Рассматриваем здесь экологическую группу водорослей, жизнедеятельность которых связана с почвой.
- наземные формы (пленки корки на поверхности почвы),
- водно-наземная форма (обитают в водной среде постоянно влажных почв),
- собственно почвенные (обитают в слое почвы).
Скопления водорослей легко обнаруживаются на полевых почвах. Они видны до посева и после уборки урожая – цветение весной и осенью при благоприятных сочетаниях условий (температура, влажность, освещенность, элементы питания). В благоприятное время на 1 см2 почвы развивается до 40 млн. кл., а биомасса до 1,5 т/га.
Летом водоросли занимают открытые участки с хорошим увлажнением.
Осваивают, активно заселяют поверхности скал, стволы деревьев, селятся на сооружениях.
Обнаруживаются во всех типах почв (пустыни, тундра). В среднем численности и биомасса составляют 5тыс.-1,5 млн. кл/г, годовая продукция 50-1500 кг/га*год.
Функции водорослей в почве
Определяются их принадлежностью к фототрофной группе – первичные продуценты. Их биомасса несравнима с биомассой высших растений, но она гораздо быстрее накапливается, легче минерализуется – достаточно хороший источник питания.
Почвенные водоросли хорошие биоиндикаторы газового обмена, протекающих процессов, антропогенного влияния (сера, кислотность).
Общая характеристика водорослей
Вегетативное тело водорослей может быть одно- и многоклеточным, называется талом или слоевище.
- амебоидный тип,
- монадный (хвостик),
- нитчатый,
- полимоидный (в слизи).
В отличие от высших растений лишены корней и потребляют питательные вещества осмотрофно всей поверхностью.
У некоторых водорослей развиваются ризоиды.
В зависимости от вида и условий размножаются вегетативно, половым путем (гаметы) и образуют споры.
Источник углерода – СО2, но есть и некоторые виды, которые могут питаться гетеротрофно, переключаться с одного вида питания на другой.
Источник азота – аммонийные и нитратные соли. Конкуренты растениям. Но во время весеннего периода и осенью водоросли ассимилируют азот, препятствуя его потере (вымыванию).
Основные группы
Зеленые водоросли. Самый распространенный в почве и обширный отдел. В пигмент клетках - хлорофилл а и b, в составе клеточной мембраны – целлюлоза, запас энергии – крахмал. По морфологии клеток и по органам таллома выделяют:
1. Chlorococcalis. Одноклеточные круглые, серповидные, иногда объединены в агрегаты из нескольких клеток.
2. Chlamidomonadalis. Фитомастигины обладают жгутиком. Имеют много сходного с простейшими.
3. Ulotrichalis. Нитчатые. Многоклеточные, образуют консорты, шаровидные скопления.
Желто-зеленые водоросли. Распространены на торфяной, лесной почве, на пашне встречаются реже. Отсутствует хлорофилл b, присутствует хлорофилл с. В клеточной структуре меньше целлюлозы, в основном пектиновые вещества. Запас энергии – липиды (жиры). В почве встречаются одноклеточные (Pleurochloris, Characiopsis, Bumillariopsis) и нитчатые (Tritonema, Hetterothrix) формы, а также водоросли, имеющие неклеточное строение таллома (Botridium) размером с булавочную головку и корнеобразными отростками (ризоиды).
Диатомовые водоросли. Кремнистые водоросли. Состоят из двух частей: эпитека (верхняя) и гипотека (нижняя). Скопления отмерших водорослей образуют диатомит (палеонтологический анализ). Имеют желто-бурую окраску. Содержат охлорофилл и фукоксантин. Все одноклеточные (Novicula, Pynularia, Nitschea).
Сине-зеленые водоросли (Cyanobacteria). Прокариоты, нет отграниченного ядра, нет отграниченных хлоропластов и митохондрий. Единственные из прокариот, у которых фотосинтез идет с выделением О2 – особый класс оксифотобактерия. Специфическая окраска связана с тем, что кроме хлорофилла а присутствуют каратиноиды и фикобелипротеиды. Очень устойчивы к экстремальным условиям: экстремотермофилы (горячие источники, вулканы), экстремопсихрофилы (лед, снег, скалы). Живут в симбиозе с грибами (лишайники). Морфология: одиночные, палочковидные, нитчатые, колониальные формы.
1. Chroococculis. Одноклеточные колониальные формы, погруженные в слизь (род Microcistis, Gleocapsa)
2. Nostocalis. Нитчатые формы, сферичные скопления, темно-оливковые пятка на поверхности (род Nostoc). Род Anabena не образует плотных колоний на поверхности, в нитях можно различить клетки разных размеров, встречаются споры и гетероцисты, обладающие способностью фиксации азота, по ним возможен разрыв на отдельные гормогонии.
3. Ascilatoria. Имеют нитчатое строение, но лишены гетероцист и спор, иногда бывают упакованы в чехлы, осуществляют колебательные осциллографические движения (род Ascilatoria, Lingbia, Formidium).