Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,570

ВОЗРАСТНОЙ СОСТАВ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ДОЖДЕВЫХ ЧЕРВЕЙ В УСЛОВИЯХ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ НЕФТЬЮ

Чачина С.Б. 1, 2 Голованова Е.В. 2
1 Омская государственная медицинская академия
2 Омский государственный педагогический университет
Изучалось соотношение возрастных состояний Eisenia fetida, E. andrei и Dendrobaena veneta при двух уровнях загрязнения почв (20 г/кг и 40 г/кг) нефтью в условиях вермикультивирования. Установлено, что при увеличении концентрации нефти у всех видов отмечается более раннее созревание особей.
дождевые черви
загрязнение почв нефтью
вермикультивирование
возрастной состав
1. Всеволодова-Перель, Т.С. Дождевые черви фауны России: Кадастр и определитель / Т.С. Всеволодова-Перель. – М.: Наука, 1997. – 102 с.
2. Зайцев, Г.Н. Математическая статистика в экспериментальной ботанике / Г. Н. Зайцев. – М.: Наука. – 424 с.
3. Чачина, С.Б. Разложение нефти в почве при помощи дождевых червей (Eisenia fetida (Savigny, 1926)) и бактериального препарата «Байкал-М» / С.Б. Чачина, Е.В. Голованова // Омский научный вестник. Сер. Ресурсы Земли. Человек. – 2013. – № 2 (124) – С. 114–118.
4. Whitfield Aslund, M. Comparison of earthworm responses to petroleum hydrocarbon exposure in aged field contaminated soil using traditional ecotoxicity endpoints and 1H NMR-based metabolomics / M. Whitfield Aslund, G.L. Stephenson, A.J. Simpson, M.J. Simpson // Environmental Pollution. – 2013. – № 182. – P. 263–268.

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.

cacina.tif

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

Дата

20 г/кг нефти

40 г/кг нефти

Коконы, %

Ювенильные, %

Неполовозрелые, %

Половозрелые, %

Коконы, %

Ювенильные, %

Неполовозрелые, %

Половозрелые, %

E. fetida

01.11.13

0,00

0,00

0,00

100,00

0,00

0,00

0,00

100,00

18.11.13

63,21

0,00

0,00

36,79

66,18

2,94

0,00

30,88

30.11.13.

76,02

1,17

0,00

22,81

71,43

3,57

0,00

25,00

14.12.13

61,83

17,20

0,00

20,97

58,65

9,02

0,75

31,58

28.12.13

31,34

52,24

1,87

14,55

28,64

50,00

0,97

20,39

05.01.14

23,81

64,02

1,06

11,11

25,95

55,34

2,29

16,41

11.01.14

23,20

64,43

1,29

11,08

17,24

68,97

3,45

10,34

24.01.14

10,50

77,72

2,76

9,02

15,60

72,00

3,00

9,40

02.02.14

8,52

80,06

3,38

8,04

10,68

77,06

4,38

7,88

15.02.14

9,25

80,37

3,41

6,97

8,20

71,31

12,62

7,87

E. andrei

01.11.13

0,00

0,00

0,00

100,00

0,00

0,00

0,00

100,00

18.11.13

54,65

0,00

0,00

45,35

55,68

0,00

0,00

44,32

30.11.13.

69,94

7,98

0,00

22,09

71,43

10,20

0,00

18,37

14.12.13

59,44

16,08

0,00

24,48

68,72

15,38

0,51

15,38

28.12.13

29,60

61,94

0,25

8,21

35,19

53,70

0,37

10,74

05.01.14

29,60

61,94

0,25

8,21

32,58

54,31

2,25

10,86

11.01.14

13,36

77,46

3,67

5,51

15,11

77,43

2,05

5,41

24.01.14

8,90

81,16

4,62

5,31

7,68

82,73

3,62

5,97

02.02.14

9,63

80,89

5,03

4,45

11,31

79,38

4,20

5,11

15.02.14

6,98

76,51

12,62

3,89

7,04

81,87

6,34

4,75

D. veneta

01.11.13

0,00

0,00

0,00

100,00

0,00

0,00

0,00

100,00

18.11.13

46,55

0,00

0,00

53,45

69,03

2,65

0,00

28,32

30.11.13.

65,22

7,83

0,00

26,96

61,90

19,64

0,00

18,45

14.12.13

66,89

12,58

0,00

20,53

40,70

36,05

0,00

23,26

28.12.13

44,94

37,64

0,00

17,42

25,25

60,61

0,00

14,14

05.01.14

29,52

59,04

0,00

11,44

16,81

68,91

2,52

11,76

11.01.14

18,92

70,95

0,68

9,46

12,99

75,97

1,95

9,09

24.01.14

9,09

78,91

3,27

8,73

7,85

82,72

2,62

6,81

02.02.14

10,44

77,44

4,38

7,74

5,45

81,19

7,43

5,94

15.02.14

7,81

78,13

7,19

6,88

11,79

60,85

21,70

5,66

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».


Библиографическая ссылка

Чачина С.Б., Чачина С.Б., Голованова Е.В. ВОЗРАСТНОЙ СОСТАВ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ДОЖДЕВЫХ ЧЕРВЕЙ В УСЛОВИЯХ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ НЕФТЬЮ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2014. – № 8-3. – С. 101-104;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=5757 (дата обращения: 15.09.2019).

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 = 1.252