Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Изменение жизненных циклов и популяционной динамики почвообитающих коллембол под влиянием гербицидов

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Изменение жизненных циклов и популяционной динамики почвообитающих коллембол под влиянием гербицидов"

московский ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени В. И. ЛЕНИНА

Специализированный совет К 113.08.13

На правах рукописи ПОНОМАРЕВА Ольга Николаевна

УДК 577.40: 595.713+ 632.9."И

ИЗМЕНЕНИЕ ЖИЗНЕННЫХ ЦИКЛОВ II ИОПУЛЯЦИОННОЙ ДИНАМИКИ ПОЧВООБИТАЮЩНХ КОЛЛЕМБОЛ ПОД ВЛИЯНИЕМ ГЕРБИЦИДОВ

03.00.16 — экология

АВТО Р ЕФ ЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

/

Москва 1990

Работа выполнена на кафедре зоологии п дарвинизма Московского педагогического государственного университета имени В. И. Ленина.

доктор биологических наук, профессор Н. М. ЧЕРНОВА

доктор биологических наук, профессор В. Б. ЧЕРПЫШОВ кандидат биологических наук Л. Д. ВОРОНОВА

Ведущее научное учреждение: Институт Экологии АН Литовской ССР.

в tf.SQ.... час. на заседании с , __________,_____ _ j совета

К 113.08.13 по присуждению ученой степени кандидата паук в Московском педагогическом государственном университете имени В. И. Ленина по адресу: 129243, г. Москва, ул. Кибальчича, 6, Биолого-хпмический факультет МПГУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета (М. Пироговская,1, МПГУ им. В. И. Ленина).

Автореферат разослан «............» .................................... 1990 г.

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Зашита диссертации состоится

1990 г.

Ученый секретарь специализированного совета

С. А. ЕЖОВА

очцая характеристика. рабош

Актуальность исследования. Увеличение объемов химизации почв требует постоянного контроля за степенью загрязнения. Гербициды и другие пестицида при любом сгэсобе внесения попадают' в почву. Накапливаясь, ядохимикаты отрицательно влияют на жизнедеятельность почвенных обитателей, задерживая самоочищение почв, меняя ход почвообразовательных процессов.

Информация о характере ответных реакций со стороны почвообита-гацих организмов может быть порчена как из полевых, так и лабора--торных экспериментов, использование которых для оценки глубины влияния токсинов необходимо в целях рационального применения ядохимикатов, прогнозирования возможного последействия. Хорошей моделью для этих целей могут служить почвообитащие коллемболы как широко •распространенная и многочисленная группа микроартропод. Индикаторное значение комплекса коллембол в отношении ряда факторов среда доказано многими авторами.

Дель работы. Целью работы было исследование механизма влияния гербицидов на популяционную динамику почвообитащих коллембол. Были . поставлены следующие конкретные задачи: I) проанализировать имеющиеся методшш содержания зоокультур коллембол, отработать и усовершенствовать метода для целей работы; 2) систематизировать тлеющиеся сведения о жизненных циклах коллембол; 3) определить особенности биологии некоторых неизученных видов, широко встречающихся в плодородных пахотных почвах; 4) выявить уязвимые стадии жизненного цикла ногохвосток при действии ядохимикатов (в лабораторных' условиях) ; б) исследовать механизм влияния различных по химическою, составу и способам внесения гербицидов на популяционную динамику почвообитамдих коллембол ( в лабораторных условых); 6) проверить действие производственных доз одного из распростра-. ненннХ гербицидов на сообщество коллембол ( в полевых условиях). На-у-шая новизна работы. Впервые испытано влияние гербицидов 2,4-Д аминной соли, эптама, лонтрела и базаграна на почвообита-вдих коллембол в условиях лаборатории. Впервые показано негативное влияние некоторых гербицидов на лизненные циклы коллембол вплоть до 3-го поколения, что определяет длительность последей-отвия ядохимикатов. В работе дана оценка различных гербицидов по степени яееткооти влияния. Сделан обзор имеющихся методов культивирования коллембол и предложены модификации методов. Собраны и систематизированы сведения по параметрам биологии свыше 80 видов ногохвосток. В результате длительных лабораторных

наблюдений определены особенности биологии 3-х неизученных видов, относящихся к разным, кизненным формам. По характеру популяцион-ного роста коллембол выявлена относительная питательная ценность для них различных грибов..

Практическое значение. Предложены удобные методы лабораторного культивирования ногохвосток для целей мониторинга. Результаты работы могут быть использованы для выбора гербицидов, их дозировок, прогноза сроков последействия токсинов и установления щадящего режима внесения ядохимикатов. Экспериментальные данные могут быть введены в курсы экологии, охраны природы, защиты ¡тастений. Апробация работы у публикации. Материалы работы доложены на сзш-наре лабораторш. мониторинга природной среды й климата (Москва, 1988), 2-ом Всесоюзном симпозиуме коллембологов (Куйбышев, 1989), региональном совещании "Проблемы экологии в сельском хозяйстве" (Пенза, 1990), региональном экологическом совещании в Курске (1990), научных конференциях МШИ имени В.И.Ленина (1990), Пензенского государственного педагогического института (1986-1990), Пензенского сельскохозяйственного института (1989-1990).

По темj диссертации опуоликовано 2 работы, 3 работы принято к печати.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 158 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 глав и выводов; со-^деркит 15 таблиц, 19 иллюстраций. Список литературы включает 302 названия, из которых 219 на иностранных языках.

Автор искренне благодарен руководителю работы доктору биологических наук, профессору Н.МЛерновой.

Автор признателен Н.А.Кузнецовой и М.Б.Потапову за помощь и консультации при выполнении работы..

Глава I. ПОЧВООЕИ,Г/1ЩИЕ'кОЛЛВ.5БОШ как ВОЗШаШЕ кщщкатош АНТРОПОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ (Обзор литературы)

В главе дан обзор литературы о биоидцикаторном значении комплекса коллембол. По сообществу ногохвосток мссно диагностировать • типы почв, степень их гидроморф'но^ти и возраст (Гиляров, 1965; Стебаева, 1974)-, характер процессов гумификации (Anclsvoort et all. 1988), этапы сукцессионных процессов (Чернова, 1966,1977; Стебаева и др., 1984; Птица, 1983), эффективность приемов рекультива-' ции техногенных территорий (Гиляров, 1982; Еабенко, 1984; Артемьева, 1987; hunger, 1968,1972), а также разные варианты химического

загрязнения почв: тяжелыми металлами (Мелеции, IS85; Joosse,Ver-hoef, 1983), органическими и минеральными удобрениями (Блинников, 1981,1982; Калин, I98I,+I983), нефтью (Утробипа и др., 1984, 1987), пестицидами (Edwards, 1975, 1978;, Prasse, 1985).

Подавляющее большинство работ, в ток числе и по оценке влияния пестицидов на ногохвосток, проведено в полевых условиях. Результаты исследований действия гербицидов на коллембол разноречивы; но чаще авторы отмечают негативный эффект, который проявляет-п ся в снижении видового разнообразия, общей численности, перестройке сообщества, без анализа механизмов происходящих процессов.

Накопленные факты требуют сведений об особенностях биологии отдельных видов ногохвосток, протекании различных этапов онтоге-геза в норме и экстремальных условиях,- К настоящему времени получены. значительные материалы по жизненным циклам коллембол, но они разрознены, не систематизированы, а потоку их трудно использовать для задач биоиндикащи. Очень гало сведений о влиянии ядохимикатов на разные стадии жизненных циклов коллембол, неизвестно, как изменяется популяционная динамика видов в условиях отравления среды.

Глава 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

Основная часть материалов исследований получена в серии лабораторных экспериментов, проведенных на базе кафедры зоологии и дарвинизма 1.ШШ имени В.И.Ленина ■ и кафедры зоологии Пензенского пединститута, дополнительные данные - полевых условиях в Пензенской области. Исследования проводили в период с 1986 по 1989 г.г.

В начале главы приводится обзор имеющихся в литературе сидений о различных методах культивирования коллембол, отмечаются сильные и слабыо стороны той или иной методики кратковременного ' или долгосрочного содержания этих членистоногих. Для работы был выбран, как наиболее подходящий, метод Гото ( GotoJSBO), однако, подбор субстрата и подходящих кормов потребовал серии специальных экспериментов, на основании которых метод был.модифицирован.

Выбор субстрата.

Для проведения долгосрочных опытов в лабораторных условиях содержали культуры 3-х непартеиогенетнческих видов коллембол:

Coratophyaellü dcnticulata Eagnall,. 1941; Eroiaotona r.lnuta ( TUlli)erg, 1871); Onychiurua atochianus Вацпа11,1939, представляющих ворхнеподстилочнум, гамиэдафическуя и верьлсггоч-

венную жизненные формы.

При содержании коллембол по методу Гото используется субстрат, представлявдий смесь гипса и активированного угля в разных пропорциях (обычно 9:1). Мы опробовали смесь песка и глины, которая, на наш взгляд, блике к естественным условиям обитания ногохвосток. Все исследусше виды хорошо ввдны на таком субстрате, на нем практически не возникает плесени, мешащей животным питаться и передвигаться, что имеет значительные преимущества при ведении культур.

В методическом экспериме!.ге мы провели сравнение рада популяци-онных показателей двух ввдов коллембол - Ceratopicaella denticulate и Rrolsotoma minuta йри содержании их на разных субстратах. Оценивали продолжительность лаг-периода, количество яиц в кладке, продолжительность эмбрионального развития, кратность увеличения численности. В опыте качество субстрата не оказало существенного влияния на характер популяционного роста обоих ввдов; обнаружено небольшое, статистически недостоверное преимущество в количестве откладываемых яиц и выживании ювенильных форы на субстрате Гото. Однако, обезвреживающее действие активированного угля на продукты метаболизма может повлиять и га смягчение токсического действия используемых гербицидов, поэтому в качестве основного был выбран субстрат песок:глина.

п

Коллембол содержали на площади 0.125 дм в аптечных стаканчиках, заполненных субстратом, поверхность которого увлажняли дистил-лгрованной водой, а для вида G.deaticultta- водной вытяжкой из навоза 3-4 недельного срока. рН субстрата в поверхностном слое в этом случае составляла 8.0, в других - 7.0. Сосуды содержали в затемнении при +15°.. Л8°С.

Первоначальная численность культур ногохвосток в кавдом из проведенных в данной работе экспериментов - 10 особей. Повторность каждого лабораторного опыта 3-х краткая, в контроле - 5-ти кратная. Подсчет количества особей производили в первый месяц опытов через 1-2 дня, в последующее время - через 4-7 дней. Просмотр , увлажнение, проветривание камер проводили d сроки кормления через 2-3 дня.

Выбор ко тутов для содержания культур ногохвосток.

В качестве корма в большинстве опытов использовали пекарские дрожжи, которые обычно обеспечивают существование лабораторных популяций ногохвостов. В опытах по изучению влияния препаратов через накопление их в объектах питания необходимо было использовать пригодные для коллембол грибы, которые не прекращали бы рост мицелия под влиянием ядохимикатов.

В предварительном опыте по влиянию качества корма, на параметры

яизнедеятелы. jcth гида Onychiurua stachlanub били исследова-ш следующие варианты: I) спектр грибов из естественных биоценозов - llucor plumbeua, Ulocladium Ъо-fcrytia, Humicula griaos., 2) монокультура гриба М.р1ииЬеиа;3) монокультура гриба Aspergillus ustus. Встречаемость последнего в почвах увеличивается при их антропогенных нарушениях. Пригодность корма оценивали по такому показателю, как кривая популяционного роста.

Численность особей в 1-ом варианте через 4 недели увеличилась в 5.7 раз, на монокультурах - только в 2.6 раза; через 7 и II не-'' дель различия между вариантами продолжали сохраняться при более высоком уровне плотности. В конце эксперимента культура на мукоре обогнала популяцию на аспергилле как по числу особей, так и отложенных Я1щ. Таким образом, наивысшие результаты скорости поп".,ля-ционного роста дал вариант с поликультурой, куда входили, наряду с M.piumbeusg других полноценных для питания коллембол • вида грибов. Однако, эти виды, л отличив OTlí.piuabeus u As.uatus сильно угнета-хись при внесении в питательную среду гербицидов. В связи с этим из опробованных видов микромицетов в качестве основного корма для коллембол был выбран М.р1шаЪеикотррый, в отличие от их. ■botrytls и н.grísea развивался на агаре с добавлением ядохимикатов; и по литературным данным в отличие от A.ustus не накапливал токсичные метаболиты.

Продолжительность серии специальных экспериментов,. описанных выше - 3 месяца.

Выбор гербицидов.

В работе использовали предпосевные гербициды тртшллат, эптам, базагран и препараты лонтрол, 2,4-Д ашшную соль,,которые вносят на вегетирувдие расте1шя. Некоторые из гербицидсз.шршгеняют.на ' полях в посевах зерновых и пропашных культур,.лоипрозигс-базагран рекламируют как перспективные и внедряют.

Исследуемые препараты отличаются как по споообЗувнесения,так и по химическому поставу. Норма расхода гербицидов:- —Z,Q л/га (лонтрел - 0.5 л/га). ДотоксикацпЯ этих препаратта-в?почве - от I до 4 месяцев.

Испытывали влпянпэ ядохимикатов при;: енвсошпы их;: на. субстрат и поступление препаратов с кормом по цепя?.1.;питанияс. Длительность опытов - 2-4 месяца, что соответствуеттпррдоллттельностн разложения гербицидов в почве.

В экспериментах с внесением хербйцидошна■ • су.ббтрат. в опытные

сосуды добавляли по I ил I- и 10-кратных доз растворов испытываемых препаратов. Корм - дрокки - помещали на максимальном удалении от гер-бицкдной капли. Приготовление рабочих растворов проводили по методика, рекомендуемой для лабораторных исследований ( под ред. Жирмунской, 1986).

Б опытах с поступлением гербицидов по цепям питания в сосуды с коллемболами внесли по I ядерному фильтру с Мисог р1шаЪеис,Еыращен-ноы на питательной среде с добавлением производственной дозы ядохимикатов. В дальнейшем опг-жые культуры содержали,каг и контрольную популяцию,на неотравленном Н.р1итЪеиз.

Полевые исследован'/ч.

Модельный полевой эксперимент был проведен на отведенном под черный пар поло совхоза "пролетарский" Ь'ессоновского района Пензенской области. Были выбраны 2 относительно однородных участка площадью 20 м^ каадый, расстояние меяду которыми -5м. Опыт включал 2 варианта -контрольный, необработанный гербицидом участок, и опыт - обработанный производственной дозой 2-,4-Д аминной соли (2,0 л/га). В каядом варианте брали по 10 почвенных проб щрцадью 25 см^, глубина.- 10 см. Учеты численности проводили I раз до внесения препарата и через б и 16 недель после его применения. Выгонку микроартропод проводили по общепринятой методике.

Глава 3. СПЕЦИФИКА ЯИЗНШЬД ЦИКЛОВ У КОЛЛЕМБОЛ

В начало главы прозеден обзор сведений о параметрах кизнонных цнчлов сзыыз 80 видов коллембол, относящихся к 10 семействам; материал представлен в Ь-ти сводных таблицах. Эти данные дают возможность оценить особенности биологии разных видов при действии неблагоприятных факторов среды, в том числе' к химического отравления.

Анализ имеющихся литературных данных по биологии нескольких десятков видов- коллембол позволяет подчеркнуть следующие пологсения: I) наиболее уязвимые моменты в гязни особей - процесс линьки, проге-нерагиЕная стадия и процесс откладки киц, следовательно, влияние гербицидов на популяциокнуа динамику видов долено зависеть от количества авенкльных,линек, длительности интервала моаду ними, общего числа линек за еизнь и числа я/йцекладок.

Культуры грибов получены на кафедре биологии почв ¡¿ГУ имени М..В«Ломоносоза.

2) Виды ceii.Isotomidae характеризуются в делом меньшей продолжительностью оборога генерации и ъысокими показателями плодовитости по сравнению с сем- OnycMuridae.. Виды сем. Hyoogastrurldae занимают промежуточное положение по этим показателям. Можно ожидать, что з полевых условиях после применения гербицидов именно Inotoniûas станут доминировать в восстанавливающихся группировках, колламбол, оперокап пс численности виды других семейств. 3) Температура, рН среды и ка^?ство ксгрмовых ресурсов оказывают существенное влияние ча протекание жизненного цикла и реализацию потенциальной плодовитости. Эти факторы в значительной мере определяют характер популяционной динамики видав- в природной обстановке. Следовательно, влияние различных пестицидов на комплекс почвенных •обитателей также будет преломляться через температурный рекиц, влажность п кислотность почв.

Жизненные циклы и популнционнагг динамика некоторых массовых видов коллембол из агроцвпозов европейской лесостепи.

Чтобы проверить ряд предположений по механизмам влияния гербицидов на популяционную динамику коллембол, провели экспериментальное изучение особенностей жизненного цикла 3-х видов ногохвосток из 3-х различных семейств» относящихся к разним ыизношшм формам. Эти виды относятся к наиболее массовым в плодородных почвах с высоким содержанием гумусовых веществ, например: черноземах Сродного. Поволеья, окультуренши каштановых почвах Азербайджана, пахотных почвах Вхной Европы<

В резервной культуре смена поколений происходила у CoratoDhysella denticulata -за 3 месяца, у Onychiurua 3tachicnus -за 3,5, у Proisoto па ninuta - .за 2-2,5 ме'сяца.- Кривые аопулвд: энного роста приво-• дены на рис. I.

Наибольший темп роста зафиксирован в популяциях С.denticulata и P.ninuta, наименьший - CUatacManua.P.minuta имеет также наивысшую скорость оборота генерации. Для всех 3-х видов характерно постепенное увеличение, а затем стабилизация длительности сроков ыаз-линочных интервалов, групповые кладка- яиц,* друхныЯ выход ювенильных особей и вследствие этого - скачкообразное' нара'стаияо .численности. Число.ювенильных линек у Р.к1п(й;а; - Зу тогда ка» у 0.3tschisnua и С.denticulata но ueueff S1.- Таким- образом у молода-' P.ninuta имеет боль га гсансов на выливание в случай применения ядохимикатов.

Cauuo короткие цаялиночные- интервалы зарог/.стрирован: такхе у P.ninuta, что долкно- йййьоустзовать более быстрому освобождению

организма нивотных от продуктов отравления. Период от яйца до яйца длится у этого вида 21 ден£, тогда как у С.аеп-Ысиааго и о.вЪасМа-паз - около 40 дней. Отмечены отличия в максимальных размерах кладок в культурах разных видов: у С.аехуЬ1си1а1;пв Р.и1пигв они достигали 80 яиц, а у О^асМааиэ-50 яиц. Обнаруженные различия могут существенно сказаться на воспроизводства популяций- данных видов в случав применения гербицидов.

- У -

Глава ВЛИЯНИЕ ГЕРБИЦИДОВ НА ЕИЗНЕННЫЕ ЦИКЛЫ И ПОПУЛЯЦИОНННУЮ

ДИНАМИКУ РАЗНЫХ ВИДОВ КОЛЛЕМЕОЛ ( лабораторные исследования) Эксперименты с внесением гербицидов на субстрат.

В этой серии опытов проверяли влияние I- и 10-кратных лоз ряда ■ препаратов. Учитывалось, что "вилка" производственных доз имеет значительный диапазон, а также то обстоятельство, что в почву часто попадает избыточное количество препаратов из-за несовершенства или несоблюдения техники внесения ядохимикатов.

Минимальные производственные дозы препаратов испытывали на двух модельных видах коллембол: Ч.СегаЪорЬувеЦа й.ел'ЫсиЗ^а; 2. ОпусМигиа з'ЬасЫадоэ.

Исследовалось действие трех видов гербицидов: I - эятаи, 2 - тр-аллат, 3- баэагран.

Десятикратные дозы препаратов проверяли на трех видах коллем-бол: Ч.С.йеп-М-сиЗ^а; 2.0.stactd.anus; 3«Его1вО'1;опа т±тгЬа, при этой использовали гербициды: I- эптаи, 2 - триаллат, 3 - база-гран, 4 - лонтрел, 5 - 2,4-Д аминная соль. .

ибщая.серия опытов, таким образов, включала 21 вариант и 63 повторности экспериментальных кульуур и 15 - контрольных.

Однократные 2озы_П£впа^атов,. - ■

В опытных популяциях всех видов, особенно С,аеп-Ыси2^а и О. агаоЫапиа отмечали повышенную миграционную активность: в первую неделю после внесения гербицидов з контейнеры о ногохвостками' последние находились на стеклянной крышке, покрывающей сосуд и его стенках, избегая субстрат. Мы предполагаем, что' все использованные гербициды обладают репеллентным эффектом, который наиболее выракен у эптама и ба^аграна, поскольку миграции особей с субстрата наблюдали даже через 2-3 недели от начала эксперимента.

Производственные дозы препаратов мало повлияли на аизнеспособ-ноить половозрелых ногохвосток, уродств у коллембол не наблюдалось. Отмечено растяжение меклиночных интервалов на 2-3 дня, снпзение в 2-3 раза числа яиц в кладках и количества кладок. Сроки1 появления первых партий яиц почти не изменились по сравнении с контролем за исключением варианта с триаллатои, который вдвое увеличил этот период у О.о*;пс111атэ.

Десятикратные з'ош1_ппепапатов.

В опытах с Ю-кратнымп дозами гербицидов у коллембол отмечены случаи химических "ожогов":, слипииесп, ослизнпвпиеся'антенна, на

ТаОлица I. Показатели яопуляционного роста коллембоя 2-х видов при внесении гербицидов на субстрат

I

ПОКАЗАТЕЛИ СЕР-АТОШУСТДДЛ ПЕНТЮШАТА ! ОИУСНШЕта БТАСНШШ

! К 1 э ! Т ! Б ! К 1 3 ' ! . Т ! Б !

Сроки появления первых

кладок (дни) 4-6 4-6 5-6 ' 8 4-5 6 10-14 4-5

Количество яиц в кладках

( Стук) 12-60 12 12-15 12-15 12-15 6-8 5-8 5-8

продолЕшельносхь эмб-

рионального периода (дни)8-9 8-9 8-9 . 9-10 8-9 9-10 8-10 ■ 9-10

доля выхода нзенильных.

особей (Я. еэ 50- 50 50 85 45 60 20

Кратность увеличения

численности.

- через месяц 6.3 1.0 1.3 0.5 3.9 1.03 1.8 1.2

- через 2 месяца ' 8.Г 0.7 1.25 0.1 5.8 1.3 2.4 1.5

- через. 3 месяца 7.0 2.0 3.0 1.7

- через 4 месяца 9.9 2.7 3.5 1.9

Доля,гибели взрослых

о'собей ( % ) 10' 10 10 ' 20 0 3 0 ' 0

Доля гибели'»ванильных

особей ( % ) 15 зо 30 50 0 5 5 ' 7

Обозначения: К - контроль; Э - зптем; Т - триаллат; Б - базагран.

теле - многочисленные капли лимфы и коричневые пятна. Чаще всего таких особей регистрировали в популяциях ОпусЫигиз ataolliaIlua, что, по-видимому, связано с особенностями строения покровов этих ногохвос-ток. Как правило, коллемболы с многочисленными ояогами (повреждение обоих усиков, конечностей) погибали: в случае выживания у некоторых из них мы наблюдали восстановление ранее оплавленных 3-го и 4-го члеников антецн и конечностей.

В этих опытах у всех трех видов отмечали также явлонио "временной смерти": через 15-120 минут в зависимости от препарата все или большая часть особей 1ыли неподвютчы, поза их соответствовала той, что обычно бывает после гибели яивотных. Спустя некоторое вромя (до 48 часов) значительное число коллембол "онивало". Реальная гибель части кивотных зарегистрирована в первые 2-3 дня и была наиболызей у СегаЪорЬувеНа йс^1си1.при содзрзяашш на эптаме, у Его1яо^та ШшгЬа - на триаллато и у всех трех видов при внесении на субстрат ' .базаграна. Относительно "мягкое" действие оказали 10-кратнке дозы 2,4-Д аминной соли, вызвавшие гибель 10$ культуры О'^асЫапия П Р.п1шгЬа, н 30^ - С .<1е1гЫси1аьа.

У вютепих самок задерзка первых яйцекладок составляла от 2-х " недель до 3-х- месяцев 'за исключением варианта с эптамом, который не повлиял на этот показатель у одного вида - Р.ШшгЬа.

В культурах с внесением базаграна яйцекладок ни у одного вида по зарегистрировано. В остальных вариантах плодовитость упала в 3-4 раза, выживаемость ювенильных форм-понизилась в 2-4 раза по сравнопип с контролем. За 4 месяца эксперимента культуры достигли не более, 30$ численности уровня контрольных..

Эксперименты с поступлением гербицидов" по цепям, питания.

Общеизвестна, что в цепях питания происходит, с одной'стороны, накопление определенных групп'воцеств, и это монет привести к усилении действия ядохимикатов, с другой стороны, промежуточные -звенья . расцепления пестицидов могут быть токсичнее, чем исходные препараты. Целью данной серии опытов было выяснить характер влияния гербицидов на коллембол при поступлении препаратов по цопям питания.

В эксперименте использовали 2 вида коллембол. На с.с1е1гЬ:1.си1а<;п проверяли действие эптама и базаграна, на о.о-Ьг.сМппиз - пптома, базаграна трилллата.

Колломболап была предложена порция гицелип ?'исог р1ипЪсио, выращенного на эгпре с -обавленрем 1-кратпых доз гербицидов. В дальнейшем ногохеосток кормили неотравленным мицелием этого гриба.

Таблица 2. Показатели популяционного роста коллембол 2-х видов при кормлении пищей, содержащей гербициды.

I

ПОКАЗАТЕЛИ СЕНАТОЕНТБЕЬЬА ЕЕКТХСТЬАТА | ОНГСНПШЗ БТАСНШТОЗ

I К 1 Э ! Б ! К ! Э ! Т ! Б !

Сроки появления первых , кладок ( дни) 5 6, 6 9 18 24 ■ 34

Количество яиц б кладках ■ ( штук ) 10-20 10-30 ¿-20 15-20 6-12 7-15 6-12

ПродолЕотельность эмбрионального' периода ( дни ) 1 10 ю 10 10 15 II ' 15

Доля.выхода ювенильных особей ( % ) 80 50 50 ' 90 60 80 45

Увеличение численности - через месяц - через 2 ыасяца - через 5 месяца 1.9 5.5 7.2 1.2 2.5 4.0 0.9 1.0 2.5 2.6 4.6 II.3 0.8 2.1 5.0 • 0.9 3.4 6.6 0.8 0.9 2.3

Доля гибели взрослых особей ( % ) 0 20 20 0 12 6 20

Доля гибели ювенильных особей С * ) 0 . с 40 50 0 25 25 40

Обозначения: К - контроль; 3 - эгтам; Т - триаллат; Б - базагран.

При поедании токсичного корна репеллентного эффекта не наблюдалось: отмечена гибель части взрослых животных; У обоих исследуемых видов в опытных сосудах значительная доля яиц, отложенных самками, на 2-3 день начинала' темнеть, интенсивная черная окраска отмечалась через насколько дней. В культурах о.вЪасЫапив такие яйца составляли до 40$. В контроле темные яйца были зафиксированы только в клад-:сах особей 2-го поколения и в значительно меньшем количестве (2-4$). .

При одноразовом потреблении отравленного мицелия самки 0^асЬ1а-пча задерживали первую кладку на 9-25 дней по сравнению с контролем и снижали количество яиц (табл. 2); зарегистрировано нарушение в способе кладки: вместо агрегированных - единично отложенные яйца. На c.dellticuXata гербициды, поступившие через пищу, повлияли слабее, а в варианте с эптамоы отмечена даже некоторая стимуляция , яйцепродукции, но доля выхода ювенильных особей во всех случаях у обоих видов была заметно снижена, и рост популяций сильно отставал от контрольных. У С.<1епИси3^а последействие препаратов сказалось на жизнеспособности на только яиц, но и молодых особей 2-го и даже 3-го поколений (табл. 2).

Таким образом, по нашим материалам, гербициды болаа всего влияю? на ювенилыше формы но'гохвосток. Все исследуемые препараты при различном способе попадания в любых дозах вызывали смертность молодых коллембол. Мы предполагаем,"что уменьпеяие численности ногохвосгок, которое фиксируется обычно в первые недели после внесения гербицидов в полевых экспериментах, связано с-гибелью именно зтой части.популяции. Все препараты в любых дозах сникает плодовитость коллембол..

Межвидовые различия, выявленные в популяционяой динамике 3-х видов при действии 10-кратных доз препаратов, объясняются копкретныиа особенностями биологии ногохвосток. В опытах обнаружеПо, что после гербицидного стресса рост популяции Р.пШгЬа обгоняет Другие виды. •Данный факт подтверждает высказанное памп предположение, что быстро-созреваюцпэ виды проявят более высокую устойчивость к препаратам за ■ счет репродуктивных возможностей. ' .

Из испытанных препаратов наиболее жесткое действие на все стадии жизненного цикла коллембол разных видов оказал базагран. ■

Глава 5. ВЛИЯНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ДОЗ 2,4-Д АИИННОЙ СОЛИ НА ■ СООБЩЕСТВО ПОЧВООБИГАГЩИХ НОГОХВОСТОК (полевой эксперимент).

До обработки гербицидом в почвенных образцах обнаружено видов коллембол, через 6 недель - 7 видов, в начале сентябре - 6 на обоих участках. Уменьшение видового богатства связано с общим иссушением

2 5 тнп.экэ/м

1.0

Т.С

I.!

Ьс

Ре.а

12 3

На

-

а

Ы)1 2920

[Г

Гг.ч

1п

и

ггт

р.ер.

"В

контроль

б

3200 опит

60

30

30

Ьс

П=г

12 3

Ре. о

На

Ч

1п

и

а

Рг. а 12

Р. ер Г"!..-

60 Рис. & Диншлнке численности (а) и доминирования (б; % от общи^ численности) коллег/-,Сол после обработки *.Д~Д амшшоЛ сел.,ю. . I - до обработки; 2,3 - черпз 6 и 16 подо ль ' соответственно поело обработки^ Ьо - Ьсулаосу^ча суапвиа; Рв.-» - РнеиС1оо1пе11а . е!Ьь} !1а ~ Нуро^ьиЬтигн ¿¿¿дей'Ь) ЗкоЬова

гюЬнЬДии; 1'г.а - ? 1 оЪмрЬогиго ' ьк а Ь»: ,'-Л; - ]„;.;,Ьоги1Х г .лгаииЬаисг > Р. Рпсш1(шЪис1>оа ьр.

почвы в период исследований. На контрольном и опытном участках до обработки доминировали 2 вида - верхнеподстилочная Hypogastrura assimilla. u глубокрлочвенная Mesaphorura'gr.fcrausbauerl, в сумме составляющие больше половины всего населения коллембол. Через б недель численность ногохвосток резко снизилась в обоих вариантах ч связи с погодными условиями. В опытном варианте с гербицидом она была несколько выше, чем в ко- роле, но достоверных различий не обнаружено. Через 16 недель на участке с гербицидом коллембол было уже в.2,5 раза меньше, чем на контрольном участке, с достоверностью около 0.9. "

Существенными оказались различия в структуре'населения коллембол после применения гербицидов. Через б недель на опытном участке в массовых количествах появилась Isotoma notabills и резко снизилась доля одного из массовых видов Hypogast.assimilia. Через 16 недель обработанный, гербицидом участок отличался полным отсутствием H.asslmilia и Erotaphorura onaata и появлением вида Pseudosinella alba, • которого не было на контрольной делянке. В целом в группировке коллембол резко понизилась доля верхне-подстилочных и верхне-почвенных форм и относительно увеличилась доля глубокопочвенных видов, которые, очевидноиспытывали меньше контактов с поверхностно внесенным препаратом.

В почве контрольной делянки на протяжении всего времени стабильно доминировали 2 вида - H.aasimilis а Mes.gr.krauebauerl.

Таким образом, внесение 2,4-Д аминной соли в почву привело к смена доминантных видов в сообществе коллембол и снижению общей численности их населения к концу вегетационного-периода. Показательно, что относительная и абсолютная численность скороспелого партеногонетического. вида I.notabilia на экспериментальном участке оказалась значительно выше, чем в контроле. Иолпого восстановления сообщества за это время не про-изоило.

ВЫВОДЫ

1. По данным лабораторного содержания коллембол Ceratophyaella denticu- ■ lata.Eroisotoaa ninuta u Onychiurua stachicnua темпы ПСПу-ляциоиного роста этих видов четко обусловливавтся различиями з параметрах их жизненных циклов.' P.airurfca характеризуется быстрым темпов по-пуляционного роста за счет высокой скорости оборота популяции. C.denti-culata при более растянутых сроках прегенератпвного состояния имеет близкий темп роста- численности за счет высокой продолжительности низни. Менее крутая кривая популяционного роста o.stschisnus связана с ого меньшей плодовитостью. Особенности жизненного цикла во многом определяют степень чувствительности коллембол я химический загрязнениям почв.

2. В любых дозах гербициды эптам, триаллат,■базагран, лонтрел и 2,4-Д аминная соль нарушают особенности протекания жизненных циклов коллем-

бол. Они влияют на процесс линьки, что проявляется в увеличении продолжительности, десинхронизации сроков линек в популяциях. В повышенных дозах гербициды влияют на жизнеспособность взрослых коллембол, вызывают ожоги покровов, уродства или гибель.

3. Все испытанные гербициды в любых дозах резко снижают плодовитость колдембол, особенно в вариантах с внесением препаратов на субстрат. У 0.йегЛ;1си1аЪа присутствие ядохимикатов в корме монет вызвать стимуляцию яйцепродукции, но как и у всех видов, отложенные яйца отличаются низкой жизнеспособностью.

Отравление гербицидами взрослых самок вызывает у С.с1еп-М.ои1а*а гибель ювош.льных особей дочернего и внучатого поколений.

5. Среди испытанных препаратов наименьшее влияние на выживаемость и размножение ногохвосток оказывает 2,4-Д аыинная соль. Наиболее токсичен для коллембол базагран. Повышенные дозы 8того гербицида полностью прекращают размножение всех исследованных видов и приводят к значительной гибели животных. В практике сельского хозяйства" при использовании базаграна против устойчивых к 2,ч-Д сорняков следует учитывать его высокую опасность для почвенных беспозвоночных.

6. Индикаторная ценность изученных видов коллембол втзтношении загрязнения почв гербицидами различна. Наиболее чувствительный'ко всем гербицидам в любых дозах вид с. аеп-ЫсиЗ^ в. Р. п1шгь $ тн о с и т е льн о устойчива к повышенным дозай эптама. Этот вид отличается высокой скоростью восстановления плотности популяции за счет быстрого оборота генерации. 7*.'Внесение производственных доз 2,4-Д анинной соли в выщелоченный чернрзем оказывает заметное последействие на население ногохвосток. Происходит выпадение чувствительных видов семейства Eypogaвtгuriclao, сиена видоь-доминантов и спектра жизненных форм. Аарактерна тенденция увеличения относительной численности глубокопочвенных видов. Механизмом этих биоценотичаских изменений является разная степень нарушений

в циклах развития и размножения гтдельных видов под влиянием гербицидов. ............- ..

' СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО' ТЕШ ДИССЕРТАЦИЙ: I.Экспериментальное.изучение влияния героицидов на размножение почво-обитающих коллембол.// Проблемы экологичеокого мониторинга и моделирования экосистем. Л-д: Гидрометеоиздат, 1989,у.12.- С.211-119. 2. Изменение 2шзноняых циклов и популяционной динамики трех иочво-обитавщих вид^в коллрчбол под влиянием гербицидов.// Региональные экологб-фау..лстичзс1ше исследования как научная осцова йаунистичео-кого мониторинга, охраны и рационального использования животных. Курок, 1990. - С. 50-52. -