Санитарная функция почв

В проявлении этой функции намечаются три основных ас­пекта. Первый аспект связан с участием почвенных организмов в деструкции поступающих на поверхность органических ос­татков.

Всем хорошо знакома великолепная картина осеннего лис­топада, ежегодно покрывающего землю разноцветным ковром отжившей свой недолгий век листвы.

Долгое время полагали, что деструкция органических остат­ков осуществляется только микробами. В дальнейшем, однако, была установлена важная роль в этом процессе почвенных беспозвоночных, которые могут не только участвовать в разло­жении опада на поверхности почвы, но и вовлекать органичес­кие остатки в саму почву, увеличивая тем самым возможности их активного изменения. При отсутствии почвенных животных происходит ускоренное накопление на поверхности почвы мерт­вого опада, создаются анаэробные условия. Так, отмечено, что накопление мощных слоев торфообразных отложений связано в значительной мере с малочисленностью животных-сапрофагов (Гиляров, 1968). При освоении земель в этом случае, по мнению М. С. Гилярова, может оказаться целесообразной интродукция почвенных животных-сапрофагов, которые ускоряют освобожде­ние поверхности почвы от слаборазложившегося растительного опада.

Беспозвоночные активно участвуют в деструкции самых раз­личных органических остатков. Весьма значительна роль насе­комых в разложении опада в лесах. В тропиках термиты пере­рабатывают всю отмирающую древесину, навозники поедают экскременты, общее количество которых достигает 1/4 расти­тельной массы, потребляемой скотом. За свою жизнь мелкие животные поедают количество пищи, в десятки раз превышаю­щее их вес, осуществляя очистку почвы. Еще Линней подсчи­тал, что в тропиках потомство трех мух съедает труп лошади быстрее, чем лев (Жизнь животных, 1969).

Там, где санитарная функция беспозвоночных (особенно­почвенных) ослаблена, в экосистеме быстро происходят раз­личные неблагоприятные изменения. Так, в Австралии некото­рые пастбища страдали из-за того, что на поверхности почвы •стал скапливаться неразложившийся из-за недостатка навозни­ков помет скота. Завоз навозников и их акклиматизация быст­ро привели к разложению скоплений навоза и значительному повышению урожайности пастбищ.

Приведенные примеры показывают, что в освобождении: почв от органических остатков важная роль принадлежит не- только микроорганизмам, но и беспозвоночным животным, оби­тающим в почве или тесно с ней связанным. В данном случае­мы имеем дело со сложным комплексом, осуществляющим очи­стку почв, в котором важны как микробы, так и животные. Причем ускорение разложения опада почвенными животными достигается двояким путем — за счет непосредственного и кос­венного их действия. Существенно то, что второй путь связаи с активизацией деструктивной деятельности микроорганизмов за счет определенных видов деятельности беспозвоночных. Так, переработанные животными растительные остатки благодаря измельчению и увеличению их поверхности становятся более доступными бактериям. Поверхность хвоинки, попавшая в под­стилку, в результате измельчения орибатидами увеличивается в 10000 раз. Кроме того, почвенные животные, в частности дождевые черви, способствуют размножению многих почвенных микроорганизмов. Например, численность микробов в экскре­ментах дождевых червей бывает в 3—13 раз выше, чем в окру­жающей почве (Гиляров, 1968).

Тесная взаимосвязь почвенных микроорганизмов и беспоз­воночных доказана экспериментально. Так, в опытах по исклю­чению деятельности беспозвоночных разложение дубового опада под влиянием только одних микроорганизмов стало проходить- в 2—5 раз медленнее, чем при совместной деятельности поч­венных животных и микроорганизмов. Даже исключение дея­тельности только крупных беспозвоночных (в основном дожде­вых червей) в несколько раз снижает скорость разложения опада. По данным Л. О. Карпачевского и Т. С. Перель (1966), в смешанном лесу разложение листьев дуба при отсутствии в почве червей идет в 2 раза медленнее, липы — в 3 раза, а березы — в 1,5 раза.

Другой важный аспект санитарной функции почвы связан с ее антисептическими свойствами, лимитирующими развитие в ней болезнетворных микроорганизмов (табл. 29, 30). Подроб­ный обзор материалов по данной проблеме содержится в моно­графиях Е. Н. Мишустина, М. И. Перцовской (1954), Е. Н. Ми­шустина, М. И. Перцовской, В. Ф. Горбова (1979), В. Н. Пере-

Таблица 29

Самоочищение почв от Bad.

.лыгина, В. В. Разнощик (1977), Д. И. Никитина, Э. С. Никити­ной (1978).

Рассмотрим основные положения данных работ.

Прежде всего следует отметить, что в незагрязненных поч­

вах содержатся лишь единичные виды микроорганизмов, кото­рые могут вызывать заболевания у людей, животных и расте­ний. Однако во многие почвы поступают отбросы и органичес­кие удобрения, которые могут содержать представителей пато- хенной микрофлоры. Например, фекалии часто заражены болез-

Таблица 30

Длительность существования патогенных микробов в почве (Мишустин, Перцовская, 1954)

нетворными микробами. Определенную опасность представляют навоз, компосты, торфо-фекальные удобрения, хозяйственные отбросы, сточные жидкости, при использовании которых долж­ны соблюдаться определенные санитарно-гигиенические норма­тивы. Нарушение нормативов нередко приводит к распростра­нению опасных инфекционных заболеваний. Например, огром­ный вред причиняют вспышки желудочно-кишечных заболева­ний в странах, где для удобрения полей широко применяются свежие, необезвреженные фекалии. Негативные последствия могут возникать и при использовании сточных вод, в которых найдены возбудители ряда заболеваний: тифа, дизентерии, ту­беркулеза, полиомиелита, а также патогенные анаэробы.

Механизмы распространения болезней среди людей при за­грязнении почвенного покрова могут быть различными. Это воз­никновение инфекции при поедании в сыром виде сельскохо­зяйственной продукции, распространение болезней в результате пылевой инфекции и др. Инфицированная почва может явиться также причиной заболевания животных (бруцеллез, туберкулез и др.) и растений.

Таким образом, почвы населенных пунктов и прилегающих к ним территорий могут представлять собой в определенные периоды эпидемиологическую опасность вследствие их загряз­нения патогенной микрофлорой. Поэтому большое значение приобретают вопросы сохранности болезнетворных микроорга­низмов в различных почвах. Переходя к их рассмотрению, необ­ходимо подчеркнуть, что сама почва оказывается неблагопри­ятным субстратом для большинства патогенных и токсигенных микроорганизмов (см. табл. 29). Однако процесс обеззаражива­ния осуществляется лишь при условии определенной . продол­жительности соприкосновения патогенных микроорганизмов с почвой.

Самоочищение от патогенной микрофлоры, наступает в ре­зультате отсутствия питательного материала, антагонистическо­го воздействия почвенных микроорганизмов, жизнедеятельности находящихся в почве бактериофагов и др. Пониженная темпе­ратура, достаточная влажность, наличие органического вещест­ва, доступного для болезнетворных микробов, сильно затрудня­ют обеззараживание почвы.

Различные болезнетворные микроорганизмы сохраняются в почве разное время (см. табл. 30). Самоочищение от возбуди­телей бруцеллеза, чумы, туляремии происходит довольно бы­стро. Максимальный срок существования этих микробов —

1—2,5 мес. Ряд микроорганизмов может выживать в почве до­статочно длительное время. Это — возбудители столбняка, га­зовой гангрены, актиномикозов, ботулизма, некоторые фитопа- тогенные актиномицеты, бактерии, грибы. Особой длитель­ностью выживания отличается возбудитель сибирской язвы, ко­торый в гумусовых горизонтах почв скотомогильников сохра­няется до 30 лет и более.

Тип, свойства и состояние почвы играют весьма важную роль в выживаемости патогенных микроорганизмов. Например, опыты по выявлению жизнеспособности дизентерийных бакте­рий в разных почвах показали существенные различия выжи­ваемости данных микробов в разных почвах. Так, для серозема максимальный срок, тюсле которого в почве еще обнаружива­лись единичные клетки возбудителя, составил 15 дней, а для чернозема — 40 дней.

Самоочищение почвы от болезнетворных микроорганизмов в значительной мере определяется также ее механическим соста­вом. Опыты под Москвой (рис. 6) показали, что в песчаных почвах исчезновение кишечной палочки происходит заметно ■быстрее, чем в суглинистых.

Время сохранения патогенной микрофлоры в почве также зависит от того, с каким материалом они в нее попали. Так, в -опытах (см. рис. 6) почти полное освобождение почвы от ки-

Время наблюдения

Рис. 6. Самоочищение почвы от бактерий группы Coli—aerogens (Мишустин, Перцовская, 1954): А — оподзолеииая суглинистая (Моек, обл.), Б — Cf> песчаная слабооподзоленная; 1 — внесены фекалии, 2 — внесен навоз

щечной палочки, внесенной с фекалиями, происходит через 5 мес. В случае же попадания в почву данного микроба с на­возом его содержание в ней через 5 мес оказывается доволь­но значительным. Это связано, вероятно, с тем, что в отдель­ных неразложившихся комочках навоза кишечная палочка мо­жет лучше сохраняться, что удлиняет срок ее жизни в почве.

Представляют также интерес вопросы переноса патогенных микроорганизмов после их попадания в почву. Обычно даже в почвах легкого механического состава поверхностное бактери­альное загрязнение локализуется на относительно небольшом расстоянии от источника поступления нечистот. Из загрязняю­щего почву материала бактерии проникают в основном на не­большую глубину. Необходимо, однако, учитывать, что на ровном месте загрязняется незначительное пространство, а при

наличии стока — значительное. Например, стоки со скотных дворов могут загрязнять поверхность почвы на расстоянии до 100—150 м и более.

Различия в механическом составе почв довольно отчетливо сказываются на размерах зоны загрязнения и нормативах, определяющих безопасные расстояния от нее. Например, на суглинистых почвах безопасное для колодцев расстояние от источников загрязнения (дрен) — около 20 м, а на средних песках — от 40 до 200 м (Мишустин, Перцовская, 1954).

Различия отчетливо обнаруживаются и в вертикальном на­правлении. Так, густо населенная микроорганизмами зона в суглинистых почвах создается примерно на расстоянии около 1 м ниже дрены, в тонкозернистых песчаных — 2,4 м, в средне- зернистых — 4 м (более слабое загрязнение может распростра­няться глубже).

Оценивая в целом распространение загрязнения в стороны от места его исходного попадания, можно отметить, что поч­венный покров эффективно защищает грунтовые воды от про­никновения в них бактериологических а также химических за­грязнений. Однако в ряде случаев (близкое залегание грунто­вых вод, преобладание хорошо фильтрующих песчаных пород и т. д.) загрязнение может распространяться на значительные расстояния.

Существует еще одна важная форма проявления санитар­ной функции почв, которая заключается в разрушении почвен­ными микробами продуктов обмена живых организмов. Это предотвращает чрезмерное накопление' в прикорневой зоне ток­сических веществ и обеспечивает дальнейшее их выведение из организма. Стерилизация почвенного субстрата в опытах угнет тала рост растений даже при наличии полного удобрения.