Изменчивость биомассы дождевых червей (Lumbricidae) как отклик биоты на различные экологические условия в модельных экспериментах
В експерименті вивчено вплив різних варіантів субстратів, які використовують у лісовій рекультивації, підстилок із листя деревних порід та зволоження на представників грунтових сапрофагів (Lumbricidae). Встановлено достовірний вплив субстратів, підстилок та зволоження на збільшення біомаси дощових ч...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Дата: | 2011 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2011
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/37808 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Изменчивость биомассы дождевых червей (Lumbricidae) как отклик биоты на различные экологические условия в модельных экспериментах / Ю.Л. Кульбачко, А. Е. Пахомов, О.А. Дидур // Доп. НАН України. — 2011. — № 6. — С. 197-202. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860196796117024768 |
|---|---|
| author | Кульбачко, Ю.Л. Пахомов, А.Е. Дидур, О.А. |
| author_facet | Кульбачко, Ю.Л. Пахомов, А.Е. Дидур, О.А. |
| citation_txt | Изменчивость биомассы дождевых червей (Lumbricidae) как отклик биоты на различные экологические условия в модельных экспериментах / Ю.Л. Кульбачко, А. Е. Пахомов, О.А. Дидур // Доп. НАН України. — 2011. — № 6. — С. 197-202. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Доповіді НАН України |
| description | В експерименті вивчено вплив різних варіантів субстратів, які використовують у лісовій рекультивації, підстилок із листя деревних порід та зволоження на представників грунтових сапрофагів (Lumbricidae). Встановлено достовірний вплив субстратів, підстилок та зволоження на збільшення біомаси дощових черв'яків.
Influence of various soil blends used in forest rehabilitation, leaf litters of trees, and humidity levels on soil saprophages (Lumbricidae) is experimentally studied. Significant influence of substrates, litters, and humidity levels on the increase of earthworms' biomass has been determined.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:08:20Z |
| format | Article |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
6 • 2011
ЕКОЛОГIЯ
УДК 502.211+591.5+592
© 2011
Ю.Л. Кульбачко, А. Е. Пахомов, О. А. Дидур
Изменчивость биомассы дождевых червей
(Lumbricidae) как отклик биоты на различные
экологические условия в модельных экспериментах
(Представлено членом-корреспондентом НАН Украины А. З. Глуховым)
В експериментi вивчено вплив рiзних варiантiв субстратiв, якi використовують у лiсо-
вiй рекультивацiї, пiдстилок iз листя деревних порiд та зволоження на представникiв
грунтових сапрофагiв (Lumbricidae). Встановлено достовiрний вплив субстратiв, пiд-
стилок та зволоження на збiльшення бiомаси дощових черв’якiв.
Добыча природных ископаемых, и в частности каменного угля, имеет важное значение для
интенсивного развития высокоиндустриальных промышленных регионов Украины, среди
которых можно отметить Донецкий, Криворожский и Днепропетровский. Вместе с тем ко-
нусовидные терриконы горной породы, являющиеся побочным продуктом добычи камен-
ного угля, оказывают негативное воздействие на окружающую среду, изымая из природо-
пользования земли, которые могут быть использованы человеком в сельскохозяйственной
деятельности.
Наряду с решением фундаментальных вопросов взаимоотношения человека и окружаю-
щей среды неотложной является разработка научных основ создания новых оптимальных
антропогенных ландшафтов [1]. Особый интерес представляет лесная рекультивация нару-
шенных земель [2, 3], основной задачей которой является создание устойчивого культурбио-
геоценоза, неотъемлемой составной частью которого можно считать зооценоз. Блок почвен-
ных беспозвоночных присутствует практически на каждом участке лесной рекультивации.
Его структурно-функциональный состав влияет не только на формирование фитоценоза,
но и на устойчивость всего культурбиогеоценоза.
В стабилизации и возобновлении органических соединений, структурного и химического
состава почв ведущая роль принадлежит почвенным сапрофагам, среди которых особое мес-
то занимают дождевые черви [4–8]. Высокая пластичность этой группы беспозвоночных, ее
трофическая активность в почвообразовательной деятельности нередко играет решающее
значение в сохранении и функционировании почв. Особенно это касается искусственных
почвогрунтов.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2011, №6 197
Среди абиотических факторов как в естественных, так и культурбиогеоценозах на су-
ществование дождевых червей значительное влияние оказывают температура и влажность.
К определяющим экологическим факторам жизни олигохет следует отнести наличие в поч-
ве воды. Вода влияет на газообмен у этих животных, содержание ее в клетках способствует
поддержанию всех жизненно важных функций организма, его биомассы [9, 10].
В естественных условиях зачастую не всегда удается выявить зависимость изменения
биомассы дождевых червей как показателя состояния популяции от степени увлажнения
различных вариантов насыпки искусственных почвогрунтов на рекультивированных участ-
ках. Поэтому с целью изучения отклика (реагирования) дождевых червей на факторы вне-
шней среды использовались методы математической теории планирования и моделирования
сложных систем, позволяющие ясно и точно “видеть” особенности изучаемого биологиче-
ского явления.
Работа проводилась на кафедре зоологии и экологии биологического факультета Дне-
пропетровского национального университета (ДНУ), а также в рамках госбюджетной темы
№ 3–122–06 НИИ биологии ДНУ “Зооценоз як компонент екосистемних процесiв саморегу-
ляцiї в умовах трансформацiї довкiлля”.
Объектом исследования служили представители почвенных сапрофагов — дождевые
черви (Lumbricidae).
Цель исследования — установить изменение биомассы первичных деструкторов расти-
тельного опада на различных вариантах подстилок из листьев древесных пород, насыпных
субстратов как среды обитания, а также в зависимости от степени их увлажнения.
Материал и методы исследования. При выборе структуры эксперимента мы во-
спользовались методами математического планирования эксперимента [11]. Выбранный
план эксперимента представляет собой стандартный латинский квадрат. Латинским ква-
дратом называется квадратная таблица из элементов (чисел или букв) такая, что каждый
элемент встречается один и только один раз в каждой строке и в каждом столбце [12].
Латинский квадрат, у которого буквы в первой строке и первом столбце расположены в ал-
фавитном порядке, называется стандартным.
При закладке опытов на дно каждого вегетационного сосуда (S = 201 см2) помеща-
ли субстрат, служащий местом существования объекта исследования. Масса субстратов
в опытах была одинакова (по 700 г). Сверху субстрат покрывали подстилкой из листьев
определенной древесной породы (по 50 г на сосуд). Затем в опыты вносили по 10 дождевых
червей. Первоначальная масса каждого червя фиксировалась. Длительность эксперимента
составила 30 сут (с 10.10.07 по 10.11.07).
Для создания в опытах оптимальных гидротермических условий обитания животных
в лаборатории поддерживали температуру в пределах 20–22 ◦С и имитировали выпадение
различного количества осадков. Для полива использовали дистиллированную воду. Чтобы
избежать возможного накопления излишка воды, в вегетационных сосудах были сделаны
специальные отверстия для отвода влаги.
Каждую независимую переменную (фактор) в эксперименте изменяли на следующих
трех уровнях, обеспечивающих определенные условия при проведении опытов:
вид насыпного субстрата:
1 — шахтная порода (pHводн = 3,5; сухой остаток — 0,60%),
2 — чернозем (pHводн = 7,0; сухой остаток — 0,05%),
3 — суглинок легкий (pHводн = 7,5; сухой остаток — 0,065%);
видовая принадлежность подстилки:
198 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2011, №6
1 — можжевельник виргинский (pHводн(1:10) = 7,2),
2 — клен остролистный (pHводн(1:10) = 5,9),
3 — робиния псевдоакация (pHводн(1:10) = 6,95);
увлажнение:
1 — избыточное (40 мм/мес.),
2 — умеренное (30 мм/мес.),
3 — слабое (20 мм/мес.).
В качестве плана эксперимента был выбран 3 × 3 латинский квадрат. Его детализиро-
ванная схема приведена в табл. 1.
Большое значение при изучении реакции почвенных животных на условия обитания
имеют физико-химические характеристики используемых субстратов и подстилок. Поэтому
остановимся на их основных свойствах.
Шахтная порода серого цвета, при увлажнении приобретающая свойства бесструктур-
ной замазкоподобной массы и содержащая мелкие включения каменного угля и изредка
пирита. По гранулометрическому составу она относится к тяжелым иловато-пылеватым
суглинкам. Для нее характерно отсутствие двухвалентных катионов. По своим физико-хи-
мическим, водно-воздушным и механическим свойствам шахтная порода непригодна для
произрастания растений [3, 13, 14].
Образцы чернозема обыкновенного представлены суглинками средними и тяжелыми
иловато-пылеватыми с насыщенностью основаниями до 97%. В составе почвенно-поглоща-
ющего комплекса преобладает Са2+ (до 90%) и Mg2+ (до 10%). Доля Na+ и K+ незначи-
тельна. Содержание гумуса — до 4,0%.
Лессовидный суглинок палевой окраски по содержанию физической глины (до 33%)
относится к легким, а по преобладающей фракции — к иловато-песчаным суглинкам [15].
Количество гумуса — от следовых значений до 0,9%. Вскипание от 10% раствора HCl отсут-
ствует.
Результаты и их обсуждение. Результаты измерения биомассы животных приведены
в табл. 2. В крайней правой графе таблицы указаны средние значения прибавки биомассы
животных, найденные как разница между биомассой до начала эксперимента и после его
окончания (∆).
Для установления общего направления сдвига исследуемого признака воспользовались
критерием знаков. (Сдвиг — это разность между вторым и первым замерами.) Типичный
сдвиг — положительный. Гипотеза о том, что прибавка биомассы одинакова как до начала
Таблица 1. План эксперимента, основанный на схеме латинского квадрата с тремя фиксированными уров-
нями
Номер опыта
Градации фактора
Субстрат Подстилка Увлажнение
1 Шахтная порода Можжевеловая Избыточное
2 Чернозем Можжевеловая Умеренное
3 Суглинок Можжевеловая Слабое
4 Шахтная порода Кленовая Умеренное
5 Чернозем Кленовая Слабое
6 Суглинок Кленовая Избыточное
7 Шахтная порода Робиниевая Слабое
8 Чернозем Робиниевая Избыточное
9 Суглинок Робиниевая Умеренное
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2011, №6 199
эксперимента, так и после отвергается на уровне значимости, превышающем 5%-й барьер
(α = 0,0004). Смело можно утверждать, что наблюдается статистически достоверный “ти-
пичный” сдвиг в сторону увеличения биомассы животных.
Статистическая оценка постоянных эффектов, проведенная с использованием диспер-
сионного анализа, показала, что существует значимое их влияние на изменение биомассы
представителей Lumbricidae. Так, уровень значимости влияния субстрата составил 0,022,
подстилки — 0,008, увлажнения — 0,017.
Анализ полученных данных свидетельствует о том, что можжевеловая подстилка, сла-
бое увлажнение и шахтная порода в наименьшей мере способствуют увеличению биомассы
дождевых червей. Наибольшие изменения биомассы характерны для обработок с кленовой
подстилкой, избыточным увлажнением и черноземом (табл. 3). Напомним, что способом об-
работки называют совокупность уровней качественных факторов (воздействий), которыми
определяется отдельный опыт.
Задачи для качественных факторов в большинстве случаев формулируются как задачи
сравнения тех или иных способов обработки, и соответствующие эксперименты часто на-
зывают сравнительными. Результаты попарного сравнения (по множественному ранговому
критерию Дункана) всех способов обработки представлены в табл. 4. В таблице в при-
веденных контрастах знак “<” показывает, что среднее значение биомассы червей при
Таблица 2. Условия планирования и изменение (∆) биомассы дождевых червей (n = 10 экз.) в течение
одного месяца
Номер опыта
Градации фактора
∆, г
Субстрат Подстилка Увлажнение
1 1 1 1 1,38 1,25
2 2 1 2 2,42 3,22
3 3 1 3 0,61 1,98
4 1 2 2 4,17 4,91
5 2 2 3 4,36 4,26
6 3 2 1 5,84 5,48
7 1 3 3 −0,77 0,71
8 2 3 1 7,48 3,83
9 3 3 2 3,29 7,02
Таблица 3. Средние значения прибавки биомассы дождевых червей в зависимости от уровней факторов, г
Градация фактора
Кол-во
опытов
Среднее арифметическое
изменения массы червей
Доверительный 95% интервал
нижний предел верхний предел
Подстилка
Можжевеловая 6 1,81 0,61 3,01
Кленовая 6 4,84 3,63 6,04
Робиниевая 6 3,59 2,39 4,80
Увлажнение
Избыточное 6 4,21 3,01 5,41
Умеренное 6 4,17 2,97 5,37
Слабое 6 1,86 0,66 3,06
Субстрат
Шахтная порода 6 1,94 0,74 3,14
Чернозем 6 4,26 3,06 5,46
Суглинок 6 4,04 2,83 5,24
200 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2011, №6
Таблица 4. Парные сравнения способов обработок в эксперименте
Контраст Статистические
различия эффектовПервый способ обработки Второй способ обработки
Субстрат
Шахтная порода < Чернозем 60,05
Шахтная порода < Суглинок 60,05
Чернозем < Суглинок Отсутствуют
Подстилка
Можжевеловая < Кленовая 60,05
Можжевеловая < Робиниевая 60,05
Кленовая < Робиниевая Отсутствуют
Увлажнение
Избыточное < Умеренное Отсутствуют
Слабое < Избыточное 60,05
Слабое < Умеренное 60,05
первом способе обработки в эксперименте меньше, чем среднее значение биомассы при
втором.
Установлено, что существует статистически значимая разница средней биомассы дожде-
вых червей в следующих парах способов обработок: шахтная порода — суглинок; шахтная
порода — чернозем; можжевеловая — кленовая подстилки; можжевеловая — робиниевая
подстилки. Для них характерны меньшие значения биомассы при первом указанном спосо-
бе обработки в сравниваемой паре.
Таким образом, важным фактором при ремедиации нарушенных земель является соз-
дание необходимых условий для почвенной биоты, которая участвует в процессах оптими-
зации экосистем, повышая их устойчивость и продуктивность.
В результате проведенных экспериментов доказано, что изменение биомассы дождевых
червей (Lumbricidae) зависит от вида субстрата, используемого в качестве среды обитания,
а также подстилки из листьев древесных пород, наносимой сверху на субстрат, и уровня
увлажнения.
Обработка данных эксперимента позволила выявить статистически достоверное сни-
жение биомассы представителей Lumbricidae в присутствии шахтной породы, можжевело-
вой подстилки и слабого увлажнения. Напротив, изучаемая характеристика увеличивается,
если используются такие субстраты, как суглинок и чернозем, привносятся кленовая и роби-
ниевая подстилки, а также осуществляется умеренное увлажнение. Изменение изученного
показателя у дождевых червей имеет важное приспособительное значение для обеспече-
ния нормального протекания физиологических и популяционных процессов в экологически
различных условиях существования.
1. Зонн С.В., Травлеев А.П. Географо-генетические аспекты почвообразования, эволюции и охраны
почв. – Киев: Наук. думка, 1989. – 216 с.
2. Кондратюк Е.Н. Промышленная ботаника. – Киев: Наук. думка, 1980. – 254 с.
3. Биогеоценотический покров Западного Донбасса, его техногенная динамика и оптимизация: Учеб.
пособие / А.П. Травлeев, В. А. Овчинников, В. Н. 3верковский и др. – Днепропетровск: ДГУ, 1988. –
72 с.
4. Зражевский А.И. Дождевые черви как фактор плодородия лесных почв. – Киев: Изд-во АН УССР,
1957. – 271 с.
5. Edwards C.A., Baker J. E. The use of earthworms in environmental management // Soil Biol. Biochem. –
1992. – 24. – P. 1683–1689.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2011, №6 201
6. Гиляров М.С., Стриганова Б.Р. Роль почвенных беспозвоночных в разложении растительных оста-
тков и круговороте веществ // Итоги науки. Зоология беспозвоночных (почвенная зоология). – Моск-
ва: ВИНИТИ, 1978. – Т. 5. – С. 8–69.
7. Makeschin F. Earthworms (Lumbricidae: Oligochaeta): important promoters of soil development and soil
fertility // Fauna in Soil Ecosystems / Ed. G. Benckiser. – New York; Basel: Marcel Dekker Inc., 1997. –
P. 173–223.
8. Iванцiв В. В., Бусленко Л.В., Щепка Л.В. Вплив грунтових олiгохет на реструктурування ущiльне-
них грунтiв Захiдних областей України // Наук. вiсн. Волин. держ. ун-ту iм. Лесi Українки. – 2002. –
№ 6. – С. 87–90.
9. Атлавините О.П. Экология дождевых червей и их влияние на плодородие почв в Литовской ССР. –
Вильнюс: Макслас, 1975. – 201 с.
10. Abrahamsen G., Hovland J., Hagvar S. Effects of artifcial acid rain and liming on soil organisms and the
decomposition of organic matter // Effects of Acid Precipitation on Terrestrial Ecosystems / Eds. T.C.
Hutchinson, M. Havas. – New York: Plenum, 1980. – P. 341–362.
11. Налимов В. В. Теория эксперимента. – Москва: Наука, 1971. – 207 с.
12. Афифи А., Эйзен С. Статистический анализ: Подход с использованием ЭВМ. – Москва: Мир, 1982. –
488 с.
13. Масюк А.Н. Акация белая на рекультивированных землях Западного Донбасса // Биогеоценоло-
гические исследования лесов техногенных ландшафтов степной Украины. – Днепропетровск: ДГУ,
1989. – С. 139–151.
14. Травлєєв А.П., Бєлова Н.А., Звєрковський В.М. Теоретичнi основи лiсової рекультивацiї порушених
земель у Захiдному Донбасi на Днiпропетровщинi // Грунтознавство. – 2005. – 16, № 1–2. – С. 19–29.
15. Масюк А.Н. Продуктивность лесных культур на рекультивированных землях Западного Донбасса //
Мониторинговые исследования лесных экосистем степной зоны, их охрана и рациональное использо-
вание. – Днепропетровск: ДГУ, 1988. – С. 109–117.
Поступило в редакцию 28.07.2010Днепропетровский национальный университет
им. Олеся Гончара
Yu. L. Kulbachko, A. E. Pakhomov, O.A. Didur
Variability of earthworms’ (Lumbricidae) biomass as a response to
different ecological conditions in model experiments
Influence of various soil blends used in forest rehabilitation, leaf litters of trees, and humidity levels
on soil saprophages (Lumbricidae) is experimentally studied. Significant influence of substrates,
litters, and humidity levels on the increase of earthworms’ biomass has been determined.
202 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2011, №6
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-37808 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:08:20Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Кульбачко, Ю.Л. Пахомов, А.Е. Дидур, О.А. 2012-10-22T17:05:11Z 2012-10-22T17:05:11Z 2011 Изменчивость биомассы дождевых червей (Lumbricidae) как отклик биоты на различные экологические условия в модельных экспериментах / Ю.Л. Кульбачко, А. Е. Пахомов, О.А. Дидур // Доп. НАН України. — 2011. — № 6. — С. 197-202. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/37808 502.211+591.5+592 В експерименті вивчено вплив різних варіантів субстратів, які використовують у лісовій рекультивації, підстилок із листя деревних порід та зволоження на представників грунтових сапрофагів (Lumbricidae). Встановлено достовірний вплив субстратів, підстилок та зволоження на збільшення біомаси дощових черв'яків. Influence of various soil blends used in forest rehabilitation, leaf litters of trees, and humidity levels on soil saprophages (Lumbricidae) is experimentally studied. Significant influence of substrates, litters, and humidity levels on the increase of earthworms' biomass has been determined. ru Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Екологія Изменчивость биомассы дождевых червей (Lumbricidae) как отклик биоты на различные экологические условия в модельных экспериментах Variability of earthworms' (Lumbricidae) biomass as a response to different ecological conditions in model experiments Article published earlier |
| spellingShingle | Изменчивость биомассы дождевых червей (Lumbricidae) как отклик биоты на различные экологические условия в модельных экспериментах Кульбачко, Ю.Л. Пахомов, А.Е. Дидур, О.А. Екологія |
| title | Изменчивость биомассы дождевых червей (Lumbricidae) как отклик биоты на различные экологические условия в модельных экспериментах |
| title_alt | Variability of earthworms' (Lumbricidae) biomass as a response to different ecological conditions in model experiments |
| title_full | Изменчивость биомассы дождевых червей (Lumbricidae) как отклик биоты на различные экологические условия в модельных экспериментах |
| title_fullStr | Изменчивость биомассы дождевых червей (Lumbricidae) как отклик биоты на различные экологические условия в модельных экспериментах |
| title_full_unstemmed | Изменчивость биомассы дождевых червей (Lumbricidae) как отклик биоты на различные экологические условия в модельных экспериментах |
| title_short | Изменчивость биомассы дождевых червей (Lumbricidae) как отклик биоты на различные экологические условия в модельных экспериментах |
| title_sort | изменчивость биомассы дождевых червей (lumbricidae) как отклик биоты на различные экологические условия в модельных экспериментах |
| topic | Екологія |
| topic_facet | Екологія |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/37808 |
| work_keys_str_mv | AT kulʹbačkoûl izmenčivostʹbiomassydoždevyhčerveilumbricidaekakotklikbiotynarazličnyeékologičeskieusloviâvmodelʹnyhéksperimentah AT pahomovae izmenčivostʹbiomassydoždevyhčerveilumbricidaekakotklikbiotynarazličnyeékologičeskieusloviâvmodelʹnyhéksperimentah AT diduroa izmenčivostʹbiomassydoždevyhčerveilumbricidaekakotklikbiotynarazličnyeékologičeskieusloviâvmodelʹnyhéksperimentah AT kulʹbačkoûl variabilityofearthwormslumbricidaebiomassasaresponsetodifferentecologicalconditionsinmodelexperiments AT pahomovae variabilityofearthwormslumbricidaebiomassasaresponsetodifferentecologicalconditionsinmodelexperiments AT diduroa variabilityofearthwormslumbricidaebiomassasaresponsetodifferentecologicalconditionsinmodelexperiments |