УДК 574.2

Биология/Зоология

к.б.н. С. Б. Чачина

Омский государственный технический университет, г. Омск,Россия

Омская государственная медицинская академия, г. Омск,Россия

К.б.н. Е.В. Голованова

Омский государственный педагогический университет, г. Омск, Россия

Влияние нефти и бактериального препарата «Байкал-Эм» на репродуктивный потенциал дождевых червей (Eisenia fetida (Savigny, 1926)) . Возможности использования использования дождевых червей для ререкультивации нефтезагрязненных почв.

В литературе встречаются противоречивые данные о роли дождевых червей и микроорганизмов в разложении нефти. Так В. В. Смольниковой с соавт. доказано увеличение степени разложения нефти при внесении дождевых червей по сравнению с механическим перемешиванием [1]. Актуальность и недостаточная изученность данных проблем послужила предпосылкой для настоящего исследования.

Цель работы: исследование влияния жизнедеятельности дождевых червей и микроорганизмов препарата «Байкал ЭМ» на степень разложения нефти в почве, а также экологических особенностей навозных червей при обитании на загрязнённом субстрате.

Новизна работы. Впервые выявлена высокая эффективность разложения нефти навозными червями и комплексом микроорганизмов препарата «Байкал ЭМ». Установлено повышение степени очищения почвы червями при внесении микробиологического препарата.

Практическая значимость. Результаты исследований могут быть использованы при разработке методов биологической рекультивации нефтезагрязненных почв.

Материал и методы исследования

Материалом для настоящей работы послужили экспериментальные исследования, проведённые на базе лаборатории физической химии ОмГТУ, в период с октября 2012 по февраль 2013 г. В вариантах опыта с червями закладывалось по 10 половозрелых особей природной популяции Eisenia fetida (Savigny, 1926). Особенности закладки экспериментов с дождевыми червями описаны в работе Е. В. Головановой с соавт. [2]. Нефть и препарат «Байкал ЭМ» вносились в объёме 10 мл, разведёнными в 100 мл воды на сосуд еженедельно (концентрация нефти составила 0,1 ± 0,04 %).

Анализ содержания нефтепродуктов в почве проводили по утвержденной методике и рассчитывали по формуле «Методика ИК-спектрометрического определения нефтепродуктов в почве» [3].

Результаты исследования

Динамика общей численности. На протяжении исследований во всех вариантах опыта отмечалась положительная динамика численности навозных дождевых червей За первый месяц эксперимента общая численность червей увеличилась в 3,1–4,9 раз. В вариантах с внесением микробиологического препарата интенсивность прироста осталась прежней, и к концу четвёртого месяца число особей на сосуд возрасло в 20,2–24,7 раз по сравнению с исходным количеством. В варианте с внесением нефти к концу эксперимента рост численности приобретает экспоненциальный характер и достигает значения 467/117–1152 особей/сосуд. Несмотря на значительный прирост численности, он не свидетельствует о благополучии популяции, так как всего 2,8 % населения червей в варианте с внесением нефти были представлены половозрелыми особями. Именно прирост числа поясковых люмбрицид говорит о созревании особей, вышедших из отложенных коконов в период воздействия.

Рис. 1. Динамика общей численности дождевых червей

Динамика численности половозрелых червей. увеличение численности происходило в ряду вариантов: нефть, микробиологический препарат, нефть с микробиологическим препаратом (р<0,01). Несмотря на низкие показатели общей численности именно вариант с внесением токсиканта и микробиологического препарата способствовал увеличению выживаемости неполовозрелых особей и их созреванию.

Рис. 2. Динамика численности половозрелых червей

Динамика продуктивности. Откладка коконов червями начиналась с первой недели исследования. Пик продуктивности отмечался на 5-й неделе эксперимента – 1,0–1,3 коконов/половозрелого червя, 11,3–14,0 коконов/сосуд в вариантах с добавлением нефти. Внесение микробиологического препарата при отсутствии токсиканта продлевало пик откладки коконов на три недели (1,9 ± 0,1 коконов/половозрелого червя , 21,5–23,5 коконов/сосуд).

Рис.3. Динамика индивидуальной продуктивности червей

Разложение нефти. В варианте № 6, при внесении в почву нефти, отмечалась концентрация нефтепродуктов в почве – 65,7 г/кг. В вариант №5 мы вносили по 10 мл нефти и 10 мл препарата «Байкал – ЭМ». Концентрация нефтепродуктов в почве снизилась до 35,824 г/кг, что говорит о способности микроорганизмов принимать участие в трансформации нефтепродуктов. В вариант №4 в сосуды с дождевыми червями вносились по 10 мл нефти. В данном варианте отмечено снижение концентрации нефтепродуктов до 2,1 г/кг, что говорит о способности дождевых червей разлагать нефть и перерабатывать ее в органические соединения. В вариант № 3 к дождевым червям мы вносили по 10 мл нефти и 10 мл препарата «Байкал – ЭМ». В данном варианте отмечено снижение концентрации нефтепродуктов до 1,4 г/кг. Полученные результаты говорят о способности микроорганизмов и дождевых червей разлагать нефтепродукты, причем дождевые черви более эффективны при длительном исследовании. Совместное применение дождевых червей с микроорганизмами (метабиоз) способствует практически полному разложению нефтепродуктов в почве (табл. 1,2) .

При сравнительном анализе двухнедельного эксперимента наибольшая эффективность разложения нефтепродуктов отмечена в варианте «Нефть+Байкал+черви» – 71 %. Применение микробиологического препарата показало те же результаты, что и при длительном эксперименте – около 50 % эффективности. Кратковременное использование червей не привело к значительному очищению. В варианте «Нефть» концентрация нефтепродуктов оставалась практически без изменений.

Таблица 1

Содержание нефтепродуктов в почвенном субстрате по окончании эксперимента

Вариант	С, мг/см^3	X, г/кг	Концентрация нефтепродуктов	РН	Эффективность, %
1. Контроль	0,05 ± 0,005	0,31	0	6,12
2. Байкал+Черви	0,020 ± 0,002	0,29	0	6,28
3. Нефть+Байкал+Черви	0,257 ± 0,028	1,71	1,4	6,31	97,8
4. Нефть+Черви	0,36 ± 0,039	2,38	2,1	5,95	96,8
5. Нефть+Байкал	0,008 ± 0,0008	36,13	35,3	5,93	46,2
6. Нефть	1 ± 0,1	65,98	65,7	5,89

Таблица 2

Изменение содержания нефтепродуктов в почве в течение двух недель

Вариант	Концентрация нефтепродуктов 1 неделя	Концентрация нефтепродуктов 2 неделя	Эффек тивность
1. Контроль	0	0
2. Байкал+Черви	0	0
3. Нефть+Байкал+Черви	7,1 ± 0,8	2,1 ± 0,2	71 %
4. Нефть+Черви	5,0 ± 0,6	4,5 ± 0,5	8,8 %
5. Нефть+Байкал	20 ± 2	10 ± 1	48,5 %
6. Нефть	18 ± 2	14 ± 1,5	23,4 %

Заключение

Установлено, что нефть в небольших концентрациях не является веществом токсичным для дождевых червей. При внесении нефти увеличивается откладка коконов до 1,3 кокона/червя, возрастает численность люмбрицид.

Совместное использование нефти и препарата «Байкал» приводит к увеличению доли половозрелых в 1,7 раза.

Микроорганизмы и дождевые черви способны разлагать нефтепродукты. Наибольшую эффективность даёт совместное использование червей и микробиологического препарата (97,8 %). Достаточно эффективным оказывается применение навозных червей (96,8 %), но только при длительном обитании их на загрязнённой почве. Использование микробиологического препарата показало среднюю эффективность (46,2 %).

Рекомендации. Дождевых червей (Eisenia fetida) и микробиологический препарат «Байкал-ЭМ» можно использовать для рекультивации нефтезагрязненных почв. Наиболее эффективно применение комплекса дождевых червей и микроорганизмов.

Литература:

1. Смольникова, В. В. Особенности биоремедиации нефтезагрязнённых почв / В. В. Смольникова, Д. М. Дементьева, М. С. Дементьев // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – 2011. – Т 13, № 1(5). – С. 1219–1221.

2. Голованова, Е. В. Особенности выращивания различных видов дождевых червей в лабораторных условиях / Е. В. Голованова, К. В. Погребная // Труды Зоологической Комиссии. Ежегодник. – Вып. 3 : сб. научн. тр. – Омск : Издатель-Полиграфист, 2006. – С. 8–17.

3. Количественный химический анализ почв. Методика выполнения измерений массовой доли нефтепродуктов в минеральных, органогенных, органо-минеральных почвах и донных отложениях методом ИК-спектрометрии. ПНД Ф 16.1:2.2.22-98 (утв. Госкомэкологией РФ 10.11.1998).