Scientific journal

International Journal of Applied and fundamental research

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,593

Нефтяное загрязнение почв является одним из наиболее распространённых в России и мире в целом. Установлено, что дождевые черви способны уменьшать содержание нефти в почвах [3]. М. Витфилд Аслунд с соавт. [4] отмечает отсутствие острой токсичности нефтезагрязнённых почв для червей (90 % выживаемости), но нарушений у них репродукции. При этом остаётся открытым вопрос о видоспецифичности характеристик возрастного спектра дождевых червей в условиях загрязнения нефтью.

Цель работы: Изучение возрастного состава различных видов компостных червей при различных концентрациях нефти в лабораторных условиях.

Материалы и методы исследования

Материалом для настоящей работы послужили лабораторные исследования в течение 4-х месяцев: с ноября 2013 по февраль 2014 г включительно. Изучали возрастной состав навозного червя (Е. fetida), калифорнийского червя (E. andrei) и дендробены венета (D. veneta) в условиях загрязнения субстрата нефтью. Для выращивания червей использовались полипропиленовые сосуды, объемом 2 л. На дно сосуда укладывался дренаж слоем 1 см. Затем использовался почвогрунт, слоем 15 см. Снятие данных производилось раз в 14 дней. Отдельно фиксировались коконы, ювенильные особи, только что вышедшие из коконов (ювенильные маленькие), крупные неполовозрелые (ювенильные большие), половозрелые особи. Видовая принадлежность устанавливалась по определителю Т. С. Вселоводовой-Перель [1].

Полученный массив данных обрабатывался средствами описательной статистики и непараметрическим многофакторным анализом [2].

Результаты исследования и их обсуждение

К концу исследований у всех видов зафиксировано наличие 4 возрастных состояний: коконы, ювенильные, неполовозрелые крупные, половозрелые (рис.).

Коконы отмечены у всех видов на 14 день исследований (2 снятие данных), ювенильные – на 14–28 день, крупные неполовозрелые – на 42–56 дни у представителей р. Eisenia и на 70–84 дни у D. veneta.

Первоначально у всех видов отмечалось увеличение продуктивности при большей токсической нагрузке. Этот эффект зафиксирован в течение первого месяца исследований. В вариантах с концентрацией нефти 40 г/кг почвы количество коконов в среднем на 75 % превышало продуктивность червей при содержании 20 г/кг нефти в почве. После месячного преимущества в вариантах с большим содержанием токсиканта начинается снижение откладки коконов. У калифорнийского червя эффект увеличения продуктивности сдвигается на две недели, но также составляет 28 дней.

Также в вариантах с внесением 40 г/кг нефти отмечается более ранний выход ювенильных особей из коконов. Они отмечены у всех видов на 14 дней раньше чем при концентрации 20 г/кг нефти. Число ювенильных превышает таковое в вариантах с меньшим содержанием токсиканта, но также эффект отмечается лишь в течение 28 дней, затем преимущество в численности ювенильных наблюдается в вариантах с внесением 20 г/кг нефти.

Возрастной состав компостных червей при двух уровнях загрязнения нефтью

Появление крупных неполовозрелых особей у всех видов отмечалось раньше на 14 дней при большей концентрации нефти. В вариантах с навозным червём и дендробеной венета численность крупных неполовозрелых при концентрации 40 г/кг превышала таковую при содержании нефти 20 г/кг.

Как было отмечено выше, увеличение концентрации нефти способствовало более ранней откладке коконов, выходу ювенильных особей и их росту. При этом увеличения численности половозрелых не отмечалось. У калифорнийского червя и дендробены зафиксировано постепенное снижение числа половозрелых. К концу исследований при внесении 20 г/кг нефти число поясковых калифорнийских червей уменьшилось на 25,6 %, дендробены – на 29,0 %; при концентрации токсиканта 40 г/кг у E. andrei произошло уменьшение числа половозрелых на 30,8 %, у D. veneta – на 62,5 % от первоначальной численности. У навозного червя напротив отмечался рост числа половозрелых – при 20 г/кг на 25,6 %, при 40 г/кг на 14,2 %. Следовательно полное прохождение жизненного цикла – от кокона до половозрелого червя отмечалось лишь для E. fetida.

Таким образом, в вариантах с меньшим содержанием нефти значительное достоверное (p<0,05) преимущество в численности отмечается лишь через 42 дня после внесения токсиканта и обусловлено оно большей откладкой коконов, выходом ювенильных и их выживаемостью.

Максимальное увеличение численности к концу исследований отмечено у представителей р. Eisenia. Внесение нефти в концентрации 20 г/кг почвы (10 %) позволило популяции калифорнийского червя за 120 дней исследований увеличить общую численность в 19,1/12,4–23,2 раза, навозного червя – в 18,0/13,7–24,6 раза, дендробены венета – в 10,7/7,7–12,4 раз. Увеличение концентрации нефти в почве до 40 г/кг снижало рост популяций через 42 дня после закладки червей. К концу исследований общая численность навозного червя увеличилась в 14,5/13,2–15,5 раз, калифорнийского – 14,5/12,6–16,8, дендробены – в 6,6/4,6–11,0 раз.

В процентном соотношении максимальная доля в возрастном спектре характерна для ювенильных особей (таблица). Они составляли половину численности популяции к 56 дню исследований. В дальнейшем процент ювенильных продолжал увеличиваться и к концу исследований достигал 80 и более. Значительной также была доля коконов. К 14 дню исследований коконы составляли около 50–60 % популяции, достигая максимума на 42 день исследований. Затем постепенно на фоне увеличивающейся доли ювенильных процент коконов снижается до 7–12 %. Доля половозрелых снижается пропорционально времени исследований. К концу эксперимента число поясковых червей не превышает 8 % от общей численности популяции.

Процентное соотношение возрастных состояний компостных червей при внесении различных концентраций нефти в лабораторных условиях на протяжении эксперимента

Заключение

Таким образом, исследуемые виды люмбрицид показали хорошую выживаемость и продуктивность на загрязнённых нефтью почвенных субстратах и могут быть использованы для их рекультивации. Увеличение концентрации нефти способствовало более ранней откладке коконов, выходу ювенильных особей и их росту. При этом полного созревания не отмечалось. Это может быть проявлением защитного механизма, позволяющего популяции в короткий срок оставить большое количество потомков в условиях воздействия поллютанта.

Исследование выполнено в рамках государственного задания «Факториальная экология дождевых червей в условиях естественных и антропически изменённых ландшафтов Урала и Западной Сибири».