WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

Козлов Станислав Александрович

НАСЕЛЕНИЕ МИКРОАРТРОПОД АГРОЦЕНОЗОВ

СЕВЕРНОГО ЗАУРАЛЬЯ

03.00.16 – экология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Пермь – 2009

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Тюменская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель: доктор биологических наук

Лящев Александр Анатольевич

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Казадаев Анатолий Анисимович

кандидат биологических наук

Бухкало Сергей Петрович

Ведущая организация: Санкт-Петербургский государственный университет,

г. Санкт-Петербург

Защита диссертации состоится «28» мая 2009 г. в 16 часов на заседании диссертационного совета Д 212.189.02 при Пермском государственном университете

по адресу: 614990, г. Пермь, ул. Букирева, 15, факс: (3422) 371-611

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пермского государственного университета.

Автореферат разослан « » апреля 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

Д 212.189.02,

доктор биологических наук Новоселова Л.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Микроартроподы – одна из групп почвенных беспозвоночных, активно участвующих в деструкции органического вещества. В полевых почвах они являются в основном регуляторами микробных сукцессий и состава микрофлоры. Микроартроподы появляются в большом количестве на различных видах пожнивных остатков после того, как в растительном материале достигается высокий уровень плотности микроорганизмов, осуществляющих начальные стадии разложения (Madge, 1965).

Микроартроподы, в массе населяющие лесные и пахотные почвы, играют большую роль в минерализации и гумификации растительных остатков. Их активность определяет темпы и характер трансформации органического вещества, влияет на скорость круговорота зольных элементов (Стриганова, 1980). В связи с этим большой интерес представляет количественная оценка роли микроартропод в процессе разложения и потоке энергии через почвенный ярус экосистем.

Основным свойством почвы, как известно, является почвенное плодородие. В результате интенсивного ведения сельского хозяйства происходит неизбежное обеднение почвы органическим веществом.

Одним из способов повышения почвенного плодородия в сельском хозяйстве является внесение различных форм удобрений (Еремин, 2002), но действие их на почву и ее обитателей может быть неоднозначным.

Почвенные беспозвоночные весьма чувствительны к внесению удобрений, которые при высоких дозах могут оказывать подавляющее действие на нормальное развитие и активность отдельных групп почвообразователей. При этом представители различных систематических и трофических групп по-разному реагируют на удобрения в зависимости от сезонного ритма активности, вертикального распределения в почве и других особенностей своей биологии (Валиахмедов, 1969).

Влияние химических обработок и других воздействий на почвенную фауну не одинаково отражается на скорости и характере разложения растительных остатков; это зависит от исходного группового состава, трофической структуры комплексов почвенных животных, а так же реакции отдельных форм на антропогенные воздействия. Неосмотрительное антропогенное вмешательство может нарушить равновесие в агробиоценозе и привести к тяжелым последствиям.

Цель исследований:

Изучить динамику населения микроартропод агроценозов Северного Зауралья под влиянием различных доз минеральных удобрений.

Задачи исследований:

1) изучить видовой состав панцирных клещей (орибатид) в агроценозе, на целине и в березово-осиновом колке;

2) изучить влияние минеральных удобрений на плотность населения микроартропод, на различных фазах развития сельскохозяйственных культур в агроценозе;

3) исследовать сезонную динамику численности микроартрпод в агроценозе, на целине и в березово-осиновом колке;

4) изучить влияние минеральных удобрений на вертикальное распределение микроартропод в агроценозе;

5) провести сравнительный анализ вертикального распределения микроартропод в агроценозе, на целине и в березово-осиновом колке.

Основное положение, выносимое на защиту.

Количественные параметры групп микроартропод являются отражением воздействия минеральных удобрений на экологическое состояние агроценозов.

Научная новизна работы.

Исследования динамических процессов плотности населения микроартропод на различных фазах развития сельскохозяйственных культур в агроценозах проведены впервые. Выявлены 4 вида панцирных клещей (орибатид), ранее не зарегистрированных в агроценозах юга Тюменской области. Выявлено влияние определенных доз минеральных удобрений, оказывающих воздействие на динамику численности микроартропод и их жизнедеятельность в целом. Обнаружена доза минеральных удобрений, которая максимально увеличивает плотность населения микроартропод.

Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты исследований могут способствовать пониманию путей и специфики формирования популяций микроартропод агроценозов, разработке теоретической основы для обоснования использования количественных показателей почвенной биоты при подборе оптимальных доз минеральных удобрений.

Материалы диссертации используются в курсах лекций по зоологии беспозвоночных, акарологии, сельскохозяйственной энтомологии, почвенной зоологии и экологии почв, читаемых в Тюменской государственной сельскохозяйственной академии и Тюменском государственном университете.

Апробация работы. Материалы исследований докладывались и обсуждались на XV Всероссийском совещании по почвенной зоологии (Москва, 2008), на научных конференциях Тюменской государственной сельскохозяйственной академии (2003, 2004, 2009), на IV Международной научно-практической конференции «Урбоэкосистемы: проблемы и перспективы развития» (Ишим, 2009).

Публикации. По итогам исследований опубликовано 9 печатных работ, из которых 1 статья в журнале из списка ведущих рецензируемых научных журналов, рекомендованных ВАК.

Структура диссертации. Работа состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы (192 источника, в том числе 25 иностранных) и приложений. Объем диссертации составляет 120 страниц, в том числе 11 таблиц и 37 рисунков.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧАЕМОГО ВОПРОСА

Приведен литературный обзор исследований о роли микроартропод в почвообразовательных процессах и влиянии применяемых удобрений на их структуру и динамику численности (Кипенварлиц, 1961; Утробина, Капитонов, 1969; Сукацкене, 1969; Утробина 1974; Горденко, Глембицкий, 1975; Marshall 1977; Валиахмедов, 1978; Блинников 1981, 1982; Holler-Land 1982; Капин, 1982; Королева, Капин и др., 1984; Пономаренко и др., 1984; Блинников, 1991; Хижняк и др. 1996; Кременица, Казадаев, 1998; Пономаренко А.В., Хижняк и др., 2003; Лящев, 2008; Симонович, Казадаев, 2008). Описываются основные реакции микроартропод на изменение факторов окружающей среды в агроценозах и биогеоценозах (Овандер, 1966; Борисов, 1967; Субботина, 1969; Чугунова, 1970; Голосова, 1970, 1975; Кузнецов 1972; Чернова и др. 1969, 1977, 1978, 1981; Андриевский, 1981; Василик и др., 1984; Прохорова, 1984; Лящев, 1984, 1989; Бызова, 1987; Гришина, 1987; Кузнецова, 1987; Сидорова, 1987; Блинников, Тяпкина 1998; Шварц, 1999; Лящев, Абрамов, 2003; Лящев, 2004; Авдонин, Стриганова, 2004; Березина, 2008; Кременица, Казадаев, 2008; Эйтминавичюте, Матусявичюте, 2008). Проводится анализ исследований особенностей вертикального распределения микроартропод и условий, оказывающих влияние на его формирование (Гиляров, 1947; 1965а; Бей-Биенко, 1958; Эглитис, 1969; Эглитис и др., 1969; Криволуцкий, 1969; Курчева, 1969; Пивень, 1973; Wersum, 1974; Ehwald, 1974; Алейникова, Утробина, 1979; Цонева, 1981; Василик и др., 1984; Таращук, 1987; Пивень, 1990; Мамилов и др., 1999; Лящев, 2001). Из всей проанализированной литературы об исследованиях трансформации населения микроартропод под действием различных факторов следует, что как щадящее, так и нерациональное использование почвы автоматически отражается на ее обитателях. В этой ситуации главной задачей стоящей перед человеком является, как можно бережнее использовать почвенные ресурсы, не снижать, а способствовать преумножению ее биологического потенциала.

Глава 2 ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА

2.1 АГРОКЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

Территория Тюменской области расположена в бассейнах Оби и Иртыша и их притоков в пределах Западно-Сибирской низменности – одной из самых обширных равнин Земного шара. Центральную часть Тюменской области занимает северная лесостепь.

Климат района континентальный, характеризуется холодной продолжительной зимой и коротким, умеренно жарким летом. Беспрепятственное проникновение холодного арктического воздуха с севера и сухого из Казахстана обуславливает резкие изменения погоды и приводит к общей её неустойчивости.

2.2 ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДУЕМОЙ ПОЧВЫ

В Тюменской области черноземы почти целиком размещены в лесостепной зоне. Черноземы составляют первое звено парагенетического ряда высокогумусных почв от афтоморфных до гидроморфных. Среди черноземов области получили распространение три подтипа – оподзоленные, выщелоченные и обыкновенные. Наибольшие площади приходятся на выщелоченные черноземы, общая площадь этого подтипа составляет – 500 тыс.га. Черноземы в основном освоены под пашню, искусственные пастбища, поэтому естественной растительности на них почти не сохранилось.

По данным Л.Н. Каретина (1990), черноземные почвы области обладают благоприятными вводно-физическими свойствами. Плотность твердой фазы черноземов закономерно возрастает с глубиной по мере уменьшения содержания гумуса. Соответственно по профилю величина плотности возрастает с 1.10 до 1.53 г/см3. Выщелоченные черноземы имеют оптимальную общую порозность в гумусовом горизонте (55-56 % от объема). Воздухоемкость при наименьшей влагоемкости и воздухосодержании при полевой влажности вполне удовлетворительны по всему профилю.

Таким образом, черноземные почвы обладают высоким потенциальным плодородием и имеют хорошие физико-химические и вводно-физические свойства. Вместе с тем, пахотные черноземы в агрохимическом отношении не вполне благополучны из-за неустойчивого азотного режима.

Глава 3 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились в 2005-2007 гг. с мая по сентябрь на полях учебно-опытного хозяйства Тюменской ГСХА. Почва на опытном поле – чернозем выщелоченный маломощный тяжелосуглинистый пылевато-иловый на карбонатном покровном суглинке. Растительность на территории учхоза представлена березовыми и березово-осиновыми лесами колочного, реже паркового типа, характерными для лесостепи Зауралья. Рельеф – слабоволнистая равнина с блюдцеобразными западинами с едва заметным уклоном на северо-восток. Отбор почвенных проб проводился по общепринятой методике (Гиляров, 1965). Для взятия почвенных проб использовали бур объемом 125 см3 в десятикратной повторности на глубину до 15 см. Пробы отбирали в зернопаровом севообороте под овсом, однолетними травами (горохоовсяная смесь) и пшеницей на следующих фазах развития сельскохозяйственных культур: всходы, кущение, выход в трубку, колошение, спелость, а так же до посева и после уборки урожая, в пяти вариантах: 1. контроль; 2. внесение минеральных удобрений под 40 ц/га запланированного урожая; 3. внесение минеральных удобрений под 60 ц/га запланированного урожая; 4. внесение минеральных удобрений и добавление подкормки под 40 ц/га запланированного урожая; 5. внесение минеральных удобрений и добавление подкормки под 60 ц/га запланированного урожая. Отбор почвенных проб производили также на целине (участок, не подвергавшийся никаким обработкам и расположенный в центре агроценоза) и в березово-осиновом колке (который находился в 50 м от агроценоза).

Идентификация микроартропод. Все обнаруженные микроартроподы делились на три группы: орибатиды, коллемболы, другие группы клещей. Для определения видового состава использовали определители почвенных клещей и коллембол (Определитель …, 1975, 1977, 1978).

При статистической обработке данных были использованы следующие индексы и показатели:

При анализе фауны микроартропод использовали количественную характеристику видов, исходя из следующей формулы:

Q = n/S;

где Q – обилие видов, экз./м2, n – количество экземпляров в пробе, S – площадь поверхности (Мэгарран, 1992);

Индекс доминирования рассчитывали по формуле Энгельмана (Engelmann, 1978):

D = (L100)/К,

где D - индекс доминирования, L – суммарное число особей данного вида, К – суммарное число особей всех видов.

По уровню доминирования выделили следующие группы: эудоминанты – 4-100%, доминанты – 12,5-39,9%, субдоминанты – 4-12,4%, рецеденты – 1,3-3,9%, субрецеденты – 1-1,3%.

Для оценки фаунистического сходства различных мест обитания клещей использовали коэффициент Серенсена (Мэгарран, 1992):

CN=2jN(aN+bN),

где CN – коэффициент фаунистического сходства различных мест обитания, aN – число особей на участке А, bN – число особей на участке В, jN – сумма наименьших из двух обилий видов на обоих участках.

Расчет статистических показателей проводили с использованием программ Microsoft Office Excel 2003 и «Statistica 5.11».

Автор выражает сердечную благодарность А.А. Лящеву за руководство работой, за постоянную поддержку и необходимые консультации, Н.Г. Ильминских, И.В. Кузьмину за ценные советы при написании работы.

Глава 4 ЭКОЛОГО-ФАУНИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ НАСЕЛЕНИЯ ПАНЦИРНЫХ КЛЕЩЕЙ (ОРИБАТИД) В АГРОЦЕНОЗЕ, НА ЦЕЛИНЕ И В БЕРЕЗОВО-ОСИНОВОМ КОЛКЕ

4.1 ВИДОВОЙ СОСТАВ ПАНЦИРНЫХ КЛЕЩЕЙ (ОРИБАТИД) В АГРОЦЕНОЗЕ, НА ЦЕЛИНЕ И В БЕРЕЗОВО-ОСИНОВОМ КОЛКЕ

Из данных полученных в результате исследований агроценоза, целины и березово-осинового колка, можем отметить, что по видовому разнообразию березово-осиновый колок (28 видов) значительно превосходит как агроценоз (18), так и целину (18).

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»