Почвенные нематоды — биоиндикаторы нефтезагрязнений и минерализованных растворов

Нематоды являются необходимым компонентом биогеоценозов и вместе с простейшими представлены во всех группах почвенных животных. Почвенные нематоды активно перерабатывают растительный опад, стимулируют активность микроорганизмов и участвуют в круговороте питательных веществ. Нематоды основную часть жизненного цикла проводят в почве и подвержены влиянию почвенной среды. Загрязнение почвы негативно влияет на сообщества нематод. Почвенные нематоды рекомендованы для прогнозирования состояния почв и мониторинга изменений окружающей среды. Нематоды чувствительны к изменению среды обитания, характеризуются коротким циклом развития, не мигрируют, встречаются повсеместно. Необходимо отметить, что влияние нефти, сеноманских растворов и нефтепродуктов на сообщества почвенных нематод Западной Сибири практически не исследовалось[1].

В зависимости от концентрации нефти, вносимой на поверхность почвы, из сообществ нематод элиминировалось до 50 % родов. Происходила перестройка сообществ нематод с появлением нематод-колонизаторов, устойчивых к нефтезагрязнени-ям с коротким жизненным циклом, высокой плодовитостью и значительными колебаниями численности. Двухвершинный подъем весенне-летней динамики общей численности нематод сменялся одновершинным (рис. 2.1).

Максимальная общая численность нематод при загрязнении нефтью наблюдалась в июле. Доминирующей эколого-трофической группой в сообществах нематод являлись бактериотро-фы. После элиминации 50 % родов бактериотрофов выжившие роды характеризовались высокой численностью. Вероятно, данная группа нематод питалась нефтебактериями. Следовательно, роды нематод Acrobeloid.es, Ceph.al.obus могут использоваться в качестве биоиндикаторов интенсивности разложения нефти микроорганизмами. Нефтезагрязнения стимулировали повышение численности грибов, участвующих в разложении нефти, и специализирующихся нематод-микотрофов, в частности АрНе1епс}ш5 и АрНе1епсНсн(1ез.

Сезонная динамика общей численности почвенных нематод в весеннеосенний период при внесении нефти на поверхность почвы

Рис. 2.1. Сезонная динамика общей численности почвенных нематод в весеннеосенний период при внесении нефти на поверхность почвы:

? — 50 г/кг; 0 — 100 г/кг; ? — 200 г/кг;...........— контроль

Выделенные роды нематод рассматривались в качестве биоиндикаторов интенсивности микотрофного разложения нефти. В зависимости от устойчивости к нефтезагрязнениям построен трофический ряд, включающий нематоды, ассоциированные с растениями, микотрофы, бактериотрофы, паразиты растений, политрофы и хищники.

В Западной Сибири для поддержания пластового давления при разработке нефтяных месторождений применяются подземные минерализованные растворы сеноманского водоносного комплекса. Как показала практика, растворы полностью пригодны для постоянной и временной закачки на всех стадиях разработки нефтяных месторождений. Применение высокоминерализованных растворов предотвращает заражение сероводородом нефтяных пластов.

Основными составляющими сеноманских растворов, используемых в наших исследованиях, являлись катионы натрия и калия (10 222 мг/л), катионы кальция (517 мг/л), анионы гидрокарбоната (317 мг/л), анионы хлора (16 774 мг/л). Плотность воды при температуре 20 °С составляла в среднем 1,014 г/см3, кислотность — 5,0, общая жесткость — 393. Минерализация изменялась от 20 до 36 г/л, в среднем — 28 г/л. Содержание твердых взвешенных веществ — 250 мг/л.

Разливы высокоминерализованных растворов из сеноманских пластов, которые используются для поддержания пластового давления, опасны для окружающей среды. В результате аварий происходили засоление почв и деградация растительного покрова. Растворы с высокой скоростью впитывались в почву и распространялись на большие площади. На Васюганской группе нефтяных месторождений ОАО «Томскнефть» имеются десятки гектаров с погибшим растительным покровом в результате влияния сеноманских растворов. В результате исследований влияния высокоминерализованных растворов с концентрацией 50, 100 и 200 г/кг в почве на сообщества почвенных нематод в естественных условиях выявлены изменения в количестве родов, трофической структуре и сезонной динамике численности.

Наблюдалась элиминация пяти родов почвенных нематод в загрязненной почве с концентрациями растворов 50 и 100 г/кг и шести родов при 200 г/кг. Отклонения от контрольных значений находились в диапазоне от 20 до 23 %. Доминирующей группой почвенных нематод по количеству таксонов, как и в контрольных участках, являлись бактериотрофы. При действии сеноманских растворов из сообщества нематод элиминировались три рода бактериотрофов: Ршта^айпиз, Mesorha.bd.itis, Acrobel.es.

Рассматривая трофическую структуру нематод по численности в каждой эколого-трофической группе, обнаружили доминирование трех групп: бактериотрофов, нематод, ассоциированных с растениями, и микотрофов. Ассоциированные с растениями нематоды изменялись по численности без элиминации родов в зависимости от концентраций сеноманских растворов. Аналогичная ситуация была характерна и для по-литрофов. Элиминация одного рода нематод Спсопета, паразитов растений, происходила при загрязнении опытного участка раствором с концентрацией 200 г/кг. Для остальных эколого-трофических групп была характерна элиминация одного рода при исследуемых концентрациях растворов.

Таким образом, устойчивость к минерализованным растворам соответствовала следующей последовательности: нематоды, ассоциированные с растениями — наиболее устойчивая группа, бактериотрофы; политрофы; паразиты растений; ми-котрофы и хищники.

В зависимости от концентраций сеноманских растворов из сообществ нематод элиминировались пять-шесть родов. При загрязнении поверхностного слоя почвы растворами с концентрацией 50 г/кг наблюдалось снижение общей численности нематод в июне на 12—15 %, в июле — на 42—43 %. Для загрязнений при концентрации растворов 100 г/кг характерно изменение сезонной динамики численности, двухвершинный подъем численности сменялся одновершинным с максимальными значениями в августе. В трофической структуре по численности нематод доминировали три группы: бактериотрофы, нематоды, ассоциированные с растениями, и микотрофы.

Таксономическая устойчивость почвенных нематод к сеноманским растворам представлена следующей последовательностью: нематоды, ассоциированные с растениями, бактериотрофы, микотрофы, паразиты растений, политрофы и хищники, что позволяет рекомендовать их для разработки биоиндикаци-онных методов контроля уровня засоленности почв.

  • [1] Карташев А. Г. Влияние нефтезагрязнений и сеноманских растворов на сообщества почвенных нематод. М. : Горячая линия — Телеком, 2018.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >