Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,931

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПЛОТНОСТИ НАСЕЛЕНИЯ ОРИБАТИД В ЕСТЕСТВЕННЫХ БИОТОПАХ И АГРОЦЕНОЗАХ ЮГА ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ

Либерман Е.Л. 1 Козлов С.А. 1
1 Тобольская комплексная научная станция УрО РАН
В работе рассмотрены результаты сравнительного анализа плотности населения панцирных клещей орибатид в естественных биотопах (целина и березово-осиновые колки) и агроценозах юга Тюменской области. Панцирные клещи, или орибатиды – представляют собой доминирующую по численности и биомассе группу почвообитающих беспозвоночных. Исследования проводились в 2005–2007 гг. с мая по сентябрь. Пробы отбирали в зернопаровом севообороте под овсом, однолетними травами (горохоовсяная смесь) и пшеницей, в пяти опытных вариантах. По результатам проведенного сравнительного анализа было выявлено, что количественные показатели плотности населения орибатид достигали наибольших значений в агроценозе на участке с внесением минеральных удобрений под 40 ц/га запланированного урожая (1683,7 зкз./м2). Наибольшие показатели плотности населения панцирных клещей (орибатид) достигали под пшеницей (1556,4 экз/м2). Плотность населения орибатид в исследуемом березово-осиновом колке (14266,8 экз./м2) и на целине (5632,3 экз./м2) превосходит самые значительные по количественным показателям участки агроценоза (пшеничное поле 1556,4 экз/м2) от 3 до 9 раз.
панцирные клещи
плотность населения
агроценоз
естественный биотоп.
1. Баздырев Г.И., Лошаков В.Г., Пупонин А.И., Рассадин А.Я., Сафонов А.Ф., Туликов А.М. Земледелие. – М.: Колос С, 2004. – С. 552.
2. Бондаренко-Борисова И.В. Эколого-фаунистические особенности сообществ коллембол (collembola) байрачных дубрав Донецкого кряжа // Экологическое разнообразие почвенной биоты и биопродуктивность почв. Материалы докладов IV (XIV) Всероссийского совещания по почвенной зоологии, III Всероссийского симпозиума по панцирным клещам-орибатидам с участием зарубежных ученых. – Тюмень, 2005. – С. 45–47.
3. Гиляров М.С. Животные и почвообразование // Биология почв Северной Европы. – М.: Наука, 1988. – С. 7-16.
4. Гиляров М.С. Почвенные животные как компоненты биоценоза // Ж. общ. биол. – 1965. – № 26. – С. 276–288.
5. Еремин Д.И., Козлов С.А. Антропогенная трансформация различных комплексов беспозвоночных в пахотных черноземах лесостепной зоны Зауралья // Агропродовольственная политика России. – 2015. – Т. 10. – С. 60-64.
6. Пивень В.Б. Орибатиды Лугово-черноземных осолоделых почв, занятых люцерной // Известия СО АН СССР. – Новосибирск, 1973а, вып. 1. – С. 93-97.
7. Чугунова М.Н. Некоторые данные по численности и распределению панцирных клещей в почвах сельскохозяйственных угодий Подмосковья // Проблемы почвенной зоологии. Материалы второго Всесоюзного совещания по проблемам почвенной зоологии. – М.: Изд-во Наука, 1966. – С. 150-151.
8. Хижняк Е.М., Толчеев А.В., Пономаренко А.В. Сопряженность изменений численности микроартропод и микроорганизмов в почве под влиянием минеральных удобрений и биологически активных веществ // Проблемы почвенной зоологии. Материалы докладов I Всероссийского совещания. – Ростов-на-Дону, 1996. – С. 174-175.

Органическое вещество – единственный источник энергии для почвы и формирования ее плодородия. Уровень почвенного плодородия определяется не только величиной запаса органического вещества, но и скоростью его минерализации. Микроорганизмы используют органический материал в качестве пищи и энергии [1].

Панцирные клещи, или орибатиды – одна из доминирующих по численности и биомассе групп почвообитающих беспозвоночных [5]. В настоящее время известно свыше 7000 видов. Панцирные клещи обладают высокой численностью, видовым разнообразием, достаточно эврибионтны, но отчетливо реагируют на экологические сдвиги в почвенной среде [3]. В численности панцирных клещей в микростациях под различными сельскохозяйственными культурами заметна закономерность увеличения общей численности в микростациях с растительностью и ее уменьшение в микростациях, лишенных растительности [6, 7, 8].

Достаточно специфично выглядит ситуация плотности населения панцирных клещей орибатид в естественных биогеоценозах. Анализ исследований, проведенных в естественных биотопах, показал, что в основном доминирующей группой здесь являются панцирные клещи, тогда как в агроценозах их численность снижается и возрастает численность акароидных, а иногда гамазовых клещей [2].

Цель данной работы: провести сравнительный анализ количественных показателей плотности населения панцирных клещей орибатид в естественных биотопах и агроценозах юга Тюменской области.

Материалы и методы исследования

Исследования проводились в 2005–2007 гг. с мая по сентябрь на полях учебно-опытного хозяйства Государственного аграрного университета Северного Зауралья. Почва на опытном поле – чернозем выщелоченный маломощный тяжелосуглинистый пылевато-иловый на карбонатном покровном суглинке. Растительность на территории учхоза представлена березовыми и березово-осиновыми лесами колочного, реже паркового типа, характерными для лесостепи Зауралья. Рельеф – слабоволнистая равнина с блюдцеобразными западинами с едва заметным уклоном на северо-восток. Отбор почвенных проб проводился по общепринятой методике [4]. Для взятия проб использовали бур объемом 125 см3 в десятикратной повторности на глубину до 15 см. Пробы отбирали в зернопаровом севообороте под овсом, однолетними травами (горохоовсяная смесь) и пшеницей, в пяти вариантах: 1) контроль; 2) внесение минеральных удобрений под 40 ц/га запланированного урожая; 3) внесение минеральных удобрений под 60 ц/га запланированного урожая; 4) внесение минеральных удобрений и добавление подкормки под 40 ц/га запланированного урожая; 5) внесение минеральных удобрений и добавление подкормки под 60 ц/га запланированного урожая. Вносимые на опытном поле удобрения: аммиачная селитра и диаммофос. Для подкормки вносили 30 кг азота в фазу кущения. На опытном поле проводились следующие обработки: ранневесеннее боронование; 2 культивации; посев сеялкой СКП – 2,1; прикатывание, отвальная вспашка (глубина 30 см). Отбор почвенных проб проводился также на целине (участок, не подвергавшийся никаким обработкам и расположенный в центре агроценоза) и в березово-осиновом колке (который находился в 50 м от агроценоза).

Методика обработки почвенных проб включала следующие этапы:

- извлечение микроартропод из почвенных проб – проводили при помощи термоэклектора Берлезе-Тульгрена. Для подсушивания пробы использовали электролампу 40 вт. Экспозиция длилась 5–7 дней при температуре 300–400 С;

- фиксация – традиционно используется этиловый спирт высоких концентраций (70–80 %), при этом рекомендуется добавлять глицерин (1–2 %), который сохраняет материал в случае случайного высыхания спирта в пробирке в процессе хранения;

- хранение – традиционно хранение в 70–80 % этиловом спирте, иногда рекомендуют более высокую концентрацию (96 %);

- обработка перед заливкой в препарат – особи переносятся из спирта в 5–10 % КОН, где по ходу просветления из темноокрашенных они превращаются в красные, а затем в прозрачно-розовые или коричневатые, липиды на поверхности тела исчезают;

- заливка в препарат – чистые и, если необходимо, просветленные экземпляры могут быть помещены в каплю консервирующей среды на предметном стекле.

Результаты исследования и их обсуждение

Выявляя влияние минеральных удобрений на динамику численности орибатид, следует отметить, что плотность населения панцирных клещей была наиболее существенной на участке, где вносили минеральные удобрения под 40 ц/га запланированного урожая (табл. 1).

Сравнив участок с внесением минеральных удобрений и добавлением подкормки под 40 ц/га) с контрольным и участками с внесением удобрений под 40 ц/га и под 60 ц/га, выделим, что на полях, где вносили только минеральные удобрения и не добавляли подкормку, плотность населения орибатид была существенно выше, чем на поле, где вносили минеральные удобрения и добавляли подкормку. Однако если сравнить с контрольным участком, то четко видно, что количество клещей на поле, где вносили минеральные удобрения и добавляли подкормку под 40 ц/га, существенно выше контроля (табл. 1).

Также необходимо заметить, что даже самые низкие по численности количественные показатели орибатид удобряемых участков превосходят по плотности контрольные участки примерно на 65 % (табл. 1).

Таблица 1

Плотность населения орибатид в агроценозах на участках с внесением различных доз минеральных удобрений (2005 г., 2006 г., 2007 г.) (экз./м2) (n=210)

Зернопаровой севооборот (овес, однолетние травы, пшеница)

Участок

Контроль

Удобрения под

40 ц/га

Удобрения под 60 ц/га

Удобрения и подкормка под 40 ц/га

Удобрения и подкормка под 60 ц/га

Среднее

898,4

1683,7

1472,5

1374,0

1483,2

Изучая сезонные колебания численности орибатид в березово-осиновом колке, отметим (рис. 1), что плотность населения панцирных клещей была наиболее значительной весной (май) и ближе к осени (вторая половина августа).

Рис. 1. Сезонная динамика численности орибатид в березово-осиновом колке на глубине почвы 0–5 см и 0–15 см (2005 г., 2006 г., 2007 г.) (экз./м2) (n=30)

Самые низкие показатели численности орибатид были отмечены в начале лета (июнь), возможно объяснение этого заключалось в недостатке пищевых ресурсов. Для перегнивания лесной подстилки (травы, листьев, и т.д.), являющейся основным источником пищи для панцирных клещей, необходимы определенные условия, прежде всего она должна достаточно прогреться и пройти первоначальную «обработку» микроорганизмами, уже после чего станет доступной для использования в пищу орибатидами. Возможно, данным процессом объясняется повышение численности панцирных клещей в июле и еще большее ее увеличение во второй половине августа, когда к перегнивающей прошлогодней подстилке добавляется постепенно разлагающийся корневой опад, травянистой и древесной растительности этого года (рис. 1).

Рассматривая сезонную динамику численности орибатид на целинном участке в течение трех лет (2005–2007 гг.), стоит выделить (рис. 2), что плотность населения панцирных клещей весной (май) была достаточно значительной (2667,3 экз./м2). В начале лета (июнь) показатели численности увеличиваются примерно в два раза, хотя в следующем месяце наблюдался небольшой спад. Ближе к осени количество панцирных клещей начинает резко увеличиваться, достигая 12053,3 экз./м2. Данное колебание численности орибатид, возможно, объясняется наличием достаточного количества корма, а также воздействием таких факторов, как температура и влажность почвы. Весной происходит отрождение новых особей орибатид и подъем из более глубоких слоев почвы к поверхностному, быстрее прогреваемому слою взрослых орибатид.

Рис.2. Сезонная динамика численности орибатид на целине на глубине почвы 0–5 см и 0–15 см (2005 г., 2006 г., 2007 г.) (экз./м2) (n=30)

Примерно в середине июня численность орибатид достигает своего первого пика (4315,3 экз./м2), характеризуемого большим количеством клещей разных возрастов. Ближе к июлю численность орибатид несколько сокращается (примерно на 1/4), возможно, это явление объяснялось нехваткой пищи. Однако результаты обработки почвенных проб, взятых во второй половине августа, свидетельствуют о том, что отмирающие и постепенно разлагающиеся остатки травянистой растительности создают кормовую базу клещей достаточной для питания. В связи с чем средняя численность панцирных клещей во второй половине августа достигала наивысших показателей за сезон (рис. 2).

При сравнении численности панцирных клещей, зафиксированных на целинном участке (5632,3 экз./м2) и в березово-осиновом колке (14266,8 экз./м2), с агроценозом, прежде всего, отметим, что плотность населения орибатид на данных участках (целина, березово-осиновый колок) (табл. 2) превосходила самые значительные по численности участки агроценоза (пшеничное поле 1556,4 экз/м2) – от 3 до 9 раз (табл. 3).

Таблица 2

Плотность населения орибатид в березово-осиновом колке и на целине (2005 г., 2006 г., 2007 г.) (экз./м2) (n=120)

 

Плотность населения орибатид

Березово-осиновый колок

Целина

Среднее

14266,8

5632,3

Также при сравнении этих участков можно пронаблюдать процесс изменения численности клещей в двух исследуемых слоях почвы (0-5 и 0-15 см). На участках, не подвергавшихся активному антропогенному воздействию (целина и березово-осиновый колок), численность орибатид как в поверхностном (0-5 см), так и в более глубоких слоях (0-15 см) практически синхронно изменялась в течение сезона (рис. 1,2), а на обрабатываемых участках в течение сезона плотность населения панцирных клещей в исследуемых слоях почвы имела существенные отличия.

Таблица 3

Плотность населения орибатид в агроценозах (2005 г., 2006 г., 2007 г.) (экз./м2) (n=350)

Возделываемая с/х культура

Плотность населения орибатид

2005 г

2006 г

2007 г

Среднее

Овес

1146,5±38,17

444,1±17,61

2325,2±88,53

1305,3

Однолетние травы

1727,9±56,28

1017,0±43,74

1442,2±47,69

1395,7

Пшеница

1121,7±48,91

1016,7±39,65

2530,8±104,18

1556,4

Возможно данное явление находит свое объяснение во вмешательстве человека в процессы жизнедеятельности клещей, идущие в почве, а именно – воздействие минеральных удобрений и механические обработки почвы, создающих то благоприятные условия существования для орибатид, то, наоборот, создающих для них стрессовые ситуации. Изменение этих условий среды обитания орибатид будет сопровождаться миграциями из более глубоких слоев к поверхностному и наоборот.

Сравнив целинный участок и березово-осиновый колок (рис. 1, 2), отметим, что численность панцирных клещей на обоих участках достигала значительных показателей. Однако березово-осиновый колок превышал по численности целинный участок примерно в 2,6 раза. Это, вероятно, объясняется более подходящими для орибатид микроклиматическими условиями березово-осинового колка, а также более богатой кормовой базой.

Выводы:

- количественные показатели плотности населения орибатид достигали наибольших значений в агроценозе на участке с внесением минеральных удобрений под 40 ц/га запланированного урожая (1683,7 зкз./м2);

- наибольшей плотности населения панцирные клещи (орибатиды) достигали под пшеницей (1556,4 экз/м2);

- плотность населения орибатид в исследуемом березово-осиновом колке (14266,8 экз./м2) и на целине (5632,3 экз./м2) превосходит самые значительные по количественным показателям участки агроценоза (пшеничное поле 1556,4 экз/м2) от 3 до 9 раз.


Библиографическая ссылка

Либерман Е.Л., Козлов С.А. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПЛОТНОСТИ НАСЕЛЕНИЯ ОРИБАТИД В ЕСТЕСТВЕННЫХ БИОТОПАХ И АГРОЦЕНОЗАХ ЮГА ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ // Современные проблемы науки и образования. – 2016. – № 6.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=25745 (дата обращения: 29.09.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074