Муравьи Дальнего Востока СССР » Влияние муравьев на почву

Почвообразовательные процессы в большой степени зависят от деятельности животных. «Животными, как консументами, так и редуцентами, выводятся в больших количествах продукты белкового и нуклеопротеидного катаболизма (аммиак, мочевина, мочевая кислота, гуанин) и потребляемые растениями соли калия, магния, кальция, натрия в виде сульфатов, хлоридов, карбонатов и др. Именно деятельности животных почва часто бывает обязана своей зернистой структурой, в кишечниках ... происходит перемешивание минеральных частиц почвы с органическими — создаются водопрочные структурные отдельности, обеспечивающие благоприятные для растений аэрацию почвы и ее водный режим, наиболее благоприятные условия поступления элементов минерального питания в корни растений. ...Роющая деятельность более крупных обитателей почвы способствует созданию в ней некапиллярной скважности, обеспечивающей просачивание осадков вглубь, а не их поверхностный сток, ведущий к смыву почвы, к ее эрозии» (Гиляров, 1969, с. 277). Это в известной степени относится и к муравьям, отличающимся значительной численностью и высокой гнездовой активностью. Можно выделить несколько аспектов их деятельности, оказывающей влияние на почвенные процессы. Так, при строительстве гнезд большинство видов проделывает в почве многочисленные ходы, которые тянутся вглубь и в стороны, заходя далеко за пределы видимых муравейников. Обычно они густо переплетаются в центре, соединяя камеры, на периферии более редкие. Хотя топографию ходов начали изучать очень давно (первые опыты со свинцовыми отливками относятся к 1898 г.), сведений об общей длине гнездовых ходов нет. Свидетельством интенсивной роющей деятельности почвенных видов являются многочисленные почвенные холмики, которые часто образуют специфические кочкарные луга. Попытка оценить роющую деятельность муравьев при строительстве гнезд была предпринята мной в 1972 г. (Купянская, 1972; Хавкина, Купянская, 1972). В лаборатории было поставлено 30 экспериментальных гнезд в виде ящиков из дерева и стекла, заполненных просеянным речным песком, в которые были поселены семьи муравьев Myrmica jessensis, M. orientalis, Aphaenogaster sinensis, Formica japonica,  Lasius niger и  L. flavus, состоящие из самок, 150—300 личинок и 300—700 рабочих. В качестве пищи использовали раствор меда в воде (1:1), личинки и куколки муравьев и других насекомых. Ежедневно проводились наблюдения за роющей деятельностью муравьев, учитывалось количество рабочих, принимавших участие в устройстве гнезд, взвешивался песок, выброшенный из ходов, по которому определялся объем камер в гнездах. Установлен средний объем камер и ходов в гнезде каждой экспериментальной семьи: у Myrmica jessensis — 137, у  Lasius niger — 63, у Formica japonica — 675, у Aphaenogaster sinensis — 900 см³. Выяснено, что объем ходов и камер в гнездах зависит от состава семьи, возрастая с увеличением численности рабочих и расплода. Это дает возможность определить объем муравейников в природе, зная среднюю численность их населения, а затем объем камер и ходов муравьев на 1 га в разных лесах, где известна средняя плотность муравейников (табл.18).

В ряде работ указывается, что муравьи интенсивно роют ходы, перемешивают почву, увеличивают порозность и улучшают доступ воздуха к корням (Димо, 1955; Длусский, 1967; Salem, Hole, 1968; Levieux, 1976), участвуют в минерализации древесных остатков (Дмитриенко, Петренко, 1964). На каштановых и солонцовых почвах, например, выбросы почвы из ходов муравьев составляют около 30 м³ на 1 га (Жигульская, 1966).

Влияние муравьев на химический состав почвы прежде всего связано с внесением органических веществ в виде экскрементов, запасов пищи и отбросов. Отмечено, что в почве муравейников увеличивается количество гумуса и образуются гумусовые прослойки и пятна (Гримальский, 1960; Длусский, 1967; Малоземова, 1973). Большинство видов в период выведения расплода доставляют в муравейники разнообразную белковую пищу — личинок, куколок и имаго насекомых и других мелких беспозвоночных, весной и осенью — семена растений. Запасы пищи и отбросов обычно помещаются в отдельные камеры, где впоследствии перегнивают. Объем таких камер невелик (например, у F. japonica 8—10 см³), но они образуются ежегодно, увеличивая количество органических веществ в почве. В экспериментальных гнездах за время пребывания муравьев в опыте количество гумуса увеличилось по сравнению с контролем в среднем на 0,14%. Некоторое пополнение органики в гнездах достигается за счет ежегодной смертности рабочих, которая составляет примерно 80—100% (Brian, 1972). Трупы рабочих или выносятся наружу и выбрасываются на границе кормовой территории, или складываются в отдельные камеры гнезда. Если считать, что ежегодно погибает 80—100% рабочих в каждом гнезде, то прибавка органического вещества в почве только за счет смертности будет примерно равна биомассе гнезд (табл.5). Примерно половину этой суммы составит прибавка за счет гибели крылатых, на которых приходится 15—50% биомассы гнезда (Pontin, 1963; Betal, 1967; Brian, 1972).

В опыте, описанном выше, через 100 дней пребывания семьи в гнездах был проведен анализ песка на содержание углерода и гумуса по методу И. В. Тюрина (1931). Во всех гнездах зарегистрировано увеличение процентного содержания углерода (в гнездах Myrmica jessensis в среднем на 0,16%, Aphaenogaster sinensis — 0,07, Formica japonica — 0,08%), аналогично изменилось и процентное содержание гумуса (в гнездах Myrmica jessensis на 0,28%, Aphaenogaster sinensis — 0,12, Formica japonica — 0,08,  Lasius umbratus — 0,013%). Анализ почвы, взятой из муравейников и рядом с ними, также свидетельствует об увеличении гумуса в почве муравейников (табл.19).

Выяснено, что муравьи создают в гнездах благоприятную обстановку для жизни и развития почвенных бактерий, грибов-актиномицетов, водорослей, некоторых клещей, активно участвующих в почвообразовательных процессах. Численность бактерий в муравейниках Formica в 9 раз, а грибов-актиномицетов — в 3—3,5 раза выше, чем в контроле (Пименов, Покаржевский, 1975). Это приводит к тому, что почва под муравейниками становится более легкой, богатой минеральными веществами — углеродом, азотом, солями калия, кальция, магния и т. п.

И наконец, отмечено, что муравьи влияют на кислотность почв. Кислые и нейтральные почвы подщелачиваются, а сильнощелочные, напротив, уменьшают величину рН (Крупенников, 1951). Анализ песка после 100-дневного пребывания в нем муравьев свидетельствует об изменении почвенной реакции. Если контрольные пробы песка имели весьма слабую кислую реакцию (рН 6,4), то во всех экспериментальных гнездах отмечено значительное увеличение рН (5,4; 5,5; 5,6; 5,8). В целом муравьи, вызывающие увеличение порозности, процентного содержания гумуса и минеральных веществ способствуют улучшению почвообразовательных процессов.

Lasius niger (Linnaeus, 1758) — черный садовый муравей, black ant, garden ant

Lasius flavus (Fabricius, 1782) — желтый луговой (садовый, земляной) муравей

Lasius umbratus (Nylander, 1846) — желтый пахучий муравей, пахучий земляной муравей