Tilman (1996) đã thấy được sự biến đổi lớn về sinh khối của 24 lồi thực vật ưu thế nhất trong suốt 11 năm nghiên cứu đồng cỏ. Lehle (1992) đã nghiên cứu suốt 6 tháng về trùng cỏ sống trên đất thuộc về những lồi phân bố rộng, Cyclidium muscicola chiếm từ 8-75% số lượng của quần thể và 2 lồi colpodid chiếm từ 4-45%. Sự khác biệt giữa hai nghiên cứu này cho thấy sự khác biệt về lồi phân bố trong những ổ sinh thái. Tính đa dạng sinh học ở những vùng khơng canh tác với vùng canh tác theo cổ truyền cĩ thể khơng thấy được sự gia tăng về năng suất nhưng duy trì tính đa dạng cĩ thể làm chậm sự thối hố hệ sinh thái nơng nghiệp trong suốt 4000 năm lịch sử. Nguyên sinh động vật cĩ thể coi như là sinh vật chỉ thị của hệ sinh thái và cảnh báo cho sự thối hĩa đất.
Đề nghị xem nguyên sinh động vật là sinh vật chỉ thị vì nĩ cĩ tính nhạy cảm với mơi trường do màng tế bào của nĩ mỏng, chúng phát triển nhanh, vận động chậm trong đất và cĩ mặt khắp nơi. Ngồi ra chúng rất đa dạng, cĩ thể cho nhiều lồi làm sinh vật chỉ thị. Vấn đề khĩ khăn trong việc phân loại và thời gian để xác định lồi, đếm số lượng
nhưng theo cách mơ tả thì nguyên sinh vật cĩ giá trị về hệ sinh thái nơng nghiệp vì vị trí then chốt của chúng trong chu trình vật chất trong hệ sinh thái đất.
IV. Ứng dụng
Nơng nghiệp cổ truyền tạo ra một hệ sinh thái đặc biệt bằng cách xáo trộn lớp đất mặt (và nén nĩ lại) thơng qua quá trình cày bừa, lấy bỏ thực vật trên mặt (đã bảo vệ đất), thêm phân bĩn, nơng dược và thu hoạch. Một nền nơng nghiệp ổn định là hạn chế sự xáo trộn bề mặt, giảm tác động và thay thế phân vơ cơ bằng hữu cơ.
Cày bừa theo phương thức cổ truyền giữa các vụ canh tác tích tụ vào trong đất các sản phẫm thích hợp cho vi khuẩn, nguyên sinh vật và giun trịn trong chuổi thức ăn trong đất; ngược lại nếu ít cày bừa, chất hữu cơ cịn lại ở bề mặt và lớp đất giàu dinh dưỡng ở bề mặt, làm tăng các nhĩm nấm, Collembola và giun đốt đĩng gĩp vào chuổi thức ăn trong đất. Quần xã nguyên sinh động vật khác biệt nhau trong hai hệ thống theo cách chọn lọc kiểu r. Sinh khối của trùng roi và trùng chân giả phong phú ở bề mặt của hệ thống nơng nghiệp và làm tăng quá trình khống hĩa.
Phân bĩn hữu cơ, như rơm và phân chuồng giống chất hữu cơ trong tự nhiên hơn là phân bĩn. Vi sinh vật và nguyên sinh vật hoạt động trong mơi trường đất giàu hữu cơ và thường cĩ sự gia tăng khu hệ sinh vật đất nhất là nhĩm giun đốt.
Nhĩm nguyên sinh vật cao hơn hoạt động trong điều kiện khơng cày và cĩ bĩn phân hữu cơ sẽ được làm tăng nhờ khu hệ động vật khác như là giun đốt, chúng phân tán vi khuẩn và địch hại của nguyên sinh vật đến chổ khác thơng qua các hang do chúng tạo ra và những bào xác khơng tiêu hĩa ra ngồi ruột tạo những điểm nĩng mới và giải phĩng một lượng lớn chất dinh dưỡng làm tăng sản lượng cây trồng trong vài trường hợp. Nguyên sinh vật bị ăn trở thành loại thức ăn cĩ giá trị, như thế càng đa dạng nguyên sinh vật thì giun đốt càng phong phú.
Sử dụng chất diệt sinh vật cĩ tác dụng đối với những lồi khơng cần xử lý. Chất diệt cỏ ảnh hưởng đến gián tiếp đến nguyên sinh vật thơng qua tác động lên lên vi khuẩn
ni tơ và làm mơi trường trơ trọi. Thuốc trừ sâu và trị nấm rất độc, nĩ cĩ nguồn gốc của lindane và mancozeb ảnh hưởng đến trùng cỏ và trùng cĩ vỏ. Thuốc trừ sâu làm giảm cả số lồi và số lượng, làm thay đổi cấu trúc thành phần lồi do sự gia tăng nhiều lồi của nhĩm colpodid. Kết quả này chứng tỏ giá trị của việc nghiên cứu tổng hợp và cũng đánh giá tính đa dạng sinh học trong hệ sinh thái. Thuốc trừ sâu ít tác động lên trùng cĩ vỏ và thuốc diệt nấm ít tác động lên cả hai nhĩm. Những nghiên cứu ngẩu nhiên (RCB) và nghiên cứu kéo dài 90 ngày cần thiết để xác định tính độc cấp thời của chất diệt sinh vật.
Cơng nghiệp hố trong nơng nghiệp nén chặc nền đất, tiêu diệt giun và hệ thống dẫn nước làm xốp đất và phần lớn khu hệ động vật mà cịn làm giảm đi khơng gian của các hố sinh sống của vi khuẩn và bọn ăn protozoa. Sự nén chặt làm mất sự đa dạng của nhĩm trùng cĩ vỏ và hạn chế những nhĩm lớn. Sự giảm khơng gian sống khiến chúng thiếu oxy và giảm quá trình trao đổi chất và sự sinh sản của chúng.
Một phần tồn tại trong quản lý hệ sinh thái nơng nghiệp là bảo tồn và tích lủy đất, nĩ được quản lý bằng cách phân tích quần xã nguyên sinh vật để đánh giá mức độ hoạt động sinh học cho sản xuất nơng nghiệp.
Tính Đa Dạng và Chức NăngCủa Sinh Vật Đất Cỡ Vừa Của Sinh Vật Đất Cỡ Vừa
I. Giới thiệu
Đa dạng các quần xã vi sinh vật, thực vật và động vật trong tự nhiên là nhân tố mấu chốt trong cấu trúc và chức năng của hệ sinh thái. Hệ sinh thái nơng nghiệp được xây dựng cho một hay một vài lồi động vật hoặc thực vật tồn tại, giảm đi tính đa dạng để tăng sản phẩm là thực phẩm cho người, động vật và chất đốt.
Bảng 7.1: phân chia sinh vật đất theo kích cở và số lượng
Các lớp Thí dụ Sinh lượng (g/m2) Chiều dài (mm) Số lượng (con/m2) Thực vật hiển vi Vi khuẩn, nấm, tảo và nấm mốc 1-100 Khơng thể tính 106 - 1012
Động vật hiển vi Nguyên sinh
động vật 1.5-6.0 0.005-0.2 106 - 1012 Động vật cở vừa Giun trịn, Nhện đất, Collembola, Enchytraeidae. 0.01-10 0.2-10 102 - 107 Động vật cở lớn Cơn trùng 0.1-2.5 10-20 102 - 105 Động vật rất lớn Giun đất 10-40 20 0 - 103
Số liệu từ Dindal (1990) và Lal (1991).
Để dễ dàng quản lý, các chu kỳ sinh học đơi khi được thay thế bằng các sản phẩm cĩ nguồn gốc dầu hỏa như phân bĩn tổng hợp. Trong mức độ quản lý cao cĩ thể áp dụng nơng dược và chu kỳ canh tác cĩ thể gây ảnh hưởng đến sinh vật đất, thơng thường thì làm thay đổi thành phần lồi. Nguồn tài nguyên vật lý và sinh học đất (như nhiệt độ, pH và đặc tính giử nước) và mơi trường sống của vi sinh vật thay đổi khi mơi trường tự nhiên biến đổi thành sản phẩm nơng nghiệp. Sự thay đổi về tài sản đất cĩ thể được phản ánh
bằng sự phân bố và tính đa dạng của động vật đất cở vừa. Sinh vật thích nghi với điều kiện vật lý thay đổi mạnh sẽ phát triển trong vùng nơng nghiệp do đĩ giảm đi tính phong phú và tính đa dạng khu hệ sinh vật đất.
Mối quan hệ giửa các nhĩm sinh vật và cách quản lý trong thống nơng nghiệp cĩ thể được nghiên cứu dưới tính huống đặc biệt để xác định mức độ đa dạng. Thật ra điều kiện lý tưởng khĩ đạt được vì tác động ngược của hoạt động nơng nghiệp, chúng ta khơng đủ kiến thức để xác định nĩ là cần thiết cĩ thể hay cĩ thể làm tăng gấp đơi về sự đa dạng sinh học trong nơng nghiệp so với hệ sinh thái tự nhiên.
Hầu hết các nghiên cứu về động vật đất đều tập trung vào hệ sinh thái rừng và đồng cỏ vì nơi đĩ khơng cĩ sự quản lý chặc chẻ như trên đồng ruộng. Các nhà sinh thái học phải quan tâm đến vài trị của vi sinh vật và sinh vật cở vừa trong hoạt động của hệ sinh thái, ngược lại các nhà khoa học nơng nghiệp tập trung vào vai trị của việc cố định đạm và dịch hại hay bệnh của cây trồng. Sinh vật cở vừa cĩ mặt ở mọi mức dinh dưỡng trong mạng lưới thức ăn trong đất và ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất sinh học sơ cấp thơng qua hệ rể và ảnh hưởng gián tiếp thơng quan sự phân hủy chất hửu cơ thành vơ cơ.