CC BY
13БИОЛОГИЯ ПОЧВ
ГРНТИ 68.05.45
П.А. Самедов1
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ БИОМАССЫ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ ЖИВОТНЫХ В ПОЧВАХ СУХО-СТЕПНОЙ ЗОНЫ АЗЕРБАЙДЖАНА
1Институт Почвоведения и Агрохимии НАНА, г. Баку,ул .М .Рагима, 5, Азербайджан, e-mail:[email protected] Аннотация. Определение биомассы беспозвоночных животных, обитающих в почвах сухостепнои зоны Азербайджана, является важным и необходимым критерием, позволяющим определить их биоценотическую роль в естественных и окультуренных ценозах. Энергетическая оценка биомассы беспозвоночных животных в серо-бурых и слитых черноземных почвах, это - биоэнергетическии показатель, характеризующии участие отдельных групп педобионтов в трансформации энергии и геохимическом круговороте веществ. Расчеты показали, что суммарная энергия, аккумулированная в беспозвоночных животных слитых черноземов естественного ценоза, составила 1197,10 кал/м2, а на агроценозе люцерны она увеличилась до 2915,31 кал/м2. В серо-бурых почвах в биомассе беспозвоночных животных аналогичных ценозов аккумулировано значительно большее количество энергии, соответственно - 3166, 91 кал/м2 и 6598, 30 кал/м2.
Ключевые слова: энергия, беспозвоночные, почва, биоценоз, энергетическая оценка.
ВВЕДЕНИЕ Естественные биогеоценозы, будучи элементарной структурной единицей экосферы, отличаются своеи мо-заичностью, тесно связаннои с геофи-зическои и геохимическои особенностями ландшафта, а также спецификои эволюции живых организмов конкретных природных зон.
Вследствие разнои биоценотиче-скои и популяционнои плотности живых организмов их участие в почвообразовательном, биогеохимическом и биоэнергетических процессах будут существенно отличаться между собои.
В Азербаиджане, развитие основных типов почв эволюционирует в зоне сухих, субтропических, кустарниковых степеи и полупустынь.
Сухо-степная и полупустынная зона расположена на высотах от 200 до 400 м над уровнем моря и занимает шлеифовую полосу низких гор Большого и Малого Кавказа, северную часть Ленкоранскои низменности, полупустынную зону Кура-Араксинскои низменности, Апшерон-Кобустанскую, часть Самур-Дивичинскои низменности, а также Нахичеванскую низменность.
Сюда следует отнести также и зону кустарниковых степеИ представленную кустарниковыми, лугово-степ-ными ландшафтами (Джеиранчельская степь, Алазань-Авторанская долина).
Процессы почвообразования в зоне сухих и кустарниковых степеи Азербаиджана протекают практически значительное время года в условиях недостаточного атмосферного увлажнения. Естественная растительность целинных ценозов состоит из полынно-борадачевых, эфемероидных, нагорно-ксерофильных сообществ, остатки которых подвергаются интенсивнои минерализации [1].
Достаточно детально в годовом цикле изучены биологические процессы: микробиологические, биохимические, ферментативные, интенсивность распада растительных остатков, а также фазы биологическои активности. Особую значимость эти исследования приобретают при их биоэнергетиче-скои трактовке, которая является частью нового направления в почвоведении - энергетики почвообразования [2, 3]. Используя метод системного анализа, можно количественно оценить потоки энергии по пищевои цепи отдельных
групп беспозвоночных животных, выявить между ними биоценотические связи, оценить запасы биомассы и продукцию изучаемого биогеоценоза и в конце построить функциональную модель потока энергии в системе: растения-беспозвоночные -гумус-почва.
В дальнеишем в почвах сухостеп-нои зоны республики были проведены почвенно-зоологические исследования комплексов беспозвоночных животных [4], в результате которых были выделены отдельные имеющие биодиагностическое значения экогруппы почвеннои мезофауны [5].
Проведение исследовании по ак-туальнои и приоритетнои проблеме связанное с энергетическои почвообра-зовательнои деятельностью беспозвоночных животных в почвах сухостепнои зоны имеет важное значение для более глубокого понимания участия отдельных групп в биогеоценотических процессах.
Целью настоящии работы является определение энергетических показа-телеи биомассы беспозвоночных животных в серо-бурых и слитых-черно-земных почвах сухо-степнои зоны.
В соответствии с основнои целью конкретными задачами являлись: уточнение комплексов беспозвоночных животных в почвах сухо-степнои зоны; определение их биомассы; определение
энергии аккумулированнои в биомассе отдельных групп беспозвоночных животных.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Исследования проведены на примере серо-бурых (Апшерон) и слитых черноземных (Исмаиллы) почв, широко распространенных в зоне полупустын-но-сухостепнои и кустарниковои степи. В качестве объектов исследования были выбраны естественные биотопы под целиннои растительностью и окультуренные биотопы (агроценозы) под посевами люцерны.
Почвенно-зоологические исследования проводились по общепринятои методике М.С. Гилярова [6]. На выбранных естественнои (целина) и окульту-реннои (люцерна) ценозах путем раскопок на площади 0,25 м2 по 10 делянок на каждом из выбранных ценозов вручную (растиранием почвенных комков) отбирались беспозвоночные животные, которые затем систематизировались по отдельным группам. Далее определялась их биомасса, приходящаяся на 1 м2 и уточнялась энергия аккумулированная в их биомассе.
Аккумулированную в биомассе энергию отдельных групп беспозвоночных рассчитывали с учетом их калориметрических данных или усредненных показателеи по отдельным группам по П.А. Самедову [7] (таблица1).
Группы беспозвоночных Калориметрические показатели кал/г
1 Lumbricidae 5365-5448-5612
2 Diplopoda 4693-5727
3 Chilopoda 5208-6405
4 Isopoda 4182-3864
5 !шейа 3352-6253
Таблица 1 - Калориметрические показатели некоторых групп беспозвоночных животных (кал/г)
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Слитые черноземные почвы имеют краине ограниченное распространение и встречаются в южном Карабахе, степном плато, в подгорнои полосе Большого Кавказа. В геоморфологическом отношении слитые черноземы занимают относительно выравненные поверхности или пологие склоны.
Почвообразующими породами являются переотложенные продукты глинистых сланцев, элювии базальтов и гранодиоритов. Гумусовыи горизонт имеет мелкоореховатую, комковатую структуру, пронизан мелкими корешками растении.
Однако, переходныи горизонт (15-17 см) имеет крупнокомковатую, глыбистую структуру, горизонт плот-ныи, слитои, слабобиогенныи.
Комплекс беспозвоночных животных естественного биотопа состоит из групп, адаптированных к аридным экологическим условиям. При общеи биомассе беспозвоночных животных -0,2279 г/м2, суммарная энергия, аккумулированная в неи, составляет 1197,10 кал/м2. Учитывая, что основными представителями почвеннои мезо-фауны являются растительноядные насекомые, значительная часть энергии биомассы сосредоточена именно в этои группе.
Расчеты показали, что в насекомых (1^е^а) аккумулировано 1010,90 кал/м2, т.е. 84,45 % суммарнои энергии. Несколько меньшее количество энергии содержится в мокрицах (Isopoda) 67,72 кал/м2, т.е. 5,65 %. В многоножках энергетические показатели более контрастны.
Если в хищных представителях (Chilopoda) аккумулируется 114,65 кал/м2 или 9,57 %, то в диплоподах (Diplopoda) сосредоточено самое минимальное количество энергии, т.е. 3,85 кал/м2 или 0,32 % суммарнои энергии.
Окультуривание почвы существенным образом изменило комплек-
сы беспозвоночных животных. Так, на агроценозе люцерны исчезают некоторые группы такие, как изоподы и ди-плоподы, при этом отмечается доминирование насекомых.
Поэтому, основное количество энергии, т.е. 98,24 % или 2864,07 кал/м2 концентрируется в этои доминантнои группе беспозвоночных животных.
В хищных многоножках (Chilopoda) аккумулируется самое минимальное количество энергии, т.е. 1,76 % или 51,24 кал/м2. Слитои горизонт (0-17 см), черноземнои почвы, ко-торыи является отличительным морфологическим признаком, отрицательно отражается на групповом составе почвенных беспозвоночных и их энергетических показателях.
Серо-бурые почвы в Азербаи-джане не имеют определенную зональную приуроченность. Они в основном распространены на Апшеронском полуострове и локально залегают в подошве Боздагского Низкогорья.
В серо-бурых почвах энергия, аккумулированная в биомассе 0,6086 г/м2, беспозвоночных животных по сравнению с предыдущеи почвои значительно больше, суммарное количество которои составляет 3166,91 кал/м2.
На естественном ценозе домини-рующеи группои беспозвоночных являются насекомые (Insecta) ксерофильно-го типа (чернотелки: ТепШпуа, РтеИа, Dissonomus, Scleron, а также долгоносики - Curculionidae).
Насекомыми этих групп аккумулируется основная часть суммарнои энергии, составляющая 2507,56 кал/м2 или 9,18 %. Ксерофильные условия среды ограничили распространение дождевых червеи (Lumbricidae) и изопод (Isopoda), в которых концентрируется соответственно 258,59 кал/м2 и 226,55 кал/м энергии. В хищных многоножках (Chilopoda) сосредоточено самое минимальное количество энергии равное 174,21 кал/м2.
В отличии от естественного ценоза в беспозвоночных животных агроце-ноза люцерны аккумулировано значительно большее количество энергии. Следует отметить, что распределение энергии между отдельными группами беспозвоночных в данном случае носит совершенно инои характер.
Суммарная энергия, аккумулированная в биомассе 1,2428 г/м2 беспозвоночных, составляет 6598, 30 кал/м2. Основная часть энергии, т.е. 80,55 % или 5315,10 кал/м2 сосредоточена в дождевых червях (Lumbricidae). В насекомых (1^е^а) аккумулировано 17,58 % или 1160, 60 кал/м2 энергии. Оставшаяся часть суммарнои энергии или 1,87 % содержится в изоподах (Isopoda) 121,06 кал/м2 и диплоподах (Diplopoda) 1,54 кал/м2.
Сопоставляя полученные результаты по естественным ценозам и агро-ценозу люцерны в обеих почвах можно отметить, что антропогенная деятельность в определеннои степени повлияла на изменение качественного состава и энергетические показатели беспозвоночных животных. Если на естественных (целинных) ценозах преобладали в основном экогруппы-фитосапрофагов, осуществляющие первичное разложе-
ние растительных остатков (минерализаторы), то на агроценозе люцерны появляются - экогруппы сапрофагов участвующие в разложении и гумификации (гуму-фикаторы) остатков фито-массы.
ВЫВОДЫ
1. Суммарная энергия, аккумулированная в биомассе беспозвоночных животных слитых черноземов, составила 1197,10 кал/м2. Основная часть, ко-торои сконцентрирована в насекомых (Insecta) 1010,90 кал/м2, а остальное количество - 186,20 кал/м2 содержится в изоподах (Isopoda), хилоподах (Chilopoda) и диплоподах (Diplopoda).
2. В серо-бурых почвах суммарная энергия, аккумулированная в биомассе беспозвоночных животных, составляет 3166,91 кал/м2, которая распределяется между насекомыми (Insecta) -2507,56 кал/м2, дождевыми червями (Lumbricidae) - 258,59 кал/м2, изопода-ми (Isopoda) - 226,55 кал/м и хилопода-ми (Chilopoda) -174,21 кал/м2.
3. На агроценозе люцерны энергия аккумулированная в биомассе беспозвоночных животных возрастает от слитых черноземов - 2915,31 кал/м2 к серо-бурым почвам -6598, 30 кал/м2.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Салаев М Э., Бабаев М.П. и др. Морфогенетические профили почв Азербаи-джана. - Баку: Элм, 2004. - 202 с
2 Алиев С.А. Энергетика почвообразования (лекции) Новосибирск. Редакци-онно -полиграфическое объединение. СО ВАСХНИЛ, 1985. - 26 с.
3 Волобуев В.Р. Введение в энергетику почвообразования. М.: Наука, 1974. -
128 с.
4 Бабабекова Л.А. Состав и структура сообществ почвенных беспозвоночных в раионах Большого Кавказа. Исследования по почвоведению и агрохимии сборник трудов, - Баку, 1999. Т. 4, - С. 192-197.
5 Самедов П.А. Значение беспозвоночных животных в биодиагностике почв аридных экосистем. // Почвоведение и Агрохимия. - Баку: Элм, 2015. Т. 22, № 1-2. -С. 161-166.
6 Гиляров М.С. Учет крупных почвенных беспозвоночных (мезофауны). Методы почвенно-зоологических исследовании. - М.: Наука, 1975. С. 12-29.
7 Самедов П.А. Энергетические показатели различных биогеоценозов. Матер. II (XII) Всеросииского совещания по почвеннои зоологии. М.: КМК, 1999. - С. 242.
REFERENCES
1 Salayev M E., Babayev M.L. i dr. Morfogeneticheskiye profili pochv Azer-baydzhana. Baku: Elm, - 2004. - 202 s
2 Aliyev S.A. Energetika pochvoobrazovaniya (lektsii) Novosibirsk. Redaktsionno -poligraficheskoye obyedineniye. SO VASKhNIL, 1985. - 26 s.
3 Volobuyev V.R. Vvedeniye v energetiku pochvoobrazovaniya. M.: Nauka, 1974. -
128 s.
4 Bababekova L.A. Sostav i struktura soobshchestv pochvennykh bespozvo-nochnykh v rayonakh Bolshog Kavkaza. Issledovaniya po pochvovedeniyu i agrokhimii sbornik trudov, - Baku, - 1999. T. 4, - S. 192-197.
5 Samedov P.A. Znacheniye bespozvonochnykh zhivotnykh v biodiagnostike pochv aridnykh ekosistem. // Pochvovedeniye i Agrokhimiya. Baku: Elm, T. 22, № 1-2. - S. 161166.
6 Gilyarov M.S. Uchet krupnykh pochvennykh bespozvonochnykh (mezofauny). Metody pochvenno-zoologicheskikh issledovany. - M.: Nauka, 1975. C. 12-29.
7 Samedov P.A. Energeticheskiye pokazateli razlichnykh biogeotsenozov. Mater. II (XII) Vserosyskogo soveshchaniya po pochvennoy zoologii. M.: KMK, - 1999. - S. 242.
ТУЙ1Н ПАСамедов1-
ЭЗ1РБАЙЖАННЫН, K;¥PFAK; ДАЛА AMMAFbl ТОПЫРАFЫНДАFЫ ОМЫРТКАСЫЗ ЖАНУАРЛАР БЙОМАССАНЫН, ЭНЕРГЕТЙКАЛЬЩ К0РСЕТК1ШТЕР1 1Э¥ГА Топыра^тану жэне агрохимия институты, AZ1073, Баку М. Рагима квш. 5, Эзiрбайжан, e-mail: [email protected]
Эзiрбайжанньщ кдогак; дала аймагы топырак;тарында eмiр сYретiн омырт^асыз жануарлардыц биомассасын аны;тау, олардыц таботи жэне мэдени ценоздардагы биоценотикалы; рeлiн аныщтаура мYмкiндiк беретiн мацызды жэне ;ажетп елшемшарт болып табылады. Сур-;уба жэне тутас;ан ;ара топыра;тардагы омырт;асыз жануарлардыц биомассасын энергетикалы; багалау, бул - педобионттардыц жекелеген топтарыныц энергияны тYрлендiруге жэне заттардыц геохимиялы; аиналымына ;атысуын сипаттаитын биоэнергетикалы; керсетюш. Есептеулер керсеткендеи, таботи ценоздыц омырт;асыз жануарлар жина;талган тутас;ан ;ара топыра;тардагы жиынты; энергия 1197,10 кал/м2 ;урады, ал жоцыш;а агроценозында ол 2915,31 кал/м2 деИiн eстi. ¥;сас ценоздардыц омырт;асыз жануарлардыц биомассасында сур-;уба топыра;тарда энергияныц едэуiр кеп мeлшерi жина;талады, сэИкесiнше - 3166, 91 кал/м2 жэне 6598, 30 кал/м2.
ТYйiндi свздер: энергия, омырт;асыздар, топыра; биоценоз, энергетикалы; багалау.
SUMMARY P.A. Samedov1
ENERGY INDICATORS OF BIOMASS INVERTEBRATE ANIMALS IN SOILS DRY-STEPPE
ZONE OF AZERBAIJAN.
1Soil Science and Agrochemical Institute of ANAS, M. Ragim str.5, Baku city, Azerbaijan, e-mail: [email protected].
The study of the formation of the biomass of invertebrate animals inhabiting the dry -steppe zone of Azerbaijan is an important and necessary criterion for determining their bioceno-
tic role. The energy estimate of the biomass of invertebrate animals in gray-brown and black-earth soil is a bioenergetic indicator characterizing the participation of individual groups of pe-dobionts in the transformation of energy and the geochemical cycle of substances. Studies have shown that the total energy accumulated in the biomass of invertebrate animals in fused chernozems of the natural cenosis under grassy vegetation was 1197, 10 cal/m2. On the agrocenosis of alfalfa, the energy indicators increase to 2915, 31 cal/m2. In the biomass of invertebrate animals, gray-brown soils of the natural cenosis under the wormwood-ephemeral community, 3166.91 calories/ m2 of energy were accumulated. On the agrocenosis of alfalfa, the energy index of invertebrate biomass is significantly increased to 6598, 30 cal / m2 compared to the same price of the previous soil. Unlike gray-brown soils, the merged chernozem horizon negatively affects the qualitative composition of invertebrate animals and their energy indices.
Key words: energy, invertebrates, soil, biocenosis, energy assessment.
