Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Динамика популяций почвенных коллембол при гербицидном загрязнении среды обитания

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Динамика популяций почвенных коллембол при гербицидном загрязнении среды обитания"

московский педагогический государственный университет имени в.и.ленина

Специализированный совет К 053.01.10

' На правах рукописи

БАЛАБИНА Ирина Павловна

ДИНАНИКА популяция почвенных колшбол при гербициднон загрязнении среди обитания

03.00.16 - экология

'автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 1991

Работа выполнена на кафедре педагогического государственного

зоологии и экологии Московского университета имени В.И.Ленина

Научний руководитель: доктор биологических наук, профессор Н.И.ЧЕРНОВА

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор О.Г.ГЕЛЬЦЕР кандидат биологических наук , В.Б.ВЫЗОВА

Ведущее научное учреждение: Биологический институт Казанского филиала АН.'

Защита диссертации состоится " /Р.92г. в час. Ха заседаний специализированного совета К 053.01.10 по присуждению ученой степени кандидата наук в Московском педагогическом государственном университете имени В.И.Ленина по адресу: 129243,г.Москва, ул.Кибальчича, 6, Биолого-химический факультет 1ШГУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета (М.Пироговская. I, Ш1ГУ им.В.Н.Лгнина).

Автореферат разослан . 1992г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат биологических наук, доцент С.П.ШАТАЛОВА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. В пахотных почвах, находящихся под прессом гербицидов, происходит обеднение видового состава, -нижение численности и подавление активности комплекса животных, ответственных за механизмы поддержания почвенного плодородия. При выборе гербицидов, необходимость использования которых в настоящее время остается неизбежной, требуется биологическая оценка их применения.

В связи с этим актуально изучение динамики различных гру.пп почвенных организмов под влиянием конкретных гербицидов, скорости аосстановительных процессов в популяциях, степени действия и пос-»едействия препаратов на сообщества педобионтов.

Коллемболы, являясь одной из основных групп микроартропод, 1риниыайщих участие в процессах деструкции органических остатков, в ючве, реагируют на любые изменения её гидротермического режима, )изико-химического и механического состава. Этим определяется инди-:аторная ценность коллембол о диагностике целого ряда почвенных :войств, однако индикаторные возможности группы в токсикологии почв 13учены слабо.

Надежная информация о характере ответных реакций комплекса мик-!оартропод при гербицидном загрязнении среды обитания может быть олучена лишь при сочетании полевых и лабораторных исследований, ¿ль, работы. Цель данного исследования заключалась в детальном изу-ении влияния одного из гербицидов группы 2,4-Д на почвенных кол-ембол как модельную группу животных, отражающих состояние почвен-ых сообществ в целом. Были доставлены конкретные задачи:I) опреде-ить острую и хроническую токсичность 2,4-Д аминной соли для почвен-ых ногохвосток; 2) изучить влияние производственных и повьшеньых оз препарата на динамику популяций коллембол; 3) экспериментально ыявить наиболее чувствительные к действии данного препарата стадии нтогенеза коллембол; 4) изучить возможные пути поступления'герби-' ида в организм ногохвосток; определить степень воздействия 2,4-ДМА а псследувцие поколения;. 5) проверить действие повторных обработок оллембол гербицидом; 6) выявить характер межвидовых отношений ко-охвосток при действии ядохимиката; 7) проверить влияние произ.зодст-гнных и позышеньых доз 2.4-Д13А па комплекс почвенных микрсартропод половых условиях.

>учна? новизна работы. Впервые проведено детальное исследование »пяния гербицида групг.и 2,4-Д на популяции вочвообитачп«* коллем-

-г-

бол. Показана возможность прямого отрицательного влияния гербицида на почвенных микроартропод при производственном способе обработки сорной растительности. Определены летальные дозы 2,4-Д для коллем-бол. Экспериментально установлены наиболее чувствительные к герби-|"'ду стадии онтогенеза. Показана популяционная динамика ногохвосток при действии производственных и повышенных доз. Впервые испытано действие препарата на ногохвосток при разных способах внесения ве-пества. Установлено отрицательное влияние однократного использования 2,4-ДМА на показатели размножения коллембол вплоть до третьего поколения. Впервые проведено исследование влияния гербицидного загрязнения среды обитания на характер межвидовых отношений почвенных коллембол.

Практическое значение. Установлены сроки восстановления популяций почвенных коллембол после однократного применения стандартных и повышенных доз гербицида. Полученные сведения расииряят представления об индикаторной ценности коллембол при-оценке токсичности гербицида в почве. Результаты работы могут быть использованы при определении интенсивности, сроков и дозы внесения 2,4-Д'»!А, степени последействия при повторном применении гербицида, в анализе острой и хронической токсичности препарата. Экспериментальные данные могут пропагандироваться в курсах экологии, охра&1 природы, зоологии. Апробация работы £ публикации. Материалы работы доложены на 2-он Всесоюзном симпозиуме коллембологов (Куйбышев, 1989), региональном экодого-фаунистическом совещании в г.Курске (1990), научных конференциях Курского государственного педагогического института (1987-•1991 г.г.).

По теме диссертации опубликована 4 работы, I работа принята к печати.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 144 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав и выводов; содержит ■ 7 таблиц, 17 иллвстраций. Список литературы включает 192 названия, из которых 91 на иностранных языках.

Автор искренне благодарен руководители работы доктору.биологических наук, профессору Н.1!.Черновой.

Автор признателен К.А.Кузнецовой, !.:.£..'¿с/апозу 3=1 помочь .и консультации при выполнении работы.

Глава I. Л/.ТЕРАТУРНШ: ОБЗОР.

3 главе дан обзор литературы о влиянги пестицидов н^ комплекс

-з-

почвенчых микроартропод. По направленности дзйствия ядохимиката делятся на несколько групп: инсектициды, фунгициды, гербициды я другие. Отрицательный эффект гербицидов на почвенных беспозвоночных менее очевиден, чем инсектицидов. Предполагается, что их воздействие на полезнув биоту косвенное, через изменение условий существования, снижение кормовой базы.

Наиболее изученной группой гербицидов явллвтся триазиновие препараты, что же касается феноксикислот, то сведения о характере их влияния на почвенное население малочисленны и разноречивы. Известно. что 2,4-Д приводит к снижению обилия некоторых насекомых, изменяет физиологическую активность дождевых червей. На основе полевых экспериментов болыяинство авторов отмечает также снижение численности и видового разнообразия сообщества микроартропод в результате применения препаратов группы 2,4-Д. Однако, механизмы происходящих процессов не установлены, отрицается возможность прямог.о действия химиката на почвенных животных. В отношении ногохвосток нет сведений об ответных реакциях популяций на использование разных доз 2,4-Д, наличие или отсутствие последействия и восстановительных возможностях группы и сообщества'микроартропод в целом. Поэтому необходимо изучение динамики популяций ногохвосток при гербицидном загрязнении среди обитания и оценка устойчивости группировок в цеяо'м.

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА.

Основная часть материалов, исследования получена в серия лабораторных экспериментов, проведенных на'базе кафедры зоологи» Курского госпединститута и в полевых условиях на территории Курской области.

Исследования проводились в период с 1987 по 1991 годи. 2.1. Выбор, объектов исследования Изучении жизненных циклов коллем-боя посвящена достаточно обаирная литература, что позволяет сраьии-вать вяди по темпам прохождения онтогенеза, зависимости от seunspa-турного режкыа. лицевым преферендумам. и выоирать модельные об*ек-ти дяг. лабораторных экспериментов.

Дгя нспях исследований били выбрани 2 вида коллембол: Гscala candida я Gnychlurus stachlañus ( относящихся к одной, верхнс-no4B5i:neü, г.к^иснмой ферме - поскольку именно для обитателей верхт'.г сля.г:Е kkítbkt с поступаацаи з почву гербицидом наиболее вероятен.

F. candida харахтсчпп факультативнмй партеногенез и püco-'Л??, ск'-зогть оборота генераций. Достаточная изученность биологгчес-п:г. ясвбекпоетев и доступность ссдергач:»я ь лабораторных условиях

позволяют использовать этот вид при проведении длительных экспериментов.

Оп. stachlanus имеет ряд отличительных от F.candida особенностей в строении наружных покровов, что может использоваться для сравнительной оценки реакций на гербицид двух видов. Биологические особенности Оп.stachlanus практически мало изучены. Этот вид встречается в пахотных почзах центрального черноземья, где проводились полевые исследования.

2.2. Выбор и^ характеристика гербицида. В работе использовали 2,4-Д аиинную соль - гербицид селективного действия, который вносится на вегетируюцие растения для подавления двудольных сорняков в посевах злаковых культур. Выбор данного препарата определялся следующими причинами: широким применением в практике сельского хозяйства, как относительно малотоксичного для полезные животных и обладающего вы-ссксй скоростью разложения в почве; слабой изученностью его влияния на почвенных коллембол.

В работах отечественных и зарубежных "ученыл исследова-

но действие 2,4-Д аминной соли на наземные части растений, на микрофлору и биохимические процессы, происходящие в почве. Другие побочные эффекты не связанные с прямым влиянием на сорные растения, в том числе действие на яивотный мир почвы, требуют тщательного изучения.

Б работе были испытаны стандартные и десятикратные дозы 2,4-Д аминной соли. Приготовление рабочих растворов проводили с учетом концентрации действующего вещества из расчета производственных норм 1,5-3,0 кг/га. Количество вносимого препарата определяли, исходя из площади субстрата. Выбор для опытов повыиенних концентраций гербицида объясняется, с одной стороны, возможными нарушениями технологии его применения в сельском хозяйстве, с другой - возмокностью более яркого выявления общей тенденции действия препарата на коллембол. 2.3. Методика постановки лабораторных экспериментов. Коллембол содержали по стандартным методикам группового культивирования ("oto, 1961) в стеклянных баксах диаметром 30 ыи на гипсово-угольном субстрате и 100% относительной влажности воздуха. Кормили пзкаоскими дрожжами и "рисовым грибком", представляющим слохниП комплекс грибков и бактерий. Сиена корма проводилась I раз в 3-5 дней. Каперы находились в затенении, проветривались з периоды кормления.

Для целей исследования были разработана следующие серии лабораторных экспериментов, включающих, в свод очередь, по нескотько onu-тоз; I .Определение летальных доз гербицида. 2 Определение сьосо-

бов поступления препарата в организм коллембол. 3.Анализ развития дочерних генераций после однократного применения 2,4-ДМА. 4.Определение наиболее чувствительных к 2,4-ДМА стадий развития ногохвосток. 5.Определение влияния повторной обработки гербицидом на динамику 'популяций коллембол.6.Оценка действия 2,4-ДМА на смешанную культуру двух видов ногохвосток. •

Для характеристики пОпуляционного роста учитывали яйцепродукцию, время появления первых кладок яиц, их размеры, выживаемость яиц. Каждый вариант опытов имел трехкратную повторность. Начальная численность популяций в культурах F.candida - 10 одновозрастных осо-.бей, On.stachlanus - 20 особей. В каждой серии опытов наблюдения проводили не менее 3 месяцев с ежедневным просмотром камер в первые 1,5 месяца и с интервалом 3-5 дней в дальнейием.

Общее число опытов включало 56 вариантов, вместе* с контрольными, и, с учетом повторностей, 168 культур ногохвосток. 2.4. Методика полевого эксперимента. Для анализа влияния гербицида 2,4-ДМА на комплекс почвенных микроартропод в 1989 и в 1990 гг. проводили модельный полевой эксперимент на территории опытного хозяйства .Курского пединституте. Были разбиты 3 экспериментальных участка под посевом яровой пшеницы площадью 4 м* удаленных друг от друга на расстоянии 2 м. Опыт включал 3 варианта - контрольный участок, не обработанный гербицидом, другой вариант - обработаннмй производственными дозами из расчета 2,0 л/га, и третг^-с внесением 10-кратных доз-гербицида. Препарат вносили на вегетируюцие растения двудольных сорняков. Пробы брали с помощью, металлической рамки объемом 5*5*10 cu, с 10-кратной повторностью. Учеты проводили до внесения препарата, через I час, 10 дней, 40 дней после его применения. Экстракция иикроартропод в ?0® спирт осуществляли с помощью термоэклекторов. Тродолхительность выгонки составляла 4 суток,т.е. до полного висы-сання почвы. Разборку материала проводили по общепринятой методике.

Глава 3. ОСОБЕННОСТИ РОСТА ЛАБОРАТОРНЫХ КУЛЬТУР КОЛЛЕИБОЛ ПОД ВЛИЯНИЕ!! ГЕРБИЦИДА 2,4-ДНА. .I. Определение острой £ хроническая токсичности гербицида.

Общепринято определять тохсиччость гербицида по показатели /!53. Спссдрлсчко ле?ех<.чрЛ дош ,v;¡ eowrimix ::пкрозр.»рспог. из-за х ¡/и*р<ка<>ая»еских разисрол сопря^ояс с иепстсргкк груд-тст.""'': нс-озкпхнj r;i?ct>s гсрбпцкд' r оргаяезк паг-нпэетои ne¡>o¡mi.'¡e, vpjrm 5чссчптг.?(. говцешрацаи к ГА па '(киогнагз. Пп н»тр<?б?ппло лоас-

ков новых подходов в определении ЛД50 для коллембол.

В предварительном опыте !Я при действии на коллеыбол возрастающих дсэ ядохимиката единовременное введение.гербицида в культуру но-гохвосток F. candida ' не вызывало моментальной гибели особей, но » существенно изменяло их поведение. Отмечалось нарушение координации : движений, неподвижность, "мнимая смерть" всех коллембол. Продолжительность этого состояния была от 60 мин. до 3 дней в зависимости от дозы вещества, после чего наблюдалась повышенная миграционная активность животных по субстрату и стенкам камеры. Видимых морфолого-ческих изменений у ногохвосток не было. Гибель части животных отмечалась через 5 дней после выхода из шокового состояния, а 50? погибло спустя 30 дней с момента применения 100 г/м1гербицида.

Внесение этой дозы 2,4-ДМА не сразу, а за 10 приемов с интервалом в сутки, вызвало гибель половины ногохвосток через 16 дней.

Таким образом, в связи с явлением "мнимой смерти" и растянутостью периода истинной гибели коллембол необходимо учитывать фактор времени в установлении для них ЛД50.

Другой подход определения ЛД50 связан с действием летальной дозы на размножающуюся популяцию коллембол. В опыте К продолжили наблюдения за размножением оставшейся части культуры после внесения летальной дозы препарата и гибели 50JS особей через 30 дней..В этим случае при определении острой токсичности гербицида отмечалось повторное снижение численности популяций на 50? от начальной через 49 дней с момента применения 2,4-ДИА, после появления особей новой генерации и их массовой гибели. При введении этой же дозы в 10 последовательных приемов плотность культур вторично уменьшалась вдвое через 30 дней от начала опыта.

Т.о. .летальная доза 2,4-ДМА для коллембол составляет' 100 г/мг д.в..Срок ее действия составляет 30.дней при острой и уменьшается при хронической токсикации. Гибель особей продолжается и в следующем поколении.

3.2. Влияние разных доз 2,4-Д.ЧА на рост численности коллембол.

Определяли действие производственных и 10-кратных доя 2,4-Д'!Л на популяции модельного вида F. candida ( опыт !í3 ).Препарат вносили опонскиванием, имитируя производственные способы.

Применение стандартных диз привале к изменению некоторых показателей размножения коллембол: увеличилось зремл до появления первых кладок, период- эмбриогенеза, уменьклась выживаемость яиц, снизились тепмы нарастания численности.

Порыыенние дозы гербицида иг визгеи ггбелч ногохвосток, хзтя

изменили их поведение. Рост популяции происходил медленнее, чем в первом варианте. Отрицательное действие гербицида при использовании 10-кратных доз усугублялось частично, не пропорционально концентрации действующего вещества.

3.3. Определение степени устойчивости ногохвосток к 2,4-Д1.1А на разных стадиях онтогенеза.

Коллембол F.candida в разных вариантах опытов И-6 обрабатывали гербицидом на стадии яйца, либо ювекильных особей, либо взрослых' генеративных форм, отсахивая затем з чистые камеры. Испытывали влияние производственных к 10-кратных доз 2.4-Д1.1А.

Обработка гербицидом взрослых животных вызвала описанное ранее явление "мнимой смерти", после которого также отмечалась повышенная миграционная активность. Частичная гибель животных через 10 днем била в опытах с применением только 10-кратных доз.

У некоторых особей производственные дозы гербицида стимулировали, начало репродуктивной деятельности. Во все*' вариантах существенно изменились основные показатели размножения .коллембол и отмечалось замедление популяционного роста. ( Табл. I ).

В опыте с обработкой яиц разного срока созревания (2х, 4Х, 6?и дневные) во всех вариантах отмечено увеличение периода эмбриогенеза и снижение их выживаемости з ряду от более зрелых к менее зрелым. Увеличение дозы препарата непропорционально удлиняет срок .развития яиц, но значительно снижает их выживаемость. Наименьшую устойчивость к действм 2,4-ДИА' проявили 2х дневнме яйца.

¡Звенильные формм оказались наиболее чувствительными к 2,4-Д!)А. '■¡ассовзя гибель ногохвосток наступала во зторзм возрасте. Отмечалось увеличение меялиночных' интервалов, процессоз линьки особей. Первые яйцекладки появились на 8-12 дней позже, чем в контполе, ппживаеиость 1иц была низкой. Спустя 25-50 дней численность особей в культуре :низилась'на 523 от исходной и восстановилась лиаь через 50 дней.в го время как в контроле к этому сроку численность популяции юзросла в 4 раза.

Т.о., экспериментально покатано, что прямое действие 2,4-"'!А «трагаетск прахда acero и» жиэхг;".о.лссти эвенлльнкх осаС-сЗ. Йозве ■г. гойчизыir.; к гербиичду онглалип. *2ца г.о<ла1.*Сол 'явздаего грока cos-резалия .

.4. нам"i¿: л -21'2"L" •■"■■"т•-' слосс^гг ■*н «гv.г

а ri Ь '! Г ~ О

Таблица I.

ПОКАЗАТЕЛИ РАЗМНОЖЕНИЯ Го 1 эоя 1 а сатИ'йа ПРИ РАЗНЫХ СПОСОБАХ ВНЕСЕНИЯ ГЕРБИЦИДА 2,4-ДМА.

ПОКАЗАТЕЛИ - КОНТРОЛЬ Обработка гивотных Обработка субстрата Обработка пици •

I 10 I 10 I 10

Вреия до полвления первых

кладок ( дни ) Ю.б±0,6 16.(>¿1.0 15.3*0,2 41,3*0.8 48,0*1,5 20.6-0,7 23.3*0.7

Размерь! первых кладок

( яиц на самку ) 16,3*4,9 6,7*1,5 4,3*1,8 4,3*0,8 5,3*1,8 10,3*2,3 7,7*2,9

Сроки развития яиц ( дни ) 7,7*0,3 11,7*1,8 гг.3*0,6 12,7*0,6 13,3*1.6 14,3*0,9 15.3*2.0

Доля выхода ввенидьных

особей ( % ) 100 80 70 82 78 98 95

кратность увеличения чис-

ленности: \

через I месяц 16 3,4 1.0 1,0 0.9 1.0 0,9

через 1,5 месяца 45.7 10,7 8.7 1.0 0,9 4,3 1,4

через 2 месяца 67,0 37,6 35,6 14,6 14,3 41,6 41,3

через 3 месяца 78,0 ' 48,3 ■46.3 51.3 49,0 77.8 71.7

.абл.З. I - троизвсдственные дозы; Ю- Ю-хратние дозы

хвосток в опыте IÍ7 производственные и Юткратные дозы 2,4-ДМА вносили на субстрат или пищу с последующей подсадкой животных, а также обрабатывали гербицидом взрослых генеративных коллембол и затем помещали их в чистые камеры. Следили за популяционной динамикой двух видов - Folsonla candida u Onychlurus atachlanus.

В контроле у сыоих видов зарегистрированы групповые кладки лиц. Продолжительность эмбрионального периода соответствовала характерным для видов с.рокам. Выживаемость их-у On.staehlanus несколько ниже, чем у Г.candida .Выход ввенизьных особей всех генераций был син-■ хронным, поэт.ому нарастание численности имело ступенчатый характер.

Применение 2,4-ДМА вызвало частичную гибель особей только Оп. stachlanus но изменило основные показатели популяционного роста обоих видов. При обработке препаратом взрослых.коллембол У On.staehlanus отмечена'задержка начала размножения, тогда как у F.candida первие кладки яиц появились на несколько дней раныае. чем в контроле.

При поступлении гербицида через покровы при контакте с отравленным субстратом более значительно увеличился срок до появления первых кладок, яйца стfладывались поодиночке.

Однократное кормление отравленной пищей привело к сдерживании роста популяций в течение 1-1,5 месяцев. Но к ко'нцу эксперимента численность популяций обоих видев была самой высокой из всех опытных культур. ( '1'абл. 1,2).

Применение повыаенных доз 2,4-ДШ тормозило развитие.популяций при любых способах внесения гербицида сильнее, чем при обработче стандартными дозами препарата. Отмечалась частичная гибель взвослих коллембол обоих видов, до 505 культуры On.staehlanus' погибло при обработке непосредственно живо-ннх. Поведение коллембол било как в случае острого отравления. Явление "химических ожогов", слмшиесд антенны, капли лимфы и коричневые аятна на тепе отмечены только у On.stachlanuj В опыте с .отравленной пищей разницы в поведении ного-хвосток по сравнении с обработкой стандартными догами не было. Ре-пеллентный эффект корча не наблюдался. '. ^ и с. 1.1/.

Т.О., по капим данным, поступление препарата чепез наружны» покровы ингябчруот развитие популяций коллембол в Зользей степени, чем при поступлении с отргчленной пицой. ПознзвнннА гэзк угугуб:яот р:'.з.ч,'чия в ратвит;:.«. культур, г.опэлинтель^е сшивая гибель полг,»з;рч-г.ах осэбс?.. ьзру.-счьк повлвкмп к спо"ойа гзадги я;?и. üe*s»;íos«c puawK » Г''»пухя':К-л!»»й дитмикг f .candila u 'Ja." t^ch i зги, • jkqjiiq oívic:::?;, Зкзлогэч* т.(ми псгГенисстлиг видов.

Таблица 2.

ПОКАЗАТЕЛИ РАЗМНОЖЕНИЯ ОпусЬ1игиз ^асМапиз ПРИ РАЗНЫХ СПОСОБАХ ВНЕСЕНИЯ 2.4-ДМА.

ПОКАЗАТЕЛИ КОНТРОЛЬ Обработка животных Обработка субстрата Обработка пищи

I 10 I 10 I 10

Вречя до появления первых кла-

док яиц ( дни ) 22 ,-оы 8 15,3*0 8 35,3*2,3 35,0«,7 45.2t4.-3 25 7*2.3 30,7*3,8

Количество яиц в первых •

кладках ( штук ) 10-60 10=25 10-20 15-25 15-25 20-40 15-30

Продолжительность эмбриональ-

ного развития ( дни ) 10 0^0 4 15.3*0 2 25,3*2,3 15,3*1.8 22.7*2,8 17 3±0,3 15,7*0,8

Выз^ваемость яиц ( % ) 90 75 60 80 70 86 67

коли гибели «венильннх

особей ( X ! 20 33 33 35 44 20 ■ 25

Кратность увеличения популя-

ц;! и:

через I месяц 1.4 0,9 0,6 0.9 0,9 1.0 0,9

через 1,5 месяца 3.7 1.3 0.5 0.9 0,8 1.7 ' 1.2

через £ месяца 5,0 1,6 1.0 1.3 0.7 2.3 1,8

через 3 месяца 6.5 2.1 1.1 2.5 1.4 4.0 3,0

Последействие 2,4-ДМА для почвенных коллембол при одноразовом применении гербицида.

В опытахИ-9 наблюдали за развитием дочерних поколений из опы-, та ¡.'7, перенеся полученные яйца в чистые камеры. Наметившиеся при разных способах внесения гербицида различия в характере популяцион-ного роста проявились и у, особей второй генерации. В опыте Г<8 при однократной обработке разными дозами ядохимиката материнской генерации у дочерней во всех вариантах отмечались изменения продолжительности каждого возраста. Гибель ювенильных особей наблюдалась преимущественно после 2 и 3 линек, особенно в варианте с обработкой герби-' цидом субстрата, первые кладки яиц третьего поколения появились здесь на 13 дней позже, чем в контроле. Резкое снижение выживаемости яиц, размеров кладок и увеличение периода эмбриогенеза, возможно, связаны с нарушениями в репродуктивной системе коллембол. Единовременное потребление отравленной гербицидом пищи в меньшей степени вызвало эти изменения. В этом варианте у особей третьей генерации основные показатели размножения коллембол были сходны с контрольными, поэтому спустя 80 дней произошло полное восстановление численности популяции.

Повышенные дозы (опыт Р9) в большей степени тормозили развитие второй генерации, особенно ингибируя рост численности в вариантах, ■ где материнские особи имели контакт с гербицидом через наружные пок—. ровы. Т.О., 2,4-ДМА имеет длительное последействие на коллембол.(Рис.1,2). ■3.6. Влияние гербицида 2,4-ДМА при повторной обработке коллембол.

В опыте С10 первичную обработку гербицидом культур коллембол производили разными способами, внося 2,4-ДМА в стандартных или повышенных дозах на субстрат, на пищу или взрослых животных. Ногохвос-ток дочерних генераций в четвертом возрасте пересаживали в новые камеры и обрабатывали производственными концентрациями препарата во всех вариантах одинаково.

Повторное применение гербицида значительно сократило период до появления первых кладок яиц. Сроки же их развития увеличились и существенно снизилр.сь выживаемость- яиц. ¡¡опое поколение ногохвосток оказалось менее жизнеспособным. 3 случаях с первичной обработкой повышенными дозами гербицида его отрицательное действие проявлялось сильнее, отмечена гибель не только язенильных, но и взрослых особей.

Период между повторным применением гербицида в опыте составлял 1,5-2,5 месяца.За это зремя культуры не освободились от "гербицидна-го груза", поэтому основные показатели рязююхоная и темпы развития

I. Рост численности материнской (I) и дотерней (2) популяций

F. candida при разных способах

внесения повышенных дот 2.Д-ДМЛ-,

700

500 -

Ъоо-

100 0

40 30 50 ГО -Ю 30 5 о то

А-контроль; Б- обработка пищи; В-обработка субстрата; Г-обработка половозрелых особей. Вертикальной линией показана стандартная ошибка средней. Стрелками указано .начало линек; •-начало яйцекладок.

100

&0t 60

40

ñ-

2* Динамика численности Оп. з1?.сЫапиэ в смеианной культуре при действии производственных доз 2,4-ДМА. Б

[----Ка

Кй.'Ло ocoSeü

-U

А"«

5 iS 2S £5 --S 5$

А-контроль, ссвнесная культура; Е-обрьботкь 2

тури; В- зСрабоч-па 2,4-ДЛА cseasonsü zv^itu-j

65 Г5 ,4-ДЧА одновидоьоГ: куль-

популяций оказались значительно нияе, чем при однократной обработке гербицидом. Возможен кумулятивный эффект препарата. Следует отметить, что обычные сроки между очередным применением ядохимиката на полях короче, чем период необходимый для восстановления нормальной численности популяций коллембол.

Глава 4. !шене!ше СООБЩЕСТВА улкроаруропол ПОД ДП::с?ЕИ2Н ГСРБПЦйДА.

В природных сообществах изменение структуры комплекса микроарт-ропод моде!1 происходить не только в результате прямого действия чдо-химпк'атов, но-и нарушения биотических связей. В качестве модельного объекта мы использовали двухвидовув культуру коллембол. /¡спитивалй действие производственных и 10-кратных доз гербицида на смешанную культуру F. candida u On. stachlanus , в качестве контрольных служили одновидог.ые культуры и дзухвидоаые без обработки гербицидом (опыт ¡ЛП.

Совместное культивирование.ногохвосток отразилось на характере трофической деятельности видов, интенсивность, питанилОп.stachlanus понизилась из-за гысокой активностиГ.candida . Отмечено стремление видоь к образования отдельных агрегаций. 3 смепанных культурах отмечалось стимулирование начала репродуктивной деятельности обоих ендов. Характер меквчдошх отноиений складывался в пользу?-candida.Нарастание численности?.cardlda происходило быстрыми Tí..-.лаыи, тогда как у On.stachlanus , наоборот, наб^ндалось некоторое, угнетение популяции, по сравнении с контролем. Через 2,5 месяца численность?. с&гТ-d lía составляла SOíj, • On.stachlar.us - 50£ от контроля.

Прим .некие производственных доз гербицида не изменило характер трофических отноиений келлекбол, но увеличило, кх миграционнуи активность. Значительно сократился период до появления яиц. Полу^.щия ".candida развивалась стремительно, тогда как yOn.rtachtanu'; с увеличением нлотно:тк другого вида, происходило кнгибирпвгн:;» роста и частичная гибель особей, (•'"с. 2).

¡югыаеннне дозы гербицида увеличивали этот u ? р и t; а т е л ь и и Г: эффект. Зтксчъ.-.г.сь :(асссыя гибель утгеринечих особе* и вгчнилоз этл-noii генерт1н'.!. Со р" ч j л л с ь Г:<■ п р о г у к ц к я и оыгиааокось яиц. 'i ."3 ai; время у ?. г г i' I 11 r.p:: oCüsh снахзняи ааж;:вас»ос?к я яг, и wat:«*.* : пос о tí: ?7:. к- c::;:.*i!.'!:-. 'jpu на<)лпдалч':ь постепеннее нараггеии? численности.

-U-

T.O., межвидовые отнозения коллембол-изменяют чувствительность этих ыикроартропод к гербициду. Элементы конкурентных отношений проявляются на уровне трофической деятельности особей. В присутствии

другого вида отрицательное влияние гербицида иояет усугубляться, ли- -

0

бо, наоборот, несколько уменьшаться. Поэтому результаты лабораторных опытов с одновидсвымм культурами нельзя однозначно переносить на природные сообщества. »

4.2. Изменение структуры сообщества ыикроартропод пахотных почв под влиянием гербицида.

В полевой производственном опыте, проведенном в 1989 году,применение гербицида изменяло обцуп численность микраартропод в зависимости от доз. Если в-контроле отмечалась тенденция возрастания числа коллембил, то при использовании 2,4-ДПА происходило снижение численности с последующим её возрастанием. Отрицательное действие гербицида особенно сильно проявилось при использовании 10-кратных доз препарата, прл этой через 1,5 сесяца полного восстановления численности не произошло.

В опыте 1990 года мы ввели доаолительии?. срег езятйя проб -через I час после обработки гербицидом, чтобы проследить характер . пряного воздействия ядохимиката на почвообитавцях поллеибод. .

На обследуемых полях было, зарегистрировано 18 видов коллеибол за сезон при общей численности иияроьртропэд до обработки гербицидам II280 экз/и&. В начале наблюдений доминировали Protapfiorura gr.ar-Bata.Isotoalella шШог.спустя 40 дней преобладали Ceratophisella succlnea, iJetaphorura afflnis t соотноиение коллеибол разнмх казненных фори было почти одинаковый.

Применение производственных доз 2,4-ДПА через I час после об-. работки вызвало незначительное увеличение уГоэкстзсти холлеибэл.с достоверностью различий 0.95. очевидно, за с Wer увеличения двигательной активности. Однако из выборок выпала часть малочисленных видов, полностью исчез дошшанг Isotoelella einer.

Спустя 10 дней видовое разнообразие на обработанных участках било вдвое няхе, чей в контроле. Через 40 дней состав двияпактбЕ и соотношение кизненных фара не етглчалнсь 6i егнтргля. хотя khzic видов и численность коллеибол бил к кгаьгтв. с дссгевернестьв 0.S5.

Применение поименных деэ 2,4-ДШ» привело к дальнейшему rr:::sc-ниа не только числа, вкдое, но в tCi^u. адсдсикасгк вверо&ргрспгд yzo через I час, с достоверностье С,99, что uix.'jt Cart свяsLuc r:xs г напосреда-геиной гибелыг сеобсЕ. вге с i-mcws enzy-snsct: йстйзвемг.

коллембол. За счет этого изменилось и соотношение ногохвосток разных жизненных форм: полностью отсутствовал верхнеподстилочный вид С. зиссшеа . но продолжал доминировать, как я в предыдущем варианте, Рг. дг. аргаЬа.

Через 10 дней на опытном поле было обнаружено 7 видов коллембол. Доля поверхностных форм была увеличена вдвое по сравнении с контролем, доля почвенных видов упала, прежде всего, за счет полного отсутствия глубокопочвенных форм.

Через 40 дней происходило частичное увеличение численности кол-лембол, преобладала Pr.gr. згс^а . тогда как в необработанном варианте доминировала С. яисстеа .В группировке коллембол была велика доля почвенных форм, появились глубокопочвенные виды ногохвос-. ток.

Т.о., при обработке гербицидом происходят существенные изменения структуры сообщества микроартропод, причем в вариантах с производственными и повышенными дозами реакция неодназначная. Стандартные нормы гербицида вызывают не только обеднение видового состава, но и частичную смену классов доминирования коллембол. Повышенные дозы 2,4-ДЦА приводят к более глубоким нарушениям, связанным с изменением численности коллембол, числа и соотношения видов, а также, возможно, с гибелью ногохвосток сразу после применения препарата или

снижением их активности, что было подтверждено в лабораторных исследованиях. Полного восстановления сообщества за это время не произошло.

З.И Б О Д- II '

1. Гербицид 2,4-Д аминная соль в любых дозах оказывает прямое действие на коллембсл_, вызывал или гибель животных или отражаясь на их жизнеспособноси.

2. Определение летальных доз 2,4-Д для коллембол осложняется явлениями их "мнимой смерти", длительным сроком выхода из шока к растянутым периодом смертности, з сзязи с чем ? определение' показателя ЛД50 для этих членистоногих должен Сыть введем фактос времени.

3. Под действием 2.-5-ДА происходят существенные изменения сепса-дуктчзннх возиохносте:! гооен5"ол. В квбих дозах г.оепаэат сикгзот плодовитость ¡¡огсхйогтс:-: . зыжнэаЕчасть яиц, 'а таяхе узздичичая» срок

д: я о я ? л е н '1 й нч г» г гладок г. период зыбои-зчальнуго ■ разгнгмк.

4. :1ак5;.195 Ч7в-тт.,--:лъныаи « де'.г-зип герб:!ц.!да. ека^няьы.сч

. нильные особ.:. / .—.!:•: ^рэ.!-<ог,ят ият/иеник г процессах хяяыя.

характеризуищиеся увеличением и десинхроИи<зацией сроков; снижение жизнеспособности и частичная гибель ювенильных форм. Наиболее устойчивыми к действию 2.4—ДМА оказываются яйца коллембол.

5. Действие гербицида проявляется в ряду поколений, сказываясь на жизнеспособности и продуктивности особей второй и частично третьей генерации.

6. На темпы и характер популяционного развития оказывают влияние способы попадания гербицида в организм ногохвосток ,• Проникая через наружные по::розы коллембол при контакте с отравленным субстратом или при прямом попадании на тело, гербицид ингибирует развитие популяций коллембол в большей степени, чем при поступлении и организм ногохвосток с зараженной лицей.

7.Познаеш:е концентрации Е.4-ДМА усугубляет нарушения в развитии популяций, происходит дополнительно гибель взрослых коллеыбол, нарушаются поведение и способы кладки яиц.

6. Характер и темпы развития популяций коллембол при гербицидном загрязнении среды обитания завися*' как от биологических особенностей видов, так и их межвидовых отношении.

9. При использовании 2,4-ДМА в полевых условиях происходят•сложные нарушения структуры сообщества микроартропод, смена видов-доминан-тов и изменения соотношения кизкенных. форм. Следует учитывать, что восстановление структуры сообщк:тза носит длительный характер и тормозится повышенными дозами гербицида.

10. В практике сельского хозяйства сроки между очередным применением гербицида короче, чем период, необходимый для восстановления нормального функционирования как отдельных популяций, так и всего сообщества з целом.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБАТ:

1. Влияние гербицида 2,4-Д на рост популяции модельного вида коллембол .//Механизмы адаптации животных и растений к экстремальным факторам среды. Ростоз-на-Дону, 1590,т.I. -С.16-17.

2. Действие гербицида группы 2,4-Д на развитие модельного вида коллембол.// Материалы Всесоюзного научно-методического совещания зоологов педвузов. Махачкала, 1990, ч.I, -С.33-36.

3. Влияние гербицида 2,4-Д на рост популяции модального вида коллембол.// Региональные экодогс-фаунистичзские исследования как научная основа фаунистического мониторинга, охраны и рационального использования животных. Курск, 1990. -С.39-41.

4. Рост популяция-модельного вида коллембол под влиянием гербицида

группы Е.4-Д.// Проблемы почвенной зо»логии. Материалы докладов X Всесоюзного совещания, октябрь, 1991.Новосибирск, 1991. -С.219.