมาะสมสำหรับการอยู่อาศัย เหมาะสำหรับใช้ในการก่อสร้างทางอุตสาหกรรม - ที่มีความเข้มข้นมากกว่า 0.25 ng/kg, สำหรับใช้ในการเกษตร - มากกว่า 0.01 ng/kg

การฆ่าเชื้อในดินจากไดออกซินเป็นเรื่องยากมาก สำหรับตอนนี้เราทำได้แต่พูดถึงการลดอันตรายที่เกิดขึ้นเท่านั้น ประการแรกจำเป็นต้องปรับปรุงเทคโนโลยีในอุตสาหกรรมที่เป็นแหล่งที่มาของสารพิษปฏิบัติตามมาตรฐานอย่างเคร่งครัดสำหรับเนื้อหาในวัตถุต่าง ๆ (น้ำดิน) และพัฒนาเทคโนโลยีที่ทำลายยา

ความสามารถในการผลิตสารพิษนั้นไม่ได้ระบุไว้เฉพาะในเชื้อราเท่านั้น แต่ยังมีอยู่ในแบคทีเรียและแอคติโนไมซีตอีกด้วย เมื่อศึกษาผลกระทบของปริมาณตะกั่วที่เพิ่มขึ้นและยาฆ่าแมลงคิวโปรซาน (ไม่รวมอยู่ในการใช้งาน) พบว่าพลังงานการงอกของข้าวโอ๊ตลดลงและการพัฒนาระบบรากลดลงซึ่งบ่งบอกถึงการมีอยู่ของสารพิษในดิน . ในเวลาเดียวกัน actinomycetes ของกลุ่มไนเจอร์และรูปแบบปลอดเชื้อของพวกมันมีความโดดเด่นในประชากรจุลินทรีย์ และความหลากหลายของสายพันธุ์ของแบคทีเรียก็ลดลง เพื่อลดและป้องกันอันตรายจากการปนเปื้อนจากสารพิษจากจุลินทรีย์ จำเป็นต้องใช้กลไกทางชีววิทยาตามธรรมชาติในการปกป้องดิน รวมถึงโครงสร้างของจุลินทรีย์ cenosis และความหลากหลายทางชีวภาพ

ผลจากผลกระทบต่อมนุษย์ในดิน กิจกรรมของกลไกทางธรรมชาติที่กำหนดเสถียรภาพและผลผลิตของระบบนิเวศ ตลอดจนคุณภาพของสิ่งแวดล้อมลดลงอย่างมาก สาเหตุหลักสำหรับการหยุดชะงักของกระบวนการเหล่านี้คือ: การลดความชื้น, ความเป็นกรดที่เพิ่มขึ้น, การละเมิดระบอบอุทกวิทยา, การบดอัดของดิน ฯลฯ เพื่อให้แน่ใจว่ามีสารอาหารและฮิวมัสในปริมาณที่เหมาะสมที่สุดในชั้นดินที่เหมาะแก่การเพาะปลูกจึงจำเป็นต้องใช้อย่างน้อยปีละครั้ง ปุ๋ยแร่ 16.5 ล้านตันทั่วรัสเซียโดยรวม สารปรุงแต่ง 50 ล้านตัน และปุ๋ยอินทรีย์ 600 ล้านตันในความเป็นจริงในปี 1993 มีการใส่ปุ๋ยแร่ 4.8 ล้านตันและปุ๋ยอินทรีย์ 231 ล้านตันในปี 1996 - 1.6 และ 88.1 ล้านตันตามลำดับ การเสื่อมสภาพของดินปกคลุมทำให้เกิดเงื่อนไขสำหรับการผลิตสารพิษจากเชื้อราโดยจุลินทรีย์ซึ่ง ในอนาคตอาจนำไปสู่ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่ไม่อาจคาดเดาได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องแก้ปัญหาที่มุ่งรักษาฮิวมัสในดิน ปรับความเป็นกรดของสารละลายในดินให้เหมาะสม ป้องกันการบดอัดมากเกินไป และควบคุมศักยภาพรีดอกซ์ การติดตามระบบนิเวศเกษตร -เป็นระบบสังเกตการณ์และควบคุมสถานะและระดับมลพิษของระบบนิเวศเกษตร (และสภาพแวดล้อมใกล้เคียง) ในกระบวนการกิจกรรมการเกษตรแบบเข้มข้นทั่วประเทศ เป้าหมายหลัก

การจัดระเบียบการสังเกตสถานะของระบบนิเวศเกษตร

การได้รับข้อมูลที่เป็นกลางเป็นระบบและทันเวลาในชุดตัวบ่งชี้บังคับที่ได้รับการควบคุมซึ่งระบุถึงสถานะและการทำงานขององค์ประกอบหลักของระบบนิเวศเกษตร

การประเมินข้อมูลที่ได้รับ

การคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงที่เป็นไปได้ในสถานะของ agrocenosis หรือระบบที่กำหนดในระยะสั้นและระยะยาว

ป้องกันการเกิดสถานการณ์ที่รุนแรงและหาทางแก้ไข

การจัดการเป้าหมายประสิทธิภาพของระบบนิเวศเกษตร

หลักการสำคัญของการติดตามเกษตรนิเวศน์คือ:

ความซับซ้อนนั่นคือการติดตามตัวบ่งชี้สามกลุ่มพร้อมกันซึ่งสะท้อนถึงคุณลักษณะที่สำคัญที่สุดของความแปรปรวนของระบบนิเวศเกษตร (ตัวบ่งชี้การวินิจฉัยการเปลี่ยนแปลงในระยะเริ่มแรก ตัวบ่งชี้ที่แสดงถึงการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลหรือระยะสั้น ตัวบ่งชี้การเปลี่ยนแปลงระยะยาว)

ความต่อเนื่องของการควบคุมสำหรับระบบนิเวศเกษตร โดยจัดให้มีความถี่ในการสังเกตที่เข้มงวดสำหรับตัวบ่งชี้แต่ละตัว โดยคำนึงถึงจังหวะและความรุนแรงของการเปลี่ยนแปลงที่เป็นไปได้

ความสามัคคีของเป้าหมายและวัตถุประสงค์ของการวิจัยดำเนินการโดยผู้เชี่ยวชาญต่างๆ (นักเกษตรวิทยา นักเคมีเกษตร นักอุทกวิทยา นักจุลชีววิทยา นักวิทยาศาสตร์ดิน ฯลฯ) ตามโปรแกรมที่ตกลงร่วมกันภายใต้คำแนะนำทางวิทยาศาสตร์และระเบียบวิธีเดียว

ความเป็นระบบของการวิจัยนั่นคือการศึกษาบล็อกองค์ประกอบของระบบนิเวศเกษตรไปพร้อมๆ กัน ได้แก่ บรรยากาศ-น้ำ-พืช-สัตว์-มนุษย์

ความน่าเชื่อถือของการวิจัยโดยกำหนดว่าความแม่นยำควรครอบคลุมความแปรผันเชิงพื้นที่ พร้อมด้วยการประเมินความน่าเชื่อถือของความแตกต่าง

พร้อมกัน(การรวมกัน, การผันคำกริยา) การสังเกตตามระบบวัตถุที่ตั้งอยู่ในเขตธรรมชาติต่างๆ

ดังที่ทราบกันดีว่าเทคนิคระเบียบวิธีวิธีหนึ่งในการศึกษาสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติแบ่งออกเป็นระบบย่อย (บล็อก) ขึ้นอยู่กับเป้าหมายของการทดลอง เพื่อเป็นทางเลือกในการศึกษา ขอแนะนำให้ใช้ระบบการเกษตรที่สร้างไว้ซึ่งให้ผลผลิตของระบบนิเวศเกษตรในระดับต่างๆ ในระบบการพัฒนาระบบนิเวศเกษตรที่ยั่งยืน การติดตามผลทางเกษตรกรรมถือเป็นผู้นำ เงื่อนไขที่สำคัญในการเพิ่มความยั่งยืนของระบบนิเวศ (และโดยเฉพาะอย่างยิ่งระบบนิเวศเกษตร) คือการพัฒนา การปรับปรุง และการปฏิบัติตามกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อม มาตรฐาน กฎเกณฑ์ และข้อบังคับอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมทางเศรษฐกิจสำหรับการใช้ภูมิทัศน์อย่างเข้มงวด

ค่าความเข้มข้นสูงสุดที่อนุญาตของสารมลพิษซึ่งกำหนดตามระดับความเป็นอันตรายของสารหรือปฏิกิริยาสะท้อนกลับของร่างกายเป็นตัวบ่งชี้ที่พบบ่อยที่สุดเกี่ยวกับสถานะของมลภาวะของสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ มุมมองคือเป้าหมายสูงสุดของการควบคุมสิ่งแวดล้อมคือความปรารถนาที่จะรักษาแนวทางธรรมชาติของกระบวนการสืบทอดบนพื้นฐานของการกำหนดบรรทัดฐานสำหรับสภาพของวัตถุโดยการวิเคราะห์พารามิเตอร์ของระบบนิเวศเกษตรและช่วงเวลาของความผันผวนตามธรรมชาติ รวมถึงการสร้างเกณฑ์ที่สอดคล้องกันและขีดจำกัดวิกฤต ขั้นตอนนี้เรียกว่ากฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อม ขั้นต่อไปคือกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมนั่นเอง ประกอบด้วยการกำหนดมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อมตามกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อม การใช้ระบบของพารามิเตอร์อินทิกรัลทั่วไปและแสดงอาการมากที่สุดของระบบนิเวศเกษตรทำให้สามารถประเมินความเบี่ยงเบนจากสถานะหนึ่งซึ่งเป็นที่ยอมรับตามอัตภาพเป็นบรรทัดฐาน ส่วนประกอบบล็อกหลักของระบบนิเวศเกษตร ได้แก่ บรรยากาศ น้ำ ดิน พืช การดำเนินการตรวจสอบแต่ละออบเจ็กต์เหล่านี้มีคุณสมบัติบางอย่าง การติดตามตรวจสอบสิ่งแวดล้อมในดินประกอบด้วยสามส่วนที่เชื่อมต่อกันตามลำดับ:

การควบคุม (การสังเกต) สถานะของดินและสิ่งปกคลุมดิน และการประเมินการเปลี่ยนแปลงเชิงพื้นที่

การพยากรณ์การเปลี่ยนแปลงสภาพดินและสิ่งปกคลุมดินที่อาจเกิดขึ้นได้

ความรุนแรงของผลกระทบด้านลบต่อมนุษย์ที่ก่อให้เกิดการรบกวนของดินและการลดลงของความอุดมสมบูรณ์ของพวกมัน ส่งผลให้จำเป็นต้องรวมชุดงานต่างๆ ไว้ในโปรแกรมติดตามตรวจสอบระบบนิเวศดินและดิน รายการบ่งชี้สามารถนำเสนอได้ดังนี้:

การกำหนดการสูญเสียดิน (รวมถึงอัตราการสูญเสีย) อันเนื่องมาจากการพัฒนาของการพังทลายของน้ำและภาวะเงินฝืด

ควบคุมการเปลี่ยนแปลงของความเป็นกรดและด่างของดิน (โดยเฉพาะในพื้นที่ที่มีปริมาณปุ๋ยแร่ธาตุเพิ่มขึ้นในระหว่างการระบายน้ำและการชลประทาน รวมถึงเมื่อใช้สารเยียวยาและของเสียจากอุตสาหกรรม ในบริเวณใกล้เคียงศูนย์อุตสาหกรรมขนาดใหญ่ ซึ่งมีลักษณะเป็นกรดสูงของการตกตะกอน) ;

ควบคุมการเปลี่ยนแปลงในระบบเกลือน้ำและความสมดุลของเกลือน้ำของดินที่ถูกยึดคืน ดินที่ปฏิสนธิ หรือดัดแปลงอย่างอื่น

การระบุภูมิภาคที่มีความไม่สมดุลของธาตุอาหารพืชขั้นพื้นฐาน

การตรวจจับและประเมินอัตราการสูญเสียฮิวมัสในดิน รูปแบบไนโตรเจนและฟอสฟอรัสที่มีอยู่ การควบคุมการปนเปื้อนของโลหะหนักในดินที่มีฝนตกและการปนเปื้อนของโลหะหนักในท้องถิ่นในพื้นที่ที่ได้รับอิทธิพลจากสถานประกอบการอุตสาหกรรมและเส้นทางคมนาคม

การควบคุมการปนเปื้อนในดินด้วยสารเคมีป้องกันพืชในพื้นที่ที่มีการใช้งานอย่างต่อเนื่อง (เช่น ในนาข้าว)

การควบคุมการปนเปื้อนในดินด้วยผงซักฟอกและของเสียจากครัวเรือน โดยเฉพาะในพื้นที่ที่มีประชากรหนาแน่นสูง

การควบคุมโครงสร้างของดินตามฤดูกาลและระยะยาวและปริมาณธาตุอาหารพืชในดิน ตลอดจนคุณสมบัติทางกายภาพของน้ำและระดับน้ำใต้ดิน

การประเมินโดยผู้เชี่ยวชาญเกี่ยวกับความน่าจะเป็นของการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของดินในระหว่างการก่อสร้างระบบชลประทาน การแนะนำระบบและเทคโนโลยีการเกษตรใหม่ การก่อสร้างสถานประกอบการอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ และสิ่งอำนวยความสะดวกอื่น ๆ เพื่อให้บรรลุถึงความเป็นตัวแทนของการสังเกตและความเที่ยงธรรมของการประเมินสถานะและการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของดินและเคมีเกษตรขอแนะนำให้ทำการสำรวจดินในช่วง 10-15 ปีและสำรวจเคมีเกษตรทุก ๆ 5 ปี งานประเภทนี้ซ้ำแล้วซ้ำอีก (ในเอกสารการเรียนการสอนที่เรียกว่าการแก้ไขวัสดุจากการสำรวจดินขนาดใหญ่ที่ดำเนินการก่อนหน้านี้) ในด้านหนึ่งทำให้สามารถกำจัดข้อบกพร่องและเติมเต็มช่องว่างของการสังเกตครั้งก่อนได้ก ในทางกลับกัน (ซึ่งสำคัญที่สุด) เพื่อระบุและบันทึกการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของดินและสิ่งปกคลุมดินอันเนื่องมาจากผลกระทบจากมนุษย์ การพัฒนากระบวนการกัดเซาะ ฯลฯ โครงสร้างของการติดตามผลทางการเกษตรประกอบด้วยพารามิเตอร์สากลที่กำหนดลักษณะแต่ละองค์ประกอบของระบบนิเวศเกษตร งานที่สำคัญที่สุด - การได้รับผลิตภัณฑ์คุณภาพสูง - ต้องมีการควบคุมที่ครอบคลุมและหลายระดับ สารพิษที่เข้าสู่ระบบนิเวศเกษตรอันเป็นผลมาจากกิจกรรมของมนุษย์ผ่านชั้นบรรยากาศ ไฮโดรสเฟียร์ และดิน ซึ่งรวมอยู่ในวัฏจักรชีวธรณีเคมี จะถูกขนส่งไปตามสายโซ่:พืช - อาหาร - อาหาร - ร่างกายสัตว์ -

เป็นหนึ่งในข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการสร้างระบบการจัดการเป้าหมายของการผลิตผลิตภัณฑ์ทางการเกษตรที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม การตรวจสอบทางการเกษตรควรขึ้นอยู่กับความรู้เกี่ยวกับกระบวนการหมุนเวียนของสารทางชีวธรณีเคมี ในขณะเดียวกัน “ความสามารถ” ของการติดตามก็เป็นสิ่งสำคัญ รายการตัวบ่งชี้ที่ต้องควบคุมจำเป็นต้องมีองค์ประกอบที่มีอิทธิพลทางอ้อมหรือโดยตรงต่อร่างกายมนุษย์และสัตว์ ควรตรวจสอบการมีอยู่ขององค์ประกอบทางชีวภาพ โลหะหนัก และส่วนผสมอื่นๆ ในน้ำชลประทานและน้ำดื่ม ผลิตภัณฑ์จากพืชและสัตว์ และวัตถุดิบทางการแพทย์ ต้องมีการควบคุมคุณภาพผลิตภัณฑ์ระหว่างการประมวลผล ฯลฯ ในความเป็นจริงห่วงโซ่อาหารทั้งหมดจะต้องได้รับการควบคุมในการคำนึงถึงลักษณะทางชีวธรณีเคมีของดินแดนอย่างเป็นกลางเมื่อดำเนินการติดตามขอแนะนำให้ใช้ข้อมูลระยะยาวรวมไปถึง:

ประวัติศาสตร์ (ลักษณะของการใช้ที่ดินในช่วง 50 ปีขึ้นไป, จุดเริ่มต้นของการแสวงหาผลประโยชน์จากกองทุนที่ดิน, พลวัตของระดับการทำให้เป็นสารเคมี ฯลฯ );

เคมีเกษตร (เปรียบเทียบกับหินใหญ่ก้อนเดียวในดินที่ถ่ายไว้ก่อนหน้านี้ การวิเคราะห์ดินสมัยใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเนื้อหาขององค์ประกอบจุลภาค โลหะหนัก ฯลฯ );

เกี่ยวกับสภาพภูมิอากาศการพัฒนากระบวนการมลพิษทางเคมีของแหล่งอากาศและน้ำ เมื่อมีจังหวัดชีวธรณีเคมีธรรมชาติ

สิ่งมีชีวิตเป็นองค์ประกอบสำคัญของดิน จำนวนของพวกมันในดินที่ได้รับการเพาะปลูกอย่างดีสามารถเข้าถึงหลายพันล้านต่อดิน 1 กรัม และมวลรวมอาจสูงถึง 10 ตัน/เฮกตาร์ ส่วนหลักคือจุลินทรีย์ บทบาทที่โดดเด่นเป็นของจุลินทรีย์ในพืช (แบคทีเรีย, เชื้อรา, สาหร่าย, แอกติโนไมซีต)

โครงสร้างดินดินที่อุดมไปด้วยจุลินทรีย์จะถูกเกาะติดกันด้วยแร่ธาตุและอนุภาคคอลลอยด์อินทรีย์เป็นก้อนเล็กๆ ที่ไม่แน่นติดกัน ซึ่งช่วยให้อากาศสามารถซึมลึกเข้าไปในดินและน้ำได้ไม่เกาะอยู่บนผิวดินและทำให้ดินเปียก ดินเหนียวที่อุดมด้วยฮิวมัสจะแตกตัวเป็นก้อนเล็กๆ

โครงสร้างของดินเป็นเงื่อนไขที่สำคัญที่สุดสำหรับการสังเคราะห์ฮิวมัส การเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ของดิน และสุขภาพของมัน

ทางเดินของจุลทรรศน์และไส้เดือน โพรงของรากพืชที่ตายแล้วยังช่วยปรับปรุงการเติมอากาศและการซึมผ่านของดิน การเติมมะนาวลงในดินเหนียวที่เป็นกรดยังช่วยเพิ่มการซึมผ่านและโครงสร้างอีกด้วย

งานของชาวสวนคือไม่ทำลายโครงสร้างของดินเมื่อทำการเพาะปลูกและใช้เทคนิคทางการเกษตรเพิ่มเติมเพื่อปรับปรุงโครงสร้างของดิน

สิ่งมีชีวิตในสัตว์นั้นมีโปรโตซัว (แฟลเจลเลต, เหง้า, ซิลิเอต) เช่นเดียวกับเวิร์ม หอยและสัตว์ขาปล้อง (แมง แมลง) ค่อนข้างแพร่หลายในดิน

สิ่งมีชีวิตในดินทำลายซากพืชและสัตว์ที่ตายแล้วที่เข้าสู่ดิน ส่วนหนึ่งของอินทรียวัตถุมีแร่ธาตุโดยสมบูรณ์ และผลิตภัณฑ์จากแร่จะถูกดูดซับโดยพืช ในขณะที่อีกส่วนหนึ่งจะอยู่ในรูปของสารฮิวมิกและสิ่งมีชีวิตของสิ่งมีชีวิตในดิน

จุลินทรีย์บางชนิด (ปมและแบคทีเรียตรึงไนโตรเจนที่มีชีวิตอิสระ) ดูดซับไนโตรเจนในบรรยากาศและทำให้ดินดีขึ้น

สิ่งมีชีวิตในดิน (โดยเฉพาะสัตว์) มีส่วนช่วยในการเคลื่อนที่ของสารไปตามลักษณะของดินและการผสมส่วนอินทรีย์และแร่ธาตุในดินอย่างละเอียด

หน้าที่ที่สำคัญที่สุดของสิ่งมีชีวิตในดินคือการสร้างโครงสร้างดินที่เป็นก้อนที่แข็งแรงในชั้นที่เหมาะแก่การเพาะปลูก หลังกำหนดระบอบการปกครองของน้ำและอากาศของดินอย่างเด็ดขาดและสร้างเงื่อนไขสำหรับความอุดมสมบูรณ์ของดินสูง

ในที่สุด สิ่งมีชีวิตในดินจะหลั่งสารประกอบออกฤทธิ์ทางสรีรวิทยาต่างๆ ในระหว่างกระบวนการชีวิต และมีส่วนช่วยในการถ่ายโอนองค์ประกอบบางอย่างไปเป็นรูปแบบเคลื่อนที่ได้ และในทางกลับกัน การตรึงองค์ประกอบอื่นๆ ให้อยู่ในรูปแบบที่พืชไม่สามารถเข้าถึงได้

ในดินที่เพาะปลูก การทำงานของสิ่งมีชีวิตในดินจะลดลงเพื่อรักษาระบบโภชนาการที่เหมาะสม (การตรึงปุ๋ยแร่บางส่วนพร้อมกับปล่อยในภายหลังเมื่อพืชเติบโตและพัฒนา) ปรับโครงสร้างดิน และขจัดสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวยในดิน

ในการทำฟาร์มแบบเข้มข้น บางครั้งสภาพแวดล้อมสามารถกำหนดความอุดมสมบูรณ์ของดินได้อย่างเด็ดขาด มีความเชื่อมโยงที่ใกล้ชิดและหลากหลายระหว่างสิ่งมีชีวิตในดินทุกชนิด นอกจากนี้ระบบทั้งหมดนี้ยังอยู่ในสภาวะสมดุลที่เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง จุลินทรีย์บางกลุ่มมีความต้องการอาหารที่เรียบง่าย ส่วนจุลินทรีย์บางกลุ่มมีความต้องการที่ซับซ้อน มีการเชื่อมโยงทางชีวภาพ (เป็นประโยชน์ร่วมกัน) ระหว่างบางกลุ่ม และความสัมพันธ์ของยาปฏิชีวนะระหว่างกลุ่มอื่นๆ ในกรณีหลังนี้ จุลินทรีย์จะปล่อยสารลงสู่ดินเพื่อยับยั้งการพัฒนาของจุลินทรีย์อื่นๆ

ความสำคัญในทางปฏิบัติคือความสามารถของจุลินทรีย์บางชนิดที่จะส่งผลเสียต่อตัวแทนของจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคพืช

สามารถเพิ่มกิจกรรมของจุลินทรีย์ที่ต้องการได้โดยการเติมอินทรียวัตถุลงในดิน ในกรณีนี้เกิดการระบาดของการพัฒนา saprophytes ในดินซึ่งในทางกลับกันจะกระตุ้นการพัฒนาของจุลินทรีย์ที่ยับยั้งสายพันธุ์ที่ทำให้เกิดโรคพืช สำหรับการทำงานตามปกติของสิ่งมีชีวิตในดิน พลังงานและสารอาหารเป็นสิ่งจำเป็นเป็นอันดับแรก สำหรับจุลินทรีย์ส่วนใหญ่ แหล่งพลังงานนี้คืออินทรียวัตถุในดิน ดังนั้นกิจกรรมของจุลินทรีย์ในดินจึงขึ้นอยู่กับปริมาณหรือการมีอยู่ของอินทรียวัตถุในดินเป็นหลัก

เพื่อประเมินกิจกรรมของสิ่งมีชีวิตในดิน จะใช้ตัวบ่งชี้ "กิจกรรมทางชีวภาพของดิน".ในบางกรณี กิจกรรมทางชีวภาพเป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นความเป็นพิษทางชีวภาพโดยทั่วไปของดิน ซึ่งถูกกำหนดตามกฎโดยการนับจำนวนจุลินทรีย์ในดินทั้งหมด หากเราคำนึงถึงความไม่สมบูรณ์ของวิธีการที่ใช้ในกรณีนี้และความถี่เล็กน้อยของการพิจารณาเมื่อเวลาผ่านไป ผลลัพธ์ของการวิเคราะห์จะให้ภาพโดยประมาณของกิจกรรมทางชีวภาพของดิน

มุมมองอีกประการหนึ่งเกี่ยวกับวิธีการพิจารณากิจกรรมทางชีวภาพของดินคือการคำนึงถึงผลลัพธ์ของกิจกรรมของสิ่งมีชีวิตในดิน แนวทางนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในด้านพืชไร่ อย่างไรก็ตาม เป็นเรื่องยากตามระเบียบวิธีที่จะนำกิจกรรมที่หลากหลายอย่างยิ่งของพืชและสัตว์ในดินมารวมกันเป็นตัวส่วนร่วมกัน

ตัวบ่งชี้ที่เป็นสากลที่สุดของกิจกรรมของสิ่งมีชีวิตในดินคือการผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ดังนั้นการคำนึงถึงคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยออกมาจากดินจึงเป็นวิธีการหลักในบรรดาวิธีการทางชีวเคมีอื่น ๆ ในการพิจารณากิจกรรมทางชีวภาพของดิน

โครงสร้างดิน- ตัวบ่งชี้ที่สำคัญของสภาพทางกายภาพของดินที่อุดมสมบูรณ์ โดยจะกำหนดโครงสร้างที่ดีของชั้นดินที่เหมาะแก่การเพาะปลูก น้ำ คุณสมบัติทางกายภาพ-เครื่องกลและเทคโนโลยี และค่าคงที่ของน้ำ-อุทกวิทยา ตามกฎแล้วอนุภาคของระยะของแข็งของดินจะเกาะติดกันเป็นก้อน (มวลรวม) ความสามารถของดินในการแตกตัวเป็นมวลรวมขนาดต่างๆ เรียกว่า โครงสร้าง ในวิทยาศาสตร์ดิน โครงสร้างดินเป็นลักษณะทางสัณฐานวิทยาที่สำคัญ: ขนาดของมวลรวมใช้ในการตัดสินลักษณะทางพันธุกรรมของทั้งดินทั้งหมดและขอบเขตของแต่ละบุคคลจากการจำแนกประเภทของ S. A. Zakharov โครงสร้างประเภทต่อไปนี้มีความโดดเด่น: บล็อค, ก้อน, น๊อต, เม็ด, เรียงเป็นแนว, ปริซึม, platy, lamellar, ใบไม้, เกล็ด

ตัวอย่างเช่น เชอร์โนเซมในสภาพธรรมชาติมีลักษณะโครงสร้างเป็นเม็ดเล็กๆ ชัดเจน ในขณะที่ดินป่าสีเทามีรสถั่ว
ดิน Soddy-Pozolic ที่ได้รับการปลูกฝังอย่างดีจะมีโครงสร้างเป็นก้อนในขณะที่ Podzols ที่ไม่ได้รับการปลูกฝังจะมีลักษณะโดดเด่นด้วยโครงสร้างแผ่นเพลทและใบ

ในทางการเกษตรยอมรับการจำแนกประเภทของมวลรวมของโครงสร้างดังต่อไปนี้: โครงสร้างบล็อก - ก้อนมากกว่า 10 มม., โครงสร้างมหภาค - ตั้งแต่ 0.25 ถึง 10 มม., โครงสร้างจุลภาค - น้อยกว่า 0.25 มม. ขนาดมวลรวมมหภาคและจุลภาคที่เหมาะสมสำหรับดินเพาะปลูกนั้นมีเงื่อนไขเป็นส่วนใหญ่ ในสภาวะที่เปียกชื้น ขนาดที่เหมาะสมของมวลรวมของโครงสร้างจะเพิ่มขึ้น และในสภาวะที่แห้งยิ่งขึ้น ขนาดมวลรวมของโครงสร้างจะลดลง อย่างไรก็ตามภายใต้สภาวะอันตรายจากการกัดเซาะ การเพิ่มขนาดของมวลรวมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุด 1-2 มม. จะได้รับความสำคัญทางการเกษตรโดยเฉพาะในพื้นที่แห้งแล้ง

การก่อตัวของมวลรวมโครงสร้างในดินตาม N. A. Kachinsky เกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากกระบวนการต่อไปนี้: การตกตะกอนร่วมกัน (การแข็งตัว) ของคอลลอยด์, การแข็งตัวของคอลลอยด์ภายใต้อิทธิพลของอิเล็กโทรไลต์ อย่างไรก็ตาม กระบวนการเหล่านี้ปรากฏให้เห็นโดยมีพื้นฐานมาจากปัจจัยทางกายภาพ-เครื่องกล เคมีกายภาพ-เคมี และชีวภาพทั่วไปของการสร้างโครงสร้าง

สิ่งที่สำคัญอย่างยิ่งคือการแยกเชิงกลของมวลดินออกเป็นก้อน (มวลรวม) ซึ่งในสภาพธรรมชาติเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของระบบรากพืชกิจกรรมที่สำคัญของสิ่งมีชีวิตในดินภายใต้อิทธิพลของการแช่แข็งเป็นระยะ - การละลายการทำให้เปียกและทำให้แห้ง ดินและในดินเพาะปลูกและอิทธิพลของเครื่องมือไถพรวน

สถานะของโครงสร้างของดินจะกำหนดพารามิเตอร์ของโครงสร้างของชั้นที่เหมาะแก่การเพาะปลูกโดยตรง ในการสร้างโครงสร้างดินที่แข็งแรงจำเป็นต้องมีเงื่อนไขดังต่อไปนี้: ปริมาณแร่ธาตุและคอลลอยด์อินทรีย์ที่เพียงพอ ปริมาณฐานอัลคาไลน์เอิร์ธในดินเพียงพอ สภาพความร้อนใต้พิภพที่ดีในดิน ผลกระทบต่อมวลดินของรากพืช ผลกระทบของสัตว์ในดิน (ไส้เดือน แมลง หนู ฯลฯ) บนดิน

สถานะโครงสร้างเป็นตัวบ่งชี้ความอุดมสมบูรณ์ของดินที่เชื่อถือได้มากที่สุด (ปัจจัยทางเกษตรกายภาพ)กำหนดปฏิสัมพันธ์ของสารที่แนะนำกับดินและผลกระทบของจุลินทรีย์ในดินซึ่งกำหนดการเปลี่ยนแปลงต่าง ๆ ที่ส่งผลต่อความสามารถของปุ๋ยในการเคลื่อนที่ในดิน ความสามารถในการละลายของธาตุอาหารที่มีอยู่ในนั้น และความพร้อมของพืช การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของดินและปุ๋ย ตัวอย่างเช่น บนดินทราย อัตราการสลายตัวของปุ๋ยอินทรีย์ที่เข้ามาโดยมีปัจจัยอื่นๆ เท่ากัน จะสูงกว่าในดินร่วนและดินเหนียว

ประเภทของดิน

ดินประเภทต่างๆ เกิดขึ้นเนื่องจากปัจจัยในการก่อตัวของดินอย่างใดอย่างหนึ่งมีอิทธิพลเหนือกว่า ดินต่อไปนี้มีความโดดเด่นในดินแดนของรัสเซีย:

ดินทุนดรา

ดินพอซโซลิกและพอซโซลิกอ่อน (ประกอบเป็นดินส่วนใหญ่ในรัสเซีย)

ดินป่าสีเทา (ลักษณะของพื้นที่ทางตอนใต้ของรัสเซีย)

Chernozems (เริ่มต้นในภูมิภาค Tambov) ครอบครองพื้นที่เล็ก ๆ ของดินเกาลัด

ดินเค็มสีน้ำตาลเป็นลักษณะของพื้นที่บริภาษทางตอนใต้และทะเลทราย

สิ่งมีชีวิตในดิน - โลกทางชีววิทยาของดิน

สิ่งมีชีวิตในดินคืออะไร? ใครคือคนที่สำคัญที่สุด?

หากถามคนสวนว่าสิ่งมีชีวิตใดในดินที่มีประโยชน์ต่อพืชมากที่สุด? อะไรทำให้ดินอุดมสมบูรณ์? สิ่งมีชีวิตใดเพิ่มอัตราการเจริญพันธุ์สูงสุด? ส่วนใหญ่จะตอบแน่นอนไส้เดือน นี่เป็นเรื่องจริงเหรอ? มีใครอีกบ้างที่ทำงานเพื่อการเก็บเกี่ยวของเรา?

ในบทความก่อนหน้านี้ ฉันได้เน้นย้ำถึงบทบาทของจุลินทรีย์ที่ดวงตาของเรามองไม่เห็นจากมุมต่างๆ ไม่ใช่แค่ saprophytes ที่สลายอินทรียวัตถุและแร่ธาตุในดิน แต่ยังเป็นสารตรึงไนโตรเจนที่อาศัยอยู่ในบริเวณไรโซสเฟียร์ ซึ่งพืชดึงดูดโดยการให้อาหารและให้ไนโตรเจนที่หายากจากอากาศ และยังมีเชื้อราซึ่งเป็นสัญลักษณ์ที่ทำให้ฟอสฟอรัสหายากในพืช

ออกจากไรโซสเฟียร์กันเถอะ มาพูดถึงเรื่องอื่นกันดีกว่า ลองจินตนาการว่ามีใบไม้ร่วงหล่นบนพื้น หรือวัวตัวหนึ่งเดินอยู่ในทุ่งหญ้าและทิ้ง "เค้ก" ไว้ การเปลี่ยนแปลงของสารอินทรีย์ในดินดำเนินการโดยสิ่งมีชีวิตที่ต่อเนื่องกัน ในตอนแรก ในเวลาไม่กี่วัน จุลินทรีย์ที่เป็นน้ำตาลจะกินน้ำตาล จากนั้นจุลินทรีย์ที่เป็นกรดอะมิโนจะดูดซับพลังงานของโปรตีนด้วยความล่าช้าเล็กน้อย จากนั้นพวกมันจะถูกแทนที่ด้วยสิ่งมีชีวิตหลายร้อยสายพันธุ์ที่ทำลายเซลลูโลส กระบวนการนี้จะถึงจุดสูงสุดภายในหนึ่งเดือน และจะลดลงภายในสิ้นปี และจุลินทรีย์ที่ทำลายลิกนินจะทำงานได้นานหลายปี และในที่สุดฮิวมัสจะสะสมอยู่ในดินโครงสร้างและความอุดมสมบูรณ์ของดินจะดีขึ้นหากชาวสวนไม่เข้าไปยุ่งเกี่ยวกับเรื่องนี้มากเกินไป

ดังนั้นจำนวนแบคทีเรียในดินจึงมีขนาดมหึมา (ตั้งแต่ 1 ถึง 10 พันล้านเซลล์ในดิน 1 กรัมและในโซนรากในไรโซสเฟียร์มากกว่า 100 เท่า) ดินจะไม่คงที่ตลอดฤดูปลูก เนื่องจากขึ้นอยู่กับปริมาณอินทรียวัตถุ คุณสมบัติของดิน ความชื้นและอุณหภูมิ ดังนั้นแม้ภายในหนึ่งเดือน ก็สามารถบันทึกความอุดมสมบูรณ์สูงสุดจาก 6 ถึง 10 จุดสูงสุดในดิน ตามด้วยการลดลง 3 เท่า แบคทีเรียจำนวนมากกระจุกตัวอยู่ในชั้นที่อุดมด้วยสารอินทรีย์ส่วนบน ชีวมวลรวมของแบคทีเรียในดินอยู่ในช่วงประมาณ 1 ถึง 5-7 ตัน/เฮกตาร์ แบคทีเรียตาย เกิด สายพันธุ์เปลี่ยนแปลง และทั้งหมดนี้เกิดขึ้นหลายร้อยครั้งต่อฤดูกาล และนี่คือ "อาหารที่ดีที่สุด" สำหรับพืชของเรา

ควรให้ความสำคัญกับเห็ดเป็นอันดับสอง พวกเขาเป็นคนแรกที่เริ่มทำลายอินทรียวัตถุหยาบและคาร์โบไฮเดรตโมเลกุลสูงที่ไม่สามารถเข้าถึงพืชได้ ในดินประเภทต่าง ๆ 1 กรัมพบเชื้อราตั้งแต่ 10 ถึง 300,000 เชื้อรา แหล่งที่อยู่อาศัยที่ต้องการของพวกมันนั้นจำกัดอยู่ที่ชั้นผิวดินเท่านั้น ความยาวรวมของไมซีเลียมเชื้อราในดินที่มีภูมิอากาศเย็นและอบอุ่นอยู่ในช่วงหลายร้อยถึงหลายพันเมตรต่อดิน 1 กรัม พบชีวมวลสูงสุดของเชื้อรา (ไมซีเลีย + สปอร์) ในดินสด-พอซโซลิก และมีจำนวนมากกว่า 200 กรัมต่อตารางเมตร ในดินบางชนิด ชีวมวลของเชื้อราอยู่ที่ประมาณ 100-1,000 กิโลกรัม/เฮกตาร์ ซึ่งน้อยกว่าแบคทีเรียประมาณ 5 เท่า แต่มากกว่านั้นมาก เช่น ชีวมวลของไส้เดือนดิน

ไม่กี่คนที่รู้ว่าสาหร่ายอยู่ไม่ไกลในแง่ของผลกระทบต่อความอุดมสมบูรณ์ของดินหลังจากเห็ด หากแบคทีเรียและเชื้อราทำลายอินทรียวัตถุ สาหร่ายก็เช่นเดียวกับพืชชั้นสูงที่เป็นผู้ผลิตอินทรียวัตถุ ปัจจุบันมีสาหร่ายประมาณ 2,000 สายพันธุ์ที่พบในดินประเภทต่างๆ สาหร่ายจำนวนมากที่สุดกระจุกตัวอยู่ที่ขอบฟ้าดินตอนบน ซึ่งถูกจำกัดด้วยความลึกของการทะลุผ่านของแสงแดด โดยปกติดิน 1 กรัมประกอบด้วยเซลล์ตั้งแต่ 5,000 ถึง 1.5 ล้านเซลล์ แต่ภายใต้เงื่อนไขที่เอื้ออำนวย จำนวนสาหร่ายต่อพื้นผิวดิน 1 ตารางเซนติเมตรสามารถสูงถึง 40 ล้านตัว และชีวมวลสามารถสูงถึง 1.5 หรือ 2 ตัน/เฮกตาร์ ในระหว่างการสืบพันธุ์จำนวนมาก อาณานิคมของสาหร่ายจะมองเห็นได้ชัดเจน เนื่องจากทำให้ดินมีสีเขียวหรือก่อตัวเป็นเปลือกสีเขียวหนาหลายมิลลิเมตร พืชดึงดูดสาหร่ายเข้าสู่บริเวณไรโซสเฟียร์ เนื่องจากพวกมันสะสมไนโตรเจนจากอากาศและทำให้ดินเป็นด่าง ช่วยลดความเป็นกรด และที่สำคัญที่สุดคือพวกมันติดอนุภาคของดินพร้อมกับเมือกและเส้นด้ายเพื่อปรับปรุงโครงสร้างของมันอย่างรวดเร็ว

สั้น ๆ เกี่ยวกับสัตว์ในดิน ที่เล็กที่สุดและมีจำนวนมากที่สุด- เหล่านี้เป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวด้วยกล้องจุลทรรศน์: แฟลเจลเลต, เหง้า, อะมีบาและซิเลียต พวกมันทั้งหมดอาศัยอยู่ในรูพรุนของดินและเส้นเลือดฝอยที่เต็มไปด้วยน้ำ แต่ไม่เหมือนกับสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในอ่างเก็บน้ำ สัตว์ในดินสามารถดำรงอยู่ได้เป็นเวลานานโดยขาดน้ำและอุณหภูมิต่ำ โปรโตซัวประมาณ 600 สายพันธุ์ถูกค้นพบในดินรัสเซีย ในดินแดนเพาะปลูกของภูมิภาคมอสโกพบแฟลเจลเลต 38 สายพันธุ์, อะมีบาเปล่า 27 สายพันธุ์, อะมีบาอัณฑะ 54 สายพันธุ์และซีเลียต 26 สายพันธุ์ ในดินหนึ่งกรัมสามารถมีเหง้าลูกอัณฑะได้มากถึง 15,000 อันและแฟลเจลเลตมากถึง 200,000 อัน น้ำหนักสดของแฟลเจลเลตคือ 50 และซีเลียต- มากกว่า 200 กิโลกรัม/เฮกตาร์ ชีวมวลรวมของโปรโตซัวสูงถึง 300-400 กิโลกรัม/เฮกตาร์

สัตว์ขนาดเล็กยังรวมถึงสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ขนาดเล็ก (โรติเฟอร์ ทาร์ดิเกรด ไส้เดือนฝอย ไร และหางสปริง) สิ่งมีชีวิตเหล่านี้อาศัยอยู่ในแผ่นฟิล์มน้ำหรือในรูพรุนของดินที่เต็มไปด้วยอากาศชื้น ชีวมวลที่มีจำนวนมากที่สุดและเหนือกว่าชนิดอื่นคือไส้เดือนฝอย ในดินมีผู้คนตั้งแต่ 1 ถึง 2.5 ล้านคนต่อ 1 ตารางเมตร ชีวมวลรวมของสปริงหางและไรมีขนาดเล็กและมีค่าประมาณ 10-20 กิโลกรัม/เฮกตาร์ ไส้เดือนฝอยตอนห้าโมง- อีกสิบเท่า

สิ่งมีชีวิตจำนวนมากที่สุดในดินคือเอนไคเทรียด เหล่านี้เป็นปล่องขนาดเล็กยาว 5-30 มม. จำนวนของมันต่อ 1 m2 มีตั้งแต่ 2 ถึง 10 และในดินทุ่งหญ้า- มากถึง 120,000 คน ชีวมวลของเอนไคเทรียดในสภาวะที่เอื้ออำนวยต่อการสืบพันธุ์สามารถสูงถึง 500 กิโลกรัม/เฮกตาร์ Enchytraeids มีวิถีชีวิตที่กระตือรือร้น พวกมันเคลื่อนที่ไปตามอุโมงค์หรือผ่านรูพรุนของดินตามธรรมชาติ ซึ่งช่วยให้พวกมันสามารถเจาะลึกได้ค่อนข้างมาก เอนไคเทรียดกินส่วนที่ตายแล้วของพืช แต่ในหมู่พวกมันก็มีสัตว์นักล่าที่กินไส้เดือนฝอยในมันฝรั่งด้วย

กิ้งกือเป็นสมาชิกของกลุ่มสัตว์ขาปล้อง ขนาดมีตั้งแต่ 1.5 ถึง 2 มม. ในสายพันธุ์เล็กและใหญ่ที่สุด 10 ถึง 15 ซม. จำนวนตะขาบทั้งหมดในชั้นดินทุ่งหญ้าอยู่ที่ 15-20 ซม- 4873 สำเนา/m2. ในดินทางตอนใต้ที่มีอากาศอบอุ่น กิ้งกือไม่ได้มีอำนาจเหนือกว่า แต่เป็นเหาไม้ โดยธรรมชาติของการกินอาหารแล้ว กิ้งกือและเหาไม้เป็นสัตว์จำพวก saprophages และผู้ล่า และพวกเขาทั้งหมดปล่อยสิ่งปฏิกูลลงดินคุณภาพไม่เลวร้ายไปกว่าไส้เดือนและพวกมันก็เคลื่อนไหวแบบเดียวกันซึ่งจะช่วยปรับปรุงการซึมผ่านของอากาศและน้ำในดินให้ลึก 1 เมตร

สัตว์มาโคร สัตว์ในดินกลุ่มนี้ได้แก่ ไส้เดือน สัตว์กินแมลง สัตว์ฟันแทะ และหนูปากร้าย สิ่งมีชีวิตที่มีการศึกษามากที่สุดในแง่ของบทบาทในการก่อตัวของดินคือไส้เดือน ไส้เดือนดินประมาณ 100 สายพันธุ์พบได้ในดินในประเทศของเรา แต่มีเพียง 16 สายพันธุ์เท่านั้นที่แพร่หลาย อายุการใช้งานของไส้เดือนในสภาพธรรมชาติคือ 2-3 ปี สถานที่หลัก- ชั้นฮิวมัสของดิน บ่อยครั้งที่พวกมันเจาะลึกเข้าไปในขอบฟ้าเบื้องล่าง เชื่อกันว่าในดินที่ปลูก จำนวนไส้เดือนควรมีอย่างน้อย 1.0 ล้านตัว และน้ำหนักควรอยู่ที่ 0.5-0.6 ตัน/เฮกตาร์ ทุกคนเข้าใจดีว่าจำนวนของพวกเขาขึ้นอยู่กับอินทรียวัตถุที่เพิ่ม ปริมาณยาฆ่าแมลงและปุ๋ยแร่ และการไถพรวนขั้นต่ำ

แหล่งโภชนาการหลักของไส้เดือนดินคือเศษพืชและดินที่กินเข้าไปซึ่งมีอินทรียวัตถุและจุลินทรีย์ต่างๆ ภายใน 24 ชั่วโมง ไส้เดือนจะประมวลผลดินในปริมาณที่เทียบได้กับน้ำหนักตัวของพวกมัน กากอาหารและดินที่กินเข้าไปหลังจากผ่านลำไส้แล้วจะถูกปล่อยออกสู่ผิวดินหรือในทางเดินใต้ดินในรูปของโคโพรไลต์- ก้อนดินกลมมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1-5 มม. ในทุ่งนาและทุ่งหญ้า ไส้เดือนจะสะสมโคโปรไลต์จาก 20 ถึง 80 ตัน/เฮกตาร์ทุกปี เชื่อกันว่าขอบฟ้าฮิวมัสทั้งหมดของดินที่ไส้เดือนอาศัยอยู่จะผสมกันอย่างสมบูรณ์ภายใน 100 ปี ผลกระทบของการผสมดินมีความสำคัญเป็นพิเศษโดยมีการไถพรวนที่พื้นผิวน้อยที่สุด เราส่งเสริมการสะสมอินทรียวัตถุเร็วขึ้นในขอบฟ้าด้านบน และไส้เดือนจะย้ายมันไปที่ด้านล่าง ซึ่งโดยธรรมชาติแล้วมีผลดีต่อการเจริญเติบโตของพืช แม้ว่าสิ่งที่สำคัญกว่านั้นคือการเติมอากาศในดินด้วยรูหนอน และความจริงที่ว่าพวกมันถ่ายโอนจุลินทรีย์ที่มีประสิทธิภาพไปยังชั้นดินใหม่

ฉันได้ระบุรายชื่อตัวแทนหลักของพืชและสัตว์ในดินและบทบาทเชิงปริมาณในการสะสมความอุดมสมบูรณ์ของดิน แต่การเข้าใจอย่างอื่นสำคัญกว่า สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในดินไม่มีอยู่จริง แต่เป็นส่วนหนึ่งของการเชื่อมโยงทางชีววิทยาหรือในระบบนิเวศ ระบบนิเวศของดินทั้งในด้านกฎหมายและการทำงานแทบไม่แตกต่างจากระบบนิเวศทางบกและทางน้ำทั่วไปที่เราคุ้นเคย ประกอบด้วยส่วนประกอบโครงสร้างหลักทั้งหมด ซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยการเชื่อมต่อวัสดุทั้งทางตรงและทางผกผันและพลังงาน

ผมขอยกตัวอย่างเล็กๆ น้อยๆ จากชีวิตของพิภพเล็ก ๆ ที่เรามองไม่เห็น ดังนั้นสาหร่ายจึงมีผลดีต่อชีวิตของแบคทีเรียและโปรโตซัว การเสริมดินด้วยไซยาโนแบคทีเรียช่วยเพิ่มจำนวนและมวลชีวภาพของโปรโตซัว 1.5-2 เท่า และสายพันธุ์ เช่น ciliates 4-8 เท่า สาหร่ายช่วยกระตุ้นการเจริญเติบโตของเชื้อราส่วนใหญ่ ในทางกลับกัน เชื้อราก็ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการตรึงไนโตรเจนของแบคทีเรียและสาหร่าย โดยอยู่ร่วมกันอย่างใกล้ชิดกับพวกมัน

กิจกรรมชีวิตของโปรโตซัวขึ้นอยู่กับการมีอยู่ของจุลินทรีย์ซึ่งเป็นแหล่งโภชนาการหลักเป็นส่วนใหญ่

ตอนนี้จินตนาการ เราใช้สารกำจัดวัชพืชเพื่อฆ่าเฉพาะวัชพืช และฆ่าสาหร่ายในดินโดยที่เราไม่ทันสังเกตเห็น และห่วงโซ่การเชื่อมต่อที่สำคัญทั้งหมดก็พังทลายลงตั้งแต่ต้นจนจบ แบคทีเรีย โปรโตซัว เชื้อรา ไส้เดือน และตัวช่วยอื่นๆ สำหรับพืชของเรามีจำนวนลดลงอย่างรวดเร็วตลอดสายโซ่ และช่องนี้เต็มไปด้วยศัตรูพืชและโรค

อีกตัวอย่างหนึ่ง จุลินทรีย์บางชนิด โดยเฉพาะสาหร่ายที่สัตว์ในดินกินเข้าไป จะไม่ถูกย่อยในร่างกายและถูกขับออกมาพร้อมกับอุจจาระ ขณะอยู่ในสภาพแวดล้อมนี้ พวกมันใช้สารอาหารที่หาได้ง่ายที่มีอยู่ในนั้น ดังนั้นจึงพัฒนาอย่างรวดเร็วมาก นี่คือวิธีการคัดเลือกและการสืบพันธุ์ของบุคคลที่เลือกเกิดขึ้น

ฉันจะลงท้ายด้วยคำพูดจากหนังสืออัจฉริยะเล่มหนึ่ง:

“...การทำงานของการขับถ่ายของรากขึ้นอยู่กับปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมหลายประการ แต่สิ่งที่น่าทึ่งที่สุดคือสามารถกระตุ้นโดยจุลินทรีย์ในไรโซสเฟียร์ได้ สิ่งนี้ชี้ให้เห็นถึงการดำรงอยู่ของความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดระหว่างพืชกับจุลินทรีย์ ซึ่งนอกเหนือไปจากปฏิสัมพันธ์ธรรมดาๆ ถือได้ว่าเป็นระบบเดียวที่ประกอบด้วยสองบล็อกซึ่งมีการเชื่อมต่อแบบสองทางอย่างต่อเนื่องทำให้แต่ละระบบสามารถควบคุมการทำงานของอีกฝ่ายหนึ่งหรืออีกระดับหนึ่งได้ กล่าวอีกนัยหนึ่ง การทำงานของระบบขับถ่ายของระบบรากของพืชและเซลล์จุลินทรีย์ซึ่งเป็นช่องทางในการแลกเปลี่ยนข้อมูล ควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นหนึ่งในการได้มาซึ่งวิวัฒนาการ ซึ่งช่วยให้พวกมันพึ่งพาสภาพแวดล้อมน้อยลง…”

(Ivanov V.P. พืชหลั่งและความสำคัญในชีวิตของ phytocenoses)

นอกจากแร่ธาตุและซากอินทรีย์ของพืชและสัตว์แล้ว ดินยังมีสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก (ไมโคร-) ขนาดกลาง (มีโซ-) และขนาดใหญ่ (มาโคร-) จำนวนมากที่ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อชีวิตของพืช

นักวิทยาศาสตร์ที่โดดเด่นในอดีต Vladimir Dokuchaev เขียนว่า:“ พยายามตัดดินก้อนหนึ่งจากบริภาษโบราณที่บริสุทธิ์ คุณจะเห็นราก สมุนไพร ทางเดินของแมลง และตัวอ่อนอยู่ในนั้นมากกว่าดิน ทั้งหมดนี้ต้องฝึกฝน ลับให้คม ขุดดิน และเกิดเป็นฟองน้ำซึ่งเทียบไม่ได้กับสิ่งใดเลย” “ฟองน้ำ” นี้ดูดซับความชื้นจากฝนและฝนที่ตกลงมา ทำให้โลกสดชื่น และดินที่แปรรูปด้วยพลั่วหรือไถก็กลายเป็นมวลที่หนาแน่นและไม่มีโครงสร้าง: สิ่งมีชีวิต (หนอน, ตัวอ่อน, สาหร่าย, สัตว์น้ำที่มีเปลือกแข็ง, เชื้อรา) ตายหรือลึกลงไปในพื้นดิน

กลุ่มสิ่งมีชีวิตในดิน:

• ไมโครไบโอต้า (แบคทีเรีย เชื้อรา สาหร่ายในดิน และโปรโตซัว);
• mesobiota (ไส้เดือนฝอย, ตัวอ่อนของแมลงขนาดเล็ก, ไร, หางสปริง);
• Macrobiota (แมลง ไส้เดือน ฯลฯ)

ในดินที่มีสุขภาพดี สิ่งมีชีวิตจำนวนมากมีปริมาณมหาศาล เฉพาะแบคทีเรียเพียงอย่างเดียวก็มากถึง 20 ตัน/เฮกตาร์ และพวกมันทั้งหมด แม้แต่สัตว์รบกวนที่เรียกว่าศัตรูพืช ได้รับการตั้งโปรแกรมเพื่อเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ของดิน แต่พวกมันก็ตายเนื่องจากสารเคมีป้องกันพืช ปุ๋ยแร่ การไถลึกโดยกลับชั้นของดิน และการเผาตอซัง มาดูตัวแทนของ "กองทัพแห่งความอุดมสมบูรณ์" นี้กันดีกว่า

แบคทีเรียสลายสารประกอบอินทรีย์ที่ปราศจากไนโตรเจน โปรตีนและยูเรียถูกสลายตัวปล่อยแอมโมเนีย ดำเนินการไนตริฟิเคชั่น ดีไนตริฟิเคชั่น และการตรึงไนโตรเจน ออกซิไดซ์กำมะถันและเหล็ก แปลงสารประกอบฟอสฟอรัสและโพแทสเซียมที่ละลายน้ำได้น้อยให้อยู่ในรูปแบบที่พืชเข้าถึงได้ง่าย

แอกติโนมัยซีเตสวางเฮมิเซลลูโลสน้ำตาลที่ละลายน้ำได้ สร้างสารฮิวมิก เมื่อรวมกับแบคทีเรียพวกมันก็จะสลายซากพืชให้สมบูรณ์

เห็ดชั้นล่างประมวลผลเซลลูโลสและลิกนิน สร้างสารฮิวมิก สามารถออกซิไดซ์กำมะถันได้มักอยู่ใน symbiosis กับพืชที่สูงขึ้นก่อตัวเป็นไมคอร์ไรซาซึ่งสะสมสารอาหารและความชื้นปกป้องพืชอาศัย (ข้าวสาลี, ข้าวโอ๊ต, ลูกเดือย, ข้าวไรย์, ข้าวบาร์เลย์, ฝ้าย, ข้าวโพด, ถั่ว, ถั่ว) ด้วยการหลั่งยาปฏิชีวนะจากราก เน่าเสีย

สาหร่ายดินเสริมสร้างดินด้วยอินทรียวัตถุ

ไลเคนเริ่มต้นการก่อตัวของดินโดยการปล่อยกรดอินทรีย์ที่เร่งการผุกร่อนทางเคมีของพื้นผิวแร่ ผลิตภัณฑ์ที่ผุกร่อนพร้อมกับซากไลเคนที่ตายแล้วจะก่อตัวเป็นดินดึกดำบรรพ์

รากของพืชชั้นสูง- เป็นปัจจัยในการจัดระเบียบระบบของดิน โดยก่อให้เกิดไรโซสเฟียร์ (ชั้นดินที่มีรากอาศัยอยู่) - โซนที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพของโปรไฟล์ดิน ซึ่งเป็นที่พักอาศัยสำหรับสิ่งมีชีวิตในดินที่หลากหลาย

โปรโตซัว(อะมีบา, เรดิโอลาเรีย, ซิลิเอต ฯลฯ ) เปลี่ยนแปลงอินทรียวัตถุอย่างแข็งขันรวมถึงฮิวมัส

สปริงเทล ไร ไส้เดือนฝอยบดขยี้เศษพืช ควบคุมจำนวนจุลินทรีย์บางชนิด (กินแบคทีเรีย)

ทากเจาะลึกลงไปในดินเพิ่มคุณค่าให้กับดินด้วยอินทรียวัตถุและปรับปรุงโครงสร้างของมัน

ด้วงอพยพเป็นประจำ (การอพยพรายวันและตามฤดูกาล) ซึ่งมีส่วนช่วยในการคลายตัวและการเติมอากาศของดิน แมลงที่กินสัตว์อื่นควบคุมจำนวนแมลงชนิดอื่น ด้วงอาจบดขยี้และเคลื่อนย้ายอินทรียวัตถุให้ลึกลงไปในดิน ตัวอ่อนของแมลงวันจะบดขยี้สิ่งตกค้างของพืช และของเสียของพวกมันจะกลายเป็นสารตั้งต้นสำหรับจุลินทรีย์

ไส้เดือนเพิ่มการซึมผ่านของดิน ฆ่าเชื้อปุ๋ยคอก เสริมสร้างดินด้วยสารออกฤทธิ์ทางสรีรวิทยา

สัตว์มีกระดูกสันหลัง(โกเฟอร์, โมลและอื่น ๆ ) บดขยี้วัสดุดินแล้วผสมให้เข้ากัน การระบายน้ำในดินตามธรรมชาติเกิดขึ้นผ่านทางของสัตว์เหล่านี้

เพื่อคืนความอุดมสมบูรณ์ตามธรรมชาติของดิน จะต้องคืนอินทรียวัตถุกลับคืนมา

เพื่อปรับปรุงความอุดมสมบูรณ์ของดินจำเป็นต้องมองหาปุ๋ยอินทรีย์สำรองที่เข้าถึงได้มากที่สุด นี่อาจเป็นส่วนที่ไม่สามารถวางตลาดได้ของพืชผล (ฟาง ซากพืชต้นกำเนิด) ปุ๋ยหมักมูลไส้เดือน รวมถึงปุ๋ยพืชสดที่หว่านเป็นพิเศษด้วย ส่วนที่ไม่ใช่เชิงพาณิชย์ของพืชผลประมาณ 5 ตันมีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับปุ๋ยคอก 1 ตัน นอกจากนี้ ยังจำเป็นต้องเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์การทำให้ความชื้นของสารตกค้างอินทรีย์อีกด้วย กระบวนการทำความชื้นขึ้นอยู่กับการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิตในดินและปฏิกิริยาของสภาพแวดล้อมในดิน การวิจัยแสดงให้เห็นว่าค่าสัมประสิทธิ์การทำความชื้นสูงสุดถูกสังเกตเมื่อมีการใส่ปุ๋ยอินทรีย์บนดินชั้นบน (ลึก 10 ซม.) และสารละลายในดินมีปฏิกิริยาใกล้เป็นกลาง

ปริมาณปุ๋ยอินทรีย์ต้องสอดคล้องกับปริมาณสิ่งมีชีวิตในดิน (จุลินทรีย์ที่มีประสิทธิภาพ ไส้เดือน ฯลฯ) ซึ่งต้องมีเวลาในการแปรรูปอินทรียวัตถุ ในดินที่ไม่ใช้งาน กระบวนการทำให้ความชื้นจะไม่เกิดขึ้น ผลที่ตามมาของการทำให้เป็นสารเคมีคือดินที่ไม่ใช้งานซึ่งมีสิ่งมีชีวิตจำนวนเล็กน้อย ในระหว่างการไถลึกโดยมีการพลิกคว่ำของชั้น สิ่งมีชีวิตในดินของชั้นบนของดินซึ่งหายใจเอาออกซิเจน (แอโรบิก) อย่างแข็งขันไปจบลงที่ระดับความลึกซึ่งมีออกซิเจนเพียงเล็กน้อยและผลที่ตามมาก็ตาย ในทางกลับกัน สิ่งมีชีวิตที่ไม่ใช้ออกซิเจนกลับจบลงที่ผิวน้ำ ซึ่งพวกมันก็ไม่สามารถมีชีวิตอยู่ได้เช่นกัน จุลินทรีย์ที่มีคุณค่าทางนิเวศบางชนิดไม่สามารถทนต่อแสงแดดได้ เช่น สารตรึงไนโตรเจนที่เป็นปม (คล้ายพืชตระกูลถั่ว)

การเพาะปลูกบนพื้นผิวดินเพียงเล็กน้อยทำให้เกิดสภาวะที่เหมาะสมที่สุดสำหรับกิจกรรมของสิ่งมีชีวิตในดิน

หากคุณพบข้อผิดพลาด โปรดเน้นข้อความและคลิก Ctrl+ป้อน.

พืชดัดแปลงพันธุกรรมและสิ่งมีชีวิตในดิน

เอ.จี. Viktorov ผู้สมัครสาขาวิทยาศาสตร์ชีวภาพ สถาบันนิเวศวิทยาและวิวัฒนาการ ตั้งชื่อตาม หนึ่ง. เซเวิร์ตซอฟ อาร์เอเอส

พืชต้านทานศัตรูพืชชนิดแรกที่สร้างขึ้นโดยใช้วิธีพันธุวิศวกรรมถูกนำมาใช้ในการเพาะปลูกในช่วงทศวรรษที่ 90 ของศตวรรษที่ผ่านมา พืชดัดแปลงพันธุกรรม (พืชบีที) เหล่านี้มียีนของแบคทีเรียที่สร้างสปอร์ที่สร้างสปอร์แบบแกรมบวกแบบแอโรบิก Bacillus thuringiensis ซึ่งสังเคราะห์พาราสปอร์รัล (ซึ่งอยู่ติดกับสปอร์) การก่อตัวของผลึกที่มีดีเอนโดทอกซิน - โปรตีนร้องไห้ที่ฆ่าตัวอ่อนของแมลงในลำดับที่แตกต่างกัน . โปรดทราบว่าการเตรียมการจากส่วนผสมของเซลล์ สปอร์ และผลึกพาราสปอร์รัลถูกนำมาใช้มานานกว่าครึ่งศตวรรษ (ยาฆ่าแมลงทางอุตสาหกรรมตัวแรก "สปอร์อิน" ถูกสร้างขึ้นในฝรั่งเศสในปี พ.ศ. 2481) นับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา สารเหล่านี้ได้รับการพิจารณาว่าเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์อารักขาพืชที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากที่สุด เนื่องจากยาฆ่าแมลงประเภทนี้เป็นพิษต่อสัตว์เลือดอุ่นเฉพาะในปริมาณความเข้มข้นที่สูงกว่าปริมาณที่ใช้สำหรับการบำบัดในทุ่งนาเพียงครั้งเดียวหลายพันเท่าเท่านั้น

ปัจจุบันมีการใช้พืชผลประมาณสามสิบบาทในการเกษตร อาหารที่ได้รับความนิยมมากที่สุด ได้แก่ ข้าวโพด ฝ้าย มันฝรั่ง คาโนลาเรพซีดไฮบริด (น้ำมันแคนาดาที่มีกรดต่ำ) ข้าว บรอกโคลี ถั่วลิสง มะเขือยาว และยาสูบ ข้าวโพดดัดแปรพันธุกรรมส่วนใหญ่มียีนโปรตีน Cry1Ab ซึ่งป้องกันศัตรูพืชที่เป็นอันตราย ได้แก่ ตัวอ่อนของหนอนเจาะข้าวโพด (Ostrinia nubilalis)

ในปี พ.ศ. 2544 พืชดัดแปลงพันธุกรรมได้ครอบครองพื้นที่มากกว่า 12 ล้านเฮกตาร์ในโลก และประมาณครึ่งหนึ่งเป็นข้าวโพดดัดแปลงพันธุกรรม 99% ของพืชบีทีทั้งหมดปลูกในสี่ประเทศ ได้แก่ สหรัฐอเมริกา อาร์เจนตินา แคนาดา และชิลี ในสหรัฐอเมริกา พื้นที่ไร่ข้าวโพดบีทีในปี 2543 มีพื้นที่มากกว่า 8 ล้านเฮกตาร์ (ประมาณหนึ่งในสี่ของพื้นที่ปลูก) และฝ้ายบีที - 2.4 ล้านเฮกตาร์ (ประมาณครึ่งหนึ่งของพืชผล) ประโยชน์ทางเศรษฐกิจของพืชดังกล่าวชัดเจน: จากข้อมูลของสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมของสหรัฐอเมริกา (หน่วยงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมของสหรัฐอเมริกา) การใช้พืชบีทีเพียงอย่างเดียวในประเทศนี้นำไปสู่การลดการใช้ยาฆ่าแมลงสังเคราะห์ในแต่ละปีในพื้นที่ประมาณ 3 ล้านเฮกตาร์และประหยัดเงินได้ 2.7 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ

จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ นักสิ่งแวดล้อมเพียงเตือนอย่างขี้อายเกี่ยวกับผลกระทบด้านลบที่อาจเกิดขึ้นของพืชดัดแปลงพันธุกรรมต่อสิ่งแวดล้อม ในทางกลับกัน ผู้เสนอการดัดแปลงพันธุกรรมของพืชเชื่อมั่นในความปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อมโดยสมบูรณ์ โดยอาศัยผลการทดสอบในห้องปฏิบัติการและประสบการณ์ในการปลูกพืชเหล่านี้ในสภาพธรรมชาติ (ตามที่ปรากฏในภายหลัง วิธีการและวัตถุทดสอบที่ใช้ในการทดลองในห้องปฏิบัติการบางอย่างไม่เพียงพอต่องานที่ตั้งไว้ แต่จะมากกว่านั้นในภายหลัง) บัดนี้ เพียงหนึ่งทศวรรษหลังจากเริ่มการเพาะปลูกพืชดัดแปลงพันธุกรรมทางอุตสาหกรรม มันกำลังจะกลายเป็น ไม่มากก็น้อยชัดเจนว่าความเสียหายประเภทใดที่สามารถก่อให้เกิดต่อสิ่งแวดล้อมได้

มีหลักฐานเพิ่มมากขึ้นว่าการใช้พืชบีทีอาจส่งผลเสียในระยะยาว ซึ่งความเสียหายทางเศรษฐกิจยังคงยากต่อการประมาณ ประการแรก ข้าวโพดบีทีผลิตเอนโดทอกซินมากกว่าที่เติมเข้าไป 1.5-2,000 เท่า เมื่อบำบัดในไร่ด้วยสารเคมีที่มีสารพิษบีทีเพียงครั้งเดียว ประการที่สอง การปลูกข้าวโพดบีทีทำให้เกิดการสะสมของสารพิษบีทีในดินอันเป็นผลมาจากหลายปัจจัย ได้แก่ สารหลั่งจากราก การสะสมของละอองเกสรดอกไม้ และการสลายตัวของเศษซากพืช ประการที่สาม การสลายตัวของพืชดัดแปรพันธุกรรมเกิดขึ้นช้ากว่าพืชทั่วไปมาก และกิจกรรมทางชีวภาพของดินที่ถูกครอบครองโดยพืชดัดแปลงพันธุกรรมนั้นต่ำกว่าในพื้นที่ควบคุมอย่างเห็นได้ชัด

บีทีสารพิษในดิน

หลังจากเก็บเกี่ยวข้าวโพดดัดแปลงพันธุกรรมแล้ว สารพิษบีทีประมาณสิบเปอร์เซ็นต์จะยังคงอยู่ในเศษพืชผลในไร่นา และเฉพาะเมื่อการสลายตัวเท่านั้นที่การสลายตัวของโปรตีน Cry จะเกิดขึ้นในสภาพธรรมชาติ ตามที่นักวิจัยชาวสวิส ความเข้มข้นของสารพิษ Cry1Ab ในเศษพืชลดลงอย่างรวดเร็ว (เหลือ 20-38% ของปริมาณในพืชที่มีชีวิต) สองเดือนหลังการเก็บเกี่ยว และยังคงอยู่ที่ระดับเดียวกันโดยประมาณตลอดฤดูหนาว เมื่อเริ่มต้นฤดูใบไม้ผลิเท่านั้นที่การย่อยสลายของสารพิษบีทีจะเริ่มต้นขึ้น อย่างไรก็ตาม แม้หลังจากผ่านไป 200 วันแล้ว 0.3% ของปริมาณเดิมจะยังคงอยู่ในทุ่งนา ระยะเวลาสูงสุดที่ Cry โปรตีนที่พบในดินอันเป็นผลมาจากการหลั่งของรากและการสลายตัวของสารตกค้างจากพืชจะถูกเก็บรักษาไว้ถึง 350 วัน สารพิษบีทียังคงออกฤทธิ์ทางชีวภาพเป็นเวลานาน (อันที่จริงนานถึงหนึ่งปี) เนื่องจากพวกมันอยู่ในสถานะที่ถูกผูกไว้กับอนุภาคของดินที่ทำงานบนพื้นผิว (ดินเหนียว, ฮิวมัส ฯลฯ ); นี่คือสิ่งที่ปกป้องพวกเขาจากการย่อยสลายโดยจุลินทรีย์

ผลลัพธ์เหล่านี้ได้รับมาค่อนข้างเร็วและแตกต่างโดยพื้นฐานจากที่เคยดำเนินการในสภาพห้องปฏิบัติการ โดยพบว่า 50% ของสารพิษบีทีสลายตัวภายในหนึ่งวันครึ่งหลังจากเข้าสู่ดิน และ 90% ภายใน 15 วัน หากเศษพืชไม่ได้สัมผัสกับดิน จะพบว่าโปรตีน Cry สลายตัว 50% ภายใน 25.6 วัน และ 90% - 40.7 วัน ความแตกต่างที่รุนแรงในอัตราการสลายตัวของสารพิษบีทีนั้นเห็นได้ชัดเนื่องจากในสภาพห้องปฏิบัติการการทดลองได้ดำเนินการที่อุณหภูมิห้องคงที่ในขณะที่อยู่ในธรรมชาติยกเว้นช่วงฤดูหนาวที่หนาวเย็นซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของโซนกลางซึ่งมีข้าวโพดดัดแปรพันธุกรรม เติบโตเป็นหลัก นอกจากนี้ยังมีการสังเกตความผันผวนของอุณหภูมิในแต่ละวันด้วย นอกจากนี้ ในการทดลองในห้องปฏิบัติการ ใบข้าวโพดยังถูกบด กรอง และไลโอฟิไลซ์ ซึ่งทำให้จุลินทรีย์มีพื้นที่ในการล่าอาณานิคมมากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ โดยธรรมชาติแล้วไม่มีอะไรเช่นนี้เกิดขึ้นในธรรมชาติและเป็นที่ชัดเจนว่ามันจำเป็นที่จะต้องคาดการณ์ผลการทดลองในห้องปฏิบัติการที่มีสารพิษบีทีกับสภาพธรรมชาติด้วยความระมัดระวังเป็นอย่างยิ่ง

แม้ว่าการเข้าสู่ดินด้วยสารคัดหลั่งจากรากของพืชดัดแปรพันธุกรรมนั้นไม่ได้ดีเท่ากับหลังจากการย่อยสลายของเศษพืชที่เหลืออยู่ในทุ่งนาหลังการเก็บเกี่ยว แต่ปัจจัยนี้ไม่สามารถลดทอนลงได้ เป็นที่น่าสนใจที่จะทราบว่าในขณะที่หน่อของคาโนลา ยาสูบ และฝ้ายไม่ปล่อยสารพิษบีทีเลย แต่ข้าวโพดทั้ง 12 ชนิดได้ศึกษาพันธุ์ข้าวโพดดัดแปรพันธุกรรม ซึ่งได้มาจากการปฏิบัติการทางพันธุวิศวกรรมอิสระสามครั้ง (11 บาท มอน 810 และ 176 บาท) ทำให้เกิด Cry โปรตีนในปริมาณที่เกือบเท่ากัน นอกจากนี้ ฤทธิ์ฆ่าแมลงของสารหลั่งจากข้าวโพดมีมากที่สุด ซึ่งสูงกว่าข้าวและมันฝรั่งอย่างมีนัยสำคัญ แม้ว่าโปรตีน Cry จำนวนหนึ่งสามารถเข้าสู่ดินได้เนื่องจากการลอกหรือความเสียหายทางกลต่อราก แต่ก็ขึ้นอยู่กับการหลั่งของสารพิษเหล่านี้ที่ทำให้สารพิษ Bt จำนวนมากเข้าสู่ดิน เพื่อยืนยันสิ่งนี้ ก็เพียงพอที่จะกล่าวได้ว่าในข้าวโพด ข้าว และมันฝรั่งที่ปลูกแบบไฮโดรโปนิกส์ ไม่พบความเสียหายต่อพื้นผิวของราก อย่างไรก็ตาม ยังคงตรวจพบโปรตีน Cry ในสารละลายธาตุอาหาร

ลิกนิน

มีการตั้งข้อสังเกตว่าพืชที่มีสารพิษบีทีในปริมาณสูงจะไม่น่าดึงดูดแม้แต่กับไฟโตฟาจที่สารพิษเหล่านี้ไม่เป็นพิษก็ตาม ดังนั้นในการทดลองกับ woodlice หรือ woodlice หยาบ (Porcellio scaber) ซึ่งเสนอข้าวโพดแปดสายพันธุ์เป็นอาหาร (สองสายควบคุมดัดแปรพันธุกรรมและหกสายควบคุม isogenic) ปรากฎว่าสัตว์ตัวนี้ชอบพืชที่ไม่ดัดแปลงพันธุกรรมอย่างชัดเจน นอกจากนี้ เป็นที่ทราบกันดีว่าสารตกค้างจากพืชของพืชดัดแปรพันธุกรรมจะสลายตัวได้ช้ากว่ามากเมื่อเทียบกับสายพันธุ์ไอโซเจนิกที่ไม่ผ่านการดัดแปลงทางพันธุกรรม ขณะนี้อยู่ระหว่างการศึกษาสาเหตุของเรื่องนี้ สันนิษฐานว่านี่เป็นเพราะปริมาณลิกนินที่เพิ่มขึ้นในพืชดัดแปรพันธุกรรม สิ่งนี้อาจอธิบายความไม่น่าดึงดูดของมันในฐานะอาหาร แต่น่าเสียดายที่ผู้เขียนไม่ได้ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างพันธุ์ข้าวโพดเหล่านี้กับปริมาณลิกนิน

ลิกนินเป็นสารประกอบโมเลกุลสูงที่มีลักษณะเป็นอะโรมาติก เป็นองค์ประกอบโครงสร้างหลักของพืช เติมเต็มช่องว่างระหว่างเซลล์และ "ติด" เยื่อหุ้มปฐมภูมิเข้าด้วยกัน เป็นลิกนินที่ให้ความแข็งแรงและความแข็งแกร่งของโครงสร้างพืชตลอดจนการต้านทานน้ำ ในอีกด้านหนึ่งปริมาณลิกนินที่เพิ่มขึ้นทำให้ไฟโตฟาจ "ทำงาน" ได้ยากในทางกลับกันจะทำให้กระบวนการสลายตัวของสารตกค้างจากพืชในดินช้าลง เมื่อลิกนินสลายตัว ผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวโมเลกุลต่ำที่เป็นพิษ (ฟีนอล เมทานอล กรดคาร์บอกซิลิก) จะถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อม

ปริมาณลิกนินในลำต้นของข้าวโพดบีทีนั้นสูงกว่าสายพันธุ์ที่ไม่ดัดแปลงพันธุกรรมถึง 33-97% ข้อมูลที่หลากหลายเกิดจากปริมาณลิกนินที่แตกต่างกันในข้าวโพดดัดแปลงพันธุกรรมสามสายหลัก ลิกนินส่วนเกินยังแสดงออกมาในระดับสัณฐานวิทยา การรวมตัวของหลอดเลือดและเซลล์ sclerenchyma โดยรอบซึ่งมีลิกนิน มีความหนาเกือบสองเท่าในพืช Bt เกือบสองเท่าในสายพันธุ์ที่ไม่ดัดแปลงพันธุกรรม (21.5 ± 0.84 มม. และ 12.4 ± 1.14 มม. ตามลำดับ) การสะสมลิกนินที่เพิ่มขึ้นเป็นเรื่องปกติสำหรับลำต้นของข้าวโพดบีทีเท่านั้น ในขณะที่ปริมาณลิกนินในใบจะใกล้เคียงกับในพืชทั่วไปโดยประมาณ

นอกจากนี้ยังมีการเปิดเผยเหตุการณ์ที่น่าสนใจอีกประการหนึ่ง: มีลิกนินในข้าวโพดที่ปลูกภายใต้สภาพธรรมชาติมากกว่าในห้องปฏิบัติการ นี่เป็นการยืนยันอีกครั้งว่าในสภาพแวดล้อมเทียม พืชดัดแปรพันธุกรรมมีการพัฒนาที่แตกต่างจากธรรมชาติ

จากการวิจัยเพิ่มเติม ปรากฎว่าลิกนินส่วนเกินไม่เพียงแต่เป็นลักษณะเฉพาะของข้าวโพดบีทีเท่านั้น แต่ยังเป็นคุณสมบัติทั่วไปของพืชดัดแปรพันธุกรรมทั้งหมดอีกด้วย พืชดัดแปลงพันธุกรรมหลายชนิด (ข้าว ยาสูบ ฝ้าย และมันฝรั่ง) มีลิกนินมากกว่าสายพันธุ์ไอโซเจนิกที่ไม่ดัดแปลงพันธุกรรมถึง 10-66%

ไส้เดือน

หนึ่งในผู้ใช้ประโยชน์จากเศษซากพืชหลักในโซนกลางคือไส้เดือน ซึ่งส่วนใหญ่มาจากตระกูล Lumbricidae พบได้ในระบบนิเวศทางธรรมชาติและมานุษยวิทยาเกือบทั้งหมดในเขตอบอุ่นและมีอิทธิพลเหนือพวกมันในแง่ของชีวมวล (จำนวนพวกมันสูงเป็นพิเศษในป่าที่ราบกว้างใหญ่ ป่าเบญจพรรณ และป่าผลัดใบ - มากกว่า 300 ตัวต่อ 1 ตารางเมตร) ไส้เดือนจะเจาะดินด้วยอุโมงค์ ส่งเสริมการเติมอากาศและความชื้นในระดับความลึก การผสมชั้นดิน เร่งการสลายตัวของเศษซากพืช และเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ของดิน ปริมาณดินที่สัตว์เหล่านี้ขนส่งอยู่ในช่วง 2 ถึง 250 ตัน/เฮกตาร์ต่อปี การกระจายตัวของไส้เดือนดินในแนวดิ่งตามแนวดินนั้นถูกกำหนดโดยระบบนิเวศของพวกมัน และอีกด้านหนึ่งโดยปัจจัยทางชีวภาพที่ซับซ้อน เช่น อุณหภูมิ ความชื้นในดิน และการไล่ระดับแนวตั้งของการกระจายตัวของสารอินทรีย์ .

สารพิษสามารถส่งผลกระทบต่อไส้เดือนได้หลายวิธี ขึ้นอยู่กับชนิดของ lumbricidae และระยะการพัฒนา เยาวชนที่ไม่สามารถเจาะลึกลงไปในดินได้ ต้องทนทุกข์ทรมานจากมลพิษมากกว่าผู้ที่โตเต็มวัยแล้ว แต่หนึ่งในสายพันธุ์ที่ใหญ่ที่สุดของ Lumbricidae ในโซนกลาง - ไม้เลื้อยขนาดใหญ่ (Lumbricus terrestris) - ก็มีความเสี่ยงเช่นกัน ความจริงก็คือบุคคลในสายพันธุ์นี้ซึ่งซ่อนตัวอยู่ในโพรงลึก (สูงถึง 3 เมตร) ในระหว่างวันมาที่ผิวดินในเวลากลางคืนเพื่อหาอาหาร - เศษซากพืช (ในรัสเซียสำหรับวิถีชีวิตแบบนี้ผู้เป็นสากลนี้ได้รับความนิยม ชื่อ “คลานใหญ่”) พูดตามตรง เราสังเกตว่าอาหารส่วนเล็กๆ ของพวกเขาประกอบด้วยรากพืช ในระหว่างการเดินทางกลางคืน บุคคลบางคนสามารถเอาชนะได้ไกลถึง 19 ม. ประมาณทุก ๆ เส้นทางที่สามจะสิ้นสุดในหลุม และทุก ๆ สิบสี่หลุมจะมีที่จุดเริ่มต้นของเส้นทาง ในระบบนิเวศต่างๆ ตลอดช่วงฤดูใบไม้ร่วงหลายเดือน ไส้เดือนเหล่านี้สามารถขนขยะพืชเกือบทั้งหมดเข้าไปในโพรงได้ นี่ไม่ได้หมายความว่าสัตว์จำพวกไส้เดือนจะกินทุกอย่างในทันที แต่พวกมันเก็บส่วนสำคัญของอาหารไว้ในโพรงและกินมันเนื่องจากเศษพืชสลายตัวไปบางส่วน มันเป็นคุณสมบัติเหล่านี้ของนิเวศวิทยาของการรวบรวมข้อมูลขนาดใหญ่ที่กำหนดระดับการติดต่อในระดับสูงทั้งกับสารมลพิษที่ตกตะกอนในทุ่งนาและกับพืชดัดแปลงพันธุกรรม

สารกำจัดลัมบริไซด์เกิดขึ้นในดินและตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมีตามธรรมชาติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการที่สารมลพิษเข้ามาในร่างกายของพวกมันผ่านทางผิวหนัง เมื่อพิจารณาจากนิสัยการกินอาหาร ไส้เดือนสามารถกลืนสารพิษที่มีอยู่ในไส้เดือนเข้าไปพร้อมกับอนุภาคในดิน ซึ่งหมายความว่าไส้เดือนสามารถสัมผัสได้ทั้งภายนอกและภายใน

น่าแปลกที่ยังไม่ได้มีการศึกษาโดยละเอียดเกี่ยวกับความเป็นพิษของโปรตีน Cry สำหรับไส้เดือน จริงอยู่ เมื่อประมาณครึ่งศตวรรษก่อน ตอนที่ทำการทดสอบความเป็นพิษของยา Thuricide ที่มี B. thuringiensis var. อย่างไรก็ตาม, พบว่าความเข้มข้นที่สูงมากเท่านั้น (สูงกว่าที่แนะนำสำหรับการรักษาภาคสนามถึง 10,000 เท่า) ภายในสองเดือนทำให้อัตราการเสียชีวิต 100% ในประชากรห้องปฏิบัติการของ L. terrestris ดูเหมือนว่าข้อมูลเหล่านี้เกี่ยวข้องกันทางอ้อมเท่านั้น แต่ปริมาณที่กลายเป็นอันตรายถึงชีวิตนั้นสูงกว่าความเข้มข้นของสารพิษบีทีในพืชดัดแปลงพันธุกรรมที่มีชีวิตเพียงห้าถึงสิบเท่า การศึกษาทางจุลพยาธิวิทยาของ lumbricids ที่ตายแล้วแสดงให้เห็นว่าแบคทีเรียแทรกซึมเข้าไปในเนื้อเยื่อของหนอนเกือบทั้งหมดซึ่งพวกมันสร้างสปอร์และก่อตัวเป็นผลึก ต่อมาพยาธิวิทยาที่ผิดปกติดังกล่าวได้รับการอธิบายโดยข้อเท็จจริงที่ว่าการทดลองใช้ดินเบาซึ่งโดยการทำลายเยื่อบุผิวในลำไส้มีส่วนทำให้เกิดการแทรกซึมของแบคทีเรียเข้าไปในทั้งหมด (ช่องว่างระหว่างผนังร่างกายและอวัยวะภายใน) ของไส้เดือน

ในการทดลองอีกชุดหนึ่ง ได้ทำการศึกษาผลของสารกำจัดศัตรูพืชที่มีบีทีทอกซินต่อไส้เดือน Dendrobaena octaedra: การสัมผัสกับสารพิษเป็นเวลาสิบสัปดาห์ในปริมาณที่สูงกว่าปริมาณภาคสนามถึงพันเท่าและเท่ากับความเข้มข้นของสารพิษในสิ่งมีชีวิตโดยประมาณ พืชนำไปสู่การยับยั้งการเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์อย่างมีนัยสำคัญ เช่นเดียวกับหนอนที่มีอัตราการตายสูงขึ้น น่าเสียดายที่การทดลองเหล่านี้ใช้สายพันธุ์ที่ไม่เกี่ยวข้องกับทุ่งนา (โดยปกติแล้วจะอาศัยอยู่ตามพื้นป่า) และไม่สามารถพบกับพืชดัดแปลงพันธุกรรมได้ตามธรรมชาติ

การทดลองทางพิษวิทยาทางนิเวศครั้งแรกๆ ในการศึกษาผลของพืชดัดแปรพันธุกรรมต่อไส้เดือนคือการทดสอบในห้องปฏิบัติการมาตรฐานโดยใช้ดินเทียมและหนอนมูล (Eisenia fetida) ปรากฎว่าสารสกัดจากใบข้าวโพดดัดแปรพันธุกรรมที่มีสารพิษบีทีไม่ส่งผลต่อการอยู่รอดและการพัฒนาของสารกำจัดลูมบริซิดในทางใดทางหนึ่ง โดยทั้งหมดรอดชีวิตมาได้จนสิ้นสุดการทดลอง 14 วัน และไม่แตกต่างจากน้ำหนักตัวของสัตว์ควบคุม จากการคำนวณของผู้เขียน ความเข้มข้นของสารพิษบีทีที่ใช้ในการทดลอง (โปรตีน CryIA(b) 0.35 มก. ต่อดิน 1 กิโลกรัม) นั้นสูงกว่าสิ่งที่อาจก่อตัวในดินหลังการเก็บเกี่ยวประมาณ 785 เท่า ผลลัพธ์เหล่านี้จะสมเหตุสมผลหากการเลือกไส้เดือนชนิดต่างๆ เพียงพอกับเป้าหมายที่ตั้งไว้ ผู้เขียนไม่ได้คำนึงว่า E.fetida เช่น D.octaedra ไม่พบพืชดัดแปลงพันธุกรรมภายใต้สภาพธรรมชาติ ไม่ต้องพูดถึงความจริงที่ว่าหนอนมูลไม่เหมือนกับดินพื้นเมืองตรงที่ไม่กินอนุภาคของดิน แต่กินอินทรียวัตถุที่เน่าเปื่อย ดังนั้นจึงไม่มีความชัดเจนว่าสารพิษ Bt เข้าไปในระบบย่อยอาหารได้มากน้อยเพียงใด

การสังเกตประชากรในห้องปฏิบัติการของ L. terrestris ที่อาศัยอยู่ในดินซึ่งมีการงอกของเมล็ดข้าวโพดดัดแปลงพันธุกรรมหรือใบของมันถูกเพิ่มเข้าไป ไม่ได้เผยให้เห็นการเปลี่ยนแปลงที่มีนัยสำคัญทั้งในด้านน้ำหนักตัวหรืออัตราการเสียชีวิตของซอฟต์แวร์รวบรวมข้อมูลขนาดใหญ่ แม้ว่าจะพบสารพิษ Bt ในลำไส้และ วรรณะ (อุจจาระ) เมื่อพยาธิถูกย้ายไปยังดินที่สะอาด ลำไส้ของพวกมันจะถูกกำจัดสารพิษออกภายในหนึ่งถึงสองวัน น่าเสียดายที่ผู้เขียนงานนี้ไม่ได้ประเมินผลของสารพิษบีทีต่อการสืบพันธุ์ของ Lumbricidae รวมถึงต่อเด็กและเยาวชนซึ่งมีความไวต่อสารพิษมากกว่า นอกจากนี้ สำหรับไส้เดือนดินขนาดใหญ่ที่ขุดขึ้นมาซึ่งมีชีวิตอยู่เป็นเวลาหลายปีเช่นเดียวกับซอฟต์แวร์รวบรวมข้อมูลขนาดใหญ่ ระยะเวลา 40 วันไม่เพียงพอที่จะตรวจจับผลกระทบร้ายแรงได้อย่างชัดเจน ในอีกการทดลองที่คล้ายกันซึ่งดำเนินการค่อนข้างช้า แต่กินเวลา 200 วัน ปรากฎว่าน้ำหนักตัวของ L.terrestris ที่เลี้ยงด้วยกากพืชดัดแปลงพันธุกรรมลดลงโดยเฉลี่ย 18% ในขณะที่ในกลุ่มควบคุมเพิ่มขึ้น 4%

น่าเสียดายที่ยังไม่มีการศึกษาการอพยพของสารพิษบีทีในห่วงโซ่อาหารซึ่งมีไส้เดือนเป็นแหล่งอาหารของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง นก และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่กินสัตว์เป็นอาหารหลายชนิด ตัวอย่างเช่นในอังกฤษในอาหารของจิ้งจอกแดง (Vulpes vulpes) การคลานขนาดใหญ่โดยเฉลี่ย 10-15% และในพื้นที่ที่มีไส้เดือนเหล่านี้จำนวนมากโดยเฉพาะ - มากถึง 60% นกเค้าแมวสีน้ำตาลอ่อน (Strix aluco) ก็ไม่รังเกียจนกคลานตัวใหญ่ซึ่งสามารถจับเวิร์มได้มากกว่า 20 ตัวในหนึ่งชั่วโมง ความรักเป็นพิเศษต่อ L.terrestris ได้รับการกล่าวถึงในแบดเจอร์ยุโรป (Meles meles); กว่า 20 ปีที่แล้วพวกเขาถูกมองว่าเป็นผู้ล่าไส้เดือนโดยเฉพาะด้วยซ้ำ ต่อจากนั้นสมมติฐานถูกปฏิเสธ แต่ตามความเป็นธรรมเราทราบว่านักล่ารายนี้ยังมีความเชี่ยวชาญในทางใดทางหนึ่ง - มันแสดงออกมาในเทคนิคการจับอาหาร

สำหรับจุลินทรีย์ในดิน (ทั้งวัฒนธรรมบริสุทธิ์และวัฒนธรรมผสม) ยังไม่สามารถระบุความเป็นพิษของโปรตีน Cry ได้ จำนวนแบคทีเรียและเชื้อราในดินที่มีชีวมวลข้าวโพดดัดแปลงพันธุกรรมและที่ไม่ดัดแปลงพันธุกรรมไม่แตกต่างกันทางสถิติ อย่างไรก็ตาม ในการทดลองกับพิภพเล็ก ๆ ของดินที่ไม่มีสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังในดิน ในกรณีนี้ การย่อยสลายทางชีวภาพของพืชบีที (ข้าวโพด ข้าว ยาสูบ ฝ้าย และมะเขือเทศ) เกิดขึ้นช้ากว่ามากเมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม สิ่งนี้เห็นได้จากปริมาณคาร์บอนที่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญซึ่งออกจากพิภพเล็ก ๆ ของดินทดลองในรูปของ CO2 เมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุม

อัตราการสลายตัวที่ลดลงของพืชดัดแปรพันธุกรรมจำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมและครอบคลุม เนื่องจากความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นจากคุณสมบัติโดยธรรมชาติของพืชบีทีอาจมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมในระยะยาว ลักษณะเฉพาะของการย้ายถิ่นของโปรตีน Cry ไปตามห่วงโซ่อาหารต้องได้รับการดูแลอย่างใกล้ชิดยิ่งขึ้น ท้ายที่สุด มีหลักฐานเพิ่มมากขึ้นว่าประชากรศัตรูพืชเกษตรเริ่มมีความต้านทานต่อสารพิษบีที และเริ่มกินพืชดัดแปลงพันธุกรรม

การค้นพบสารพิษบีทีในสารหลั่งจากรากของข้าวโพด ข้าว และฝ้าย และการคงอยู่ของพวกมันในดินในระยะยาวยังแสดงให้เห็นว่า ต้องใช้ความระมัดระวังเป็นพิเศษก่อนที่พืชและสัตว์จะถูกดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ยา (ยาปฏิชีวนะ วัคซีน ฮอร์โมน) เอนไซม์ ) และสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพอื่นๆ จะหลุดออกจากผนังห้องปฏิบัติการ และพบว่าตัวเองอยู่ในสภาพการควบคุมการผลิตทางอุตสาหกรรมที่น้อยลง ต่างจากพืชบีที เป้าหมายของสารประกอบเหล่านี้ไม่ใช่แมลง แต่เป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม รวมถึงมนุษย์ด้วย สารเหล่านี้เกือบทั้งหมดเป็นซีโนไบโอติก แต่ความสามารถในการคงอยู่ในสิ่งแวดล้อมยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างเพียงพอ ดังนั้นจึงชัดเจนว่าความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นของพืชดัดแปรพันธุกรรมที่กำลังเติบโตซึ่งสังเคราะห์พวกมันในสิ่งแวดล้อมไม่สามารถประเมินได้โดยประมาณด้วยซ้ำ

รายการวรรณกรรม

1. Saxena D., Stotzky G. การปลดปล่อยโปรตีน Larvicidal Cry ในสารหลั่งจากรากของพืช Bt ที่ดัดแปลงพันธุกรรม รายงานข่าวไอเอสบี 2548. กุมภาพันธ์. ป.1-3.

2. ซวาห์เลน ซี., ฮิลเบค เอ., กูเกอร์ลี พี. และคณะ // โมล นิเวศวิทยา. 2546. ว.12. ลำดับที่ 3. ป.765-775.

3. Saxena D., Flores S., Stotzky G. // จิตเวชดิน. และชีวเคมี 2545. ว.34. ป.133-137.

4. ซิมส์ เอส.อาร์., โฮลเดน แอล.อาร์. // กีฏวิทยาสิ่งแวดล้อม. 2539. ว.25. ป.659-664.

5. Wandeler H., Bahylova J., Nentwig W. // นิเวศวิทยาพื้นฐานและประยุกต์. 2545. ฉบับ.3. ลำดับที่ 4. ป.357-365.

6. Saxena D., Stotzky G. // อเมอร์ เจ.พฤกษศาสตร์. 2544 ว.88 ลำดับที่ 9. ป.1704-1706.

7. Poerschmann J., Gathmann A., Augustin J. และคณะ // เจ. สิ่งแวดล้อม. คุณสมบัติ 2548. ว.34. ลำดับที่ 5. ป.1508-1518.

8. Flores S., Saxena D., Stotzky G. // Soil Biol. และไบโอเคม 2548. ว.37. ลำดับที่ 6. หน้า 1073-1082.

9. Smirnoff W.A., Heimpel A.M. // เจ. สาขาวิชาพยาธิวิทยาแมลง. 2504. V.3. ลำดับที่ 403-408.

10. แอดดิสัน เจ.เอ., โฮล์มส์ เอส.บี. //แคนาดา. เจของป่า Res. 2539. ว.26. ป.1594-1601.

11. Ahl Goy P., Warren G., White J. และคณะ ปฏิสัมพันธ์ของข้าวโพดทนต่อแมลงกับสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ // การดำเนินการด้านความปลอดภัยทางชีวภาพที่สำคัญของสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม 10-11 เมษายน 2538 ว.309 ป.50-53. Mitteilungen aus der Biologischen Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft, Berlin-Dahlem, Blackwell, Berlin, 1995

12. Saxena D., Stotzky G. // จิตเวชดิน. และไบโอเคม 2001b. V.33. ป.1225-1230.

13. Zwahlen C., Hilbeck A., Howald R. และคณะ // โมล นิเวศวิทยา. 2546บี V.12. ลำดับที่ 4. หน้า 1077-1086.

เพื่อเตรียมงานนี้ มีการใช้วัสดุจากเว็บไซต์ http://vivovoco.rsl.ru