CC BY
18
УДК 595.771
ЗАСУХОУСТОЙЧИВОСТЬ ВОДНЫХ СТАДИЙ ANOPHELES HYRCANUS PALL. НА ТЕРРИТОРИИ НИЗМЕННОГО ДАГЕСТАНА
© 2009г. К.Ф. Назаралиева, С.С. Гаджиева
Дагестанский государственный Dagestan State Pedagogical University,
педагогический университет, 367025, Dagestan, Makhachkala, M. Jaragksiy Ave, 57,
367025, Махачкала, пр. М. Ярагского 57, dgpu@datacom ru
dgpu@datacom.ru
Приводятся результаты исследований засухоустойчивости водных стадий Anopheles hyrcanus Pall. на территории низменного Дагестана. Непосредственное влияние на их выживаемость оказывает влажность почвы и температура. Чем дольше сохраняет свою влажность почва, тем большего предела достигает выживаемость водных стадий.
Ключевые слова: засухоустойчивость, водные стадии, низменный Дагестан, выживаемость, влажность почвы, температура.
The studies of dryness — resistance of water stages of Anopheles hyrcanus Pall. are conducted on the territory of Low Dagestan. It is shown that the direct influence upon survival of water stages of Anopheles hyrcanus Pall.causes the ground moisture and temperature. The longer ground keeps its moisture, the greater the limit of water stages is.
Keywords: dryness - resistance, water stages, low Dagestan, the survival, the ground moisture, temperature.
Приводятся результаты исследований засухоустойчивости водных стадий Anopheles hyrcanus Pall. на территории низменного Дагестана. Показано, что непосредственное влияние на их выживаемость оказывают влажность почвы и температура.
В целях борьбы с малярией при прерывистом орошении риса создается календарь орошения, определяющий продолжительность затопления и просушки рисовых полей. Но, кроме агротехнических целей, этот календарь должен учитывать сроки развития водных стадий малярийных комаров и способность их противостоять высушиванию. Только при наличии этих данных возможно обеспечить эффективность прерывистого орошения. Необходимо учесть основной действующий фактор (влажность почвы) и ввести в качестве критерия единицу скорости потери почвенной влажности - отношение влажности ко времени [1], после чего можно получать нужный для планирования прерывистого орошения предел жизнестойкости непосредственно из анализа данных условий про-сыхания почвы.
Методика и материал
Работа проводилась в 2006 г. в Кизлярском районе. Пункт наблюдений находился в совхозе Кизлярский, на расстоянии около 200 м от последних строений.
Засухоустойчивость анализировалась путем непосредственных наблюдений за рисовыми полями. Для точного введения количественного учета выделялись мелкие подопытные участки.
Необходимо отметить исключительную трудность анализа всех экологических факторов рисового поля как биотопа [2].
Основной принцип нашей методики - постановка всех экспериментов в естественных условиях, с учетом основных физических факторов (температуры, влажности воздуха и почвы и т.д.). Эксперименты проводились на контрольных участках рисового поля,
куда перенесли личинки и куколки Anopheles hyrcanus Pall.
Учитывались: характер почвы; относительная влажность воздуха у поверхности просыхающей почвы и на различных высотах от нее; насыщенность влагой почвы после сброса с полей воды; различная доступность подопытных участков для воздействия солнечных лучей (затененность высыхающего поля); температура воздуха на поверхности почвы и температура самой почвы.
Все получаемые данные сопоставлялись с отчетами местной метеорологической станции.
В просторные сосуды с водой в большом количестве заранее собирались личинки Anopheles hyrcanus Pall. и помещались на опытных участках, представляющих отдельные небольшие клетки рисового поля. Размер клеток - 50 х 50 см. Контрольные участки на рисовом поле устраивали во время спуска воды. Вблизи устанавливали термограф, гигрограф и термометр. Наблюдения велись непрерывно до полной гибели подопытного материала. В экспериментах использовано несколько тысяч личинок комаров.
Результаты и обсуждение
Во время просушки основными действующими факторами на водные стадии Anopheles hyrcanus Pall. являются состояние почвы, т.е. ее влажность, температура, а также температура и влажность прилегающего атмосферного слоя [3]. Влажность почвы зависит от ее водопроницаемости и способности к влагоотдаче.
Для микроклимата просыхающих рисовых полей характерна насыщенная влажность воздуха в течение 11-12 ч в сут. Результаты наблюдения показали, что от 20 ч ночи и до 9 ч утра влажность воздуха около 90 %. Сильная роса начиная с 21 ч покрывала рисовые кусты, а с повышением температуры влажность понижалась (рис. 1).
о
0
1
*
го с ш
120 100 80 60 40 20 0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24ч
♦ влажность воздуха над почвой; —■—температура воздуха; —А—температура воды рисовой клетки
Рис. 1. График температуры и относительной влажности над усыхающим полем (август - сентябрь 2006, с\х. Кизлярский)
Температурный режим рисовой плантации неодинаков [4], как и температура водной поверхности не-заросших участков и среди самой растительности (рис. 2).
39 35 31 27 23 19 15
-температура у борта рисовой клетки; -температура среди кустов риса
Рис. 2. Температура поверхности воды на рисовом поле (3-14 сентября 2006)
В силу неровности рельефа просыхание идет неравномерно. В небольших углублениях образуются микроводоемы, включающие взвесь нитчатых водорослей и личинки малярийных комаров.
Выживаемость личинок в условиях различного затенения на высыхающем рисовом поле. При прекращении доступа воды на рисовые участки полное обнажение почвы наступает через 718 ч. И с этого момента начинается жизнь личинки вне водной среды - в мокром иле в кучах осевших нитчаток, которые постепенно подвергаются процессу высыхания. Вместе с ними начинают высыхать и личинки. Чем меньше затенена почва, тем быстрее идет высыхание. Первостепенное значение в высыхании имеют густота и высота рисового посева. Выживаемость личинок в
условиях различного затенения представлена в табл. 1, из которой видно, что в сильно затененных участках полная стерильность наступает через 50 ч. Все стадии личинок переносят 8-часовое пребывание вне воды. Заметная гибель наступает с 20-го ч, а через 46 ч гибель личинок - в 93-98 %.
При средней затененности полная стерильность наступает через 32 ч. От 20 до 28 ч происходит максимальная гибель. Массовая гибель при слабой затененности наступает после 12 ч. Через 20 ч в среднем до 82 % всех личинок погибает. Полная гибель наступает через 28 ч.
На голом участке, где процесс высыхания происходит особо быстро, массовая гибель личинок начинается через 5 ч. Юные личинки через 20 ч погибают полностью. Средний и старший возрасты дают единичные случаи выживаемости и полную гибель через 28 ч.
Устойчивость личинок на осевших нитчатках в условиях средней затененности (средняя густота посева). Наибольшей плотности заселения личинки достигают в обильно заросших нитчатками (водяная вата) рисовых полях. При их просушивании нитчатки оседают на обнаженную от воды почву, а вместе с ними и личинки [5]. При потере нитчатками воды часть личинок успевает мигрировать под нитчатки, оказываясь таким образом на почве в условиях некоторой защиты от потери влаги, что способствует удлинению срока их выживаемости (табл. 2).
В данном случае массовая гибель личинок начинается через 20 - 22 ч, почти одновременно с таковою в условиях пребывания личинок на совершенно голой почве (табл. 1), но период выживания некоторых личинок значительно затягивается в сравнении с предыдущим случаем. На голых участках полная смертность может наступить через 28 - 50 ч после полного обнажения полей от воды; участки, закрытые водорослями, становятся стерильными через 48 - 60 ч. Сохранившие свою жизнеспособность, но крайне обессиленные личинки при напуске воды в подавляющем большинстве случаев погибают, не выбравшись из-под приставшего
Таблица 1
Выживаемость личинок и куколок Anopheles hyrcanus Pall. в условиях различного затенения на просыхающем рисовом участке (с/з Кизлярский, 2006 г.)
24 ч
Вариант Стадии Кол- Погибли, %
во 8 ч 12 ч 20 ч 28 ч 32 ч 42 ч 50 ч
1. Густой, I 45 0 2 24 58 85 96 100
высокий II,III 45 0 4 26 37 68 63 100
рис (сильно IV 26 0 3 23 26 62 98 100
затененный Куколки/имаго 26/0 0/3 0/2 20/2 62/2 95/0 100/0
участок)
2. Средняя I 36 2,6 10 35 76 100
густота II ,III 36 2,6 10 42 72 100
риса IV 22 5 16 8 88 100
Куколки/имаго 12/0 0/6 50/6 100/0
3. Редкий I 36 8 16 87 100
низко- II ,III 36 8 20 80 100
рослый IV 30 6 12 82 100
рис Куколки/имаго 30 6,5/3 45/1 100/0
4. Голые I 36 24 52 100
участки II,III 36 24 44 96 100
среди IV 30 14 38 92 100
рисовых Куколки/имаго 25 30/2 52/0 100/0
посевов
к почве высохшего слоя водорослей. Перед напуском воды в подопытные участки предварительно снимали с почвы приставшие корки водорослей. При этом некоторые личинки оживали, но нормально продолжали жить единичные экземпляры.
Сравнительная засухоустойчивость различных водных стадий Anopheles hyrcanus Pall. Личинки. В наших опытах засухоустойчивость различных стадий личинок давала самые разнообразные результаты. В одних случаях лучше выживали младшие возрасты, в других более стойкими оказывались старшие, но и те, и другие погибали. В большинстве случаев гибель всех стадий через 20 ч высушивания была почти одинакова. А через 28 ч старшие возрасты давали порою в 2 раза большую гибель, чем младшие. Почти одинаковой была гибель через 33 - 40 ч. Дальнейшее высушивание происходило при наличии настолько малого материала, что выводы не представляют значительной ценности.
В среднем 95 % личинок различных возрастов погибало в промежуток времени от 20 до 40 ч. Личинки младшего и среднего возрастов после 40 ч их пребывания вне воды не развивались. При переселении их в воду гибель наступала через 1-2 ч.
А с личинками IV возраста дело обстояло несколько иначе. Высушивание рисовых полей заметно вело к ускорению превращения этих стадий. Обнажается почва от воды в течение 7-20 ч в зависимости от характера почвы, горизонта поливной воды, степени транспирации растений. Личинки в это время находятся даже в несколько более благоприятных условиях, так как поле, лишенное некоторой постоянной подвижности водного зеркала, лучше прогревается и ускоряет рост личинок. Среди взрослых личинок еще до начала обнажения почвы наблюдается массовое окукливание, а среди куколок ускоряется вылет имаго. Этот процесс продолжается даже в первые часы пребывания личинок на голой затененной почве после полного спада поливных вод. У личинок IV возраста, лежащих на осевших водорослях, окукливание достигало от 10 до 40 %.
Гибель личинок значительно ускоряется вследствие «замуровывания» их в поверхностном слое почвы. После обнажения почвы от воды личинки сразу подвергаются резкой смене состояния окружающей среды в зависимости от характера поверхностного слоя почвы. Разложенные на влажной почве личинки, лишенные обычной способности передвижения - плавания, начинают «ползать».
В зависимости от условий влажности среды «ползание» может продолжаться от 15 до 50 мин, за это период личинка успевает преодолеть наибольшее расстояние от 0,5 до 1 м, оставляя после себя хорошо заметный след в виде множества кривых пересекающихся бороздок.
При просушке непосредственно после обнажения от воды дно рисового поля представляет собой вязкую поверхность жидкого ила, уплотняющегося по
мере высыхания. Личинка, «ползающая» в иле, постепенно увязая, погружается все глубже и наконец становится совершенно незаметной с поверхности, как бы зарываясь в ил. Это состояние мы назвали «замуровыванием личинок».
Процесс замуровывания происходит не только за счет утопления личинки, но и благодаря ее биологической черте - активному зарыванию.
Чем скорей попадается вода после замуровывания личинки, тем быстрее она освобождается от частиц почвы и к ней возвращается полная жизнеспособность. Через 7-9 ч пребывания в замурованном состоянии личинки нередко могут быть возвращены к жизни.
Куколки. На рисовых полях в наших опытах вылет из куколок, находящихся вне воды, может продолжаться в течение 26-60 ч при условии средней затененности стации (табл. 2).
Таблица 2
Гибель личинок и куколок на участках, покрытых нитчатками
II и III стадии IV стадия Куколки/имаго
Контроль, 100 80 50/0
ч Живые, Погибшие, Живые, Погибшие, Живые, Погибшие,
экз. % экз. % экз. %
6 100 0 80 0 36/10 8
12 91 9 76 5 42/2 12
22 45 55 14 83 24/2 48
33 24 76 8 90 18/2 60
46 4 96 3 96 0/4 92
60 0 100 1 99 0/1 98
65 0 100 0/0 100
При пребывании куколок на высыхающем поле и быстро увеличивающейся сухости окружающего воздуха возможен выплод только из созревших куколок, как показывает следующий эксперимент: одновременно положили по 50 куколок, взятых из одного рисового участка, на влажную почву и в садок, опушенный в воду. Через 20 ч в садке выплод дали 43,2 %, а на усыхающем поле - 31,4 %. Таким образом, ускорения выплода при усушке не оказалось.
К оценке предела жизнестойкости водных стадий Anopheles hyrcanus Pall. При тесном контакте личинок и куколок с почвой ее состояние - влажность, а в известных границах и температура - играют главную роль в их гибели. Поэтому срок усушки не может определить предела жизнестойкости, так как этим игнорируются условия, в которых происходит высыхание.
Необходимо учесть основной действующий фактор - влажность почвы и ввести в качестве критерия не время прохождения усушки, а единицу скорости потери почвой влажности - отношение влажности ко времени.
При данной скорости высыхания почвы срок гибели личинок будет пределом жизнеспособности в каждом отдельном случае.
Предел жизнестойкости определяется по формуле
Аё
V = К —, где V - предел жизнестойкости (срок гибели личинок, ч); K - коэффициент выживаемости, %;
Аё
Вл - влажность почвы, %; t -время, ч; — - скорость влагопотери почвой (скорость высыхания почвы).
Выводы
1. Выживаемость водных стадий Anopheles hyrcanus Pall. непосредственно зависит от влажности почвы.
2. Личинки, прошедшие 20-часовую усушку, нежизнеспособны.
3. Значительная часть личинок, перенесших 20-часовую усушку, гибнет непосредственно при соприкосновении с водой.
4. При подсыхании поверхности почвы «зарывшиеся» личинки оказываются замурованными и при затоплении не могут всплыть.
5. Замуровывание личинок и их нежизнеспособность позволяют устанавливать срок перерыва, несколько меньший предела выживаемости.
6. Так как часть куколок может давать выплод и после спуска воды, рациональнее устанавливать перерыв, не допуская развития личинок до куколок.
7. Предел жизнестойкости определяется скоростью просыхания почвы.
8. При широком введении метода прерывистого орошения в условиях полного обезвоживания всех прочих заболоченностей рисовые поля, «стягивающие» к себе комаров, являются новым мощным средством борьбы с комарами рода Anopheles, выполняя для них роль своеобразных «ловушек».
Поступила в редакцию_
9. Осуществлять перерыв таким образом, чтобы почва находилась возможно больший период под действием солнца, что увеличит скорость просушки, так как ночью скорость высыхания чрезвычайно падает.
Литература
1. Волик Г.Н. Кровососущие комары (Diptera, Culicidae) в Кизлярском районе Дагестана // Тр. Всесоюз. науч.-исслед. ин-та вет. санитарии. 1967. 28 с.
2. Исмаилов Ш.И. Влияние гидрорежима на численность и видовой состав кровососущих комаров низменности Дагестана // Материалы науч. сессии энтомологов Дагестана. Махачкала, 1988. С. 13-15.
3. Влияние изменений экологических условий на фауну кровососущих комаров Баку и Апшеронского полуострова / Г.А. Багиров [и др.] // Медицинская паразитология и паразитарные болезни. 1986. № 1. С. 16-18.
4. Гаджиева С.С. Распределение преимагинальных фаз малярийных комаров по биотопам с гидрологической характеристикой водоемов и их зарастанием в условиях Дагестана // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. 2006. № 9. С. 49-54.
5. Даудова Р.Д. Влияние температуры воды на продолжительность развития личиночных стадий Anopheles macu-lipennis Mg. в условиях Дагестана // Шаг в науку : сб. аспирантских и преподавательских научных статей и сообщений. Ч. 1. Махачкала, 2001. С. 30-32.
27 февраля 2008 г.
