Европейские степи, на территории которых находится Ростовская область, благодаря богатым природным ресурсам исторически интенсивно использовались людьми. Их деятельность привела к коренному изменению природы степных экосистем, и к настоящему времени эти степи стали наиболее трансформированным ландшафтом страны. Это негативно сказалось на их биоразнообразии, устойчивости экосистем, ресурсах природы. Произошли и продолжаются качественные и количественные изменения в биоразнообразии [7].

Современный растительный покров степной зоны - поля хлебных злаков, подсолнечника, разделенные линиями искусственных лесополос. От нетронутой степи остались лишь небольшие участки. Чаще всего под степью сейчас понимают не целину, а залежь, т.е. участок земли, исключенный из хозяйственной деятельности человека. На таком поле сначала появляются только сорные растения, а затем с каждым годом в травостое все больше и больше начинают появляться растения, характерные для степи. Если участок будет предоставлен самому себе, постепенно он превратится в настоящую целину, практически неотличимую от девственной степи. Так протекает процесс естественного остепнения [2].

Результаты исследований предыдущих годов показали, что на залежных участках в зависимости от времени остепнения угодий происходит смена растительных сообществ с увеличением видового разнообразия от сорных растений к типичным степным сообществам. Этот процесс влечет за собой увеличение численности всех исследуемых групп мелких членистоногих - почвенных клещей и ногохвосток [10, 11, 12].

Цель настоящих исследований - выявить закономерности сезонной динамики  комплекса микроартропод  (клещей и ногохвосток) на залежных участках каштановых почв юго-восточных районов Ростовской области.

           Объекты и методы исследований. В 2014 г. для учета численности микроартропод на территории юго-восточных районов Ростовской области отбирались образцы почвы металлической рамкой объемом 125 см3 в 15-кратной повторности на глубину 0-20 см. Экстракция микроартропод проводилась по методике Балога (1958) [14] без электрического обогрева в течение 7 дней. Разбивка на группы и подсчет проводились под бинокуляром МБС-1.

Район исследований относится к сухостепной зоне юга Европейской территории России и находится на равнинной территории западных склонов Южных Ергеней. Сухостепная зона только в Южном федеральном округе России занимает около 5575 тыс. га.

Основная черта почвенного покрова зоны каштановых почв - комплексность почвенного покрова и растительности.

Каштановые почвы сухих степей формируются под влиянием ксерофитной растительности, покров которой изреженный и низкорослый со степенью покрытия около 50-70 %. Для настоящих степей Приазовья запас фитомассы составляет 130-140 ц/га, в сухих степях - меньше 100 ц/га, а для сухих солонцеватых степей - 39-59 ц/га [8]. Ежегодный прирост также в 2,5-3 раза меньше, чем в настоящих степях. В структуре фитомассы преобладают подземные органы. Запасы мортмассы в степях близки к запасам фитомассы.

Формирование комплексности почвенного покрова - характерная черта почв сухих степей [3, 9]. Основные причины комплексности: микрорельеф, различный характер увлажнения и солонцового режима, солонцеватость почв, вынос землероями на поверхность засоленного грунта и, как следствие, пятнистая неоднородность почв и растительности. Как правило, основные составляющие пятнистого комплекса следующие: каштановые обычные почвы, каштановые солонцы, лугово-каштановые почвы [9].

Гумус определяли по методу Тюрина (в модификации Симакова) [1, 6].

Результаты и их обсуждение. В каштановых почвах в горизонте профиля 0-20 см сформировался специфический комплекс микроартропод, среди которых большинство групп клещей и ногохвосток, по характеру питания являясь сапрофагами, несомненно, играют важную роль в круговороте веществ, влияя на продуктивность агроценоза [2].

В результате проведенных исследований было выявлено, что наибольшая численность микроартропод (тыс. экз./м2) наблюдалась в мае - в залежах на территории Пролетарского  и Мартыновского районов - 68,5 и 60,2, в том числе панцирных клещей - 22,3 и 9,7, гамазовых - 28,0 и 30,2, клещей акароидно-тромбидиформного комплекса - 1,5 и 0,7, ногохвосток - 15,2 и 17,1, прочих беспозвоночных - 1,5 и 2,5 (табл. 1). 

                                                                                                                               Таблица 1

Численность микроартропод (тыс. экз./м2) на залежных участках (Орловский, Зимовниковский, Мартыновский, Пролетарский районы, май 2014 г.)

 Исследование вертикального распределения микроартропод по почвенному профилю на глубину 0-20 см показало, что основная масса мелких членистоногих (> 60 %) была сосредоточена в горизонтах 0-10 см в течение вегетационного периода. Это объясняется тем, что в этом почвенном горизонте сосредоточена основная масса корневых систем многолетних трав.

В осенний период отмечено постепенное снижение численности панцирных  клещей и клещей акароидно-тромбидиформного комплекса с увеличением глубины. Максимальная численность у гамазовых клещей наблюдалась в слое 10-15 см. Для ногохвосток и прочих беспозвоночных отмечен всплеск численности в слое 0-5 см.

К осени (сентябрь) численность микроартропод снижалась. Наибольшая численность микроартропод (тыс. экз./м2) наблюдалась также в залежах на территории Пролетарского  и Мартыновского районов - 50,0 и 49,9, в том числе панцирных клещей - 11,3 и 7,3, гамазовых - 26,1 и 25,1, клещей акароидно-тромбидиформного комплекса - 1,5 и 0,8, ногохвосток - 10,1 и 14,6, прочих беспозвоночных - 1,0 и 2,1 (табл. 2).

Таблица 2

Численность микроартропод (тыс. экз./м2) на залежных участках (Орловский, Зимовниковский, Мартыновский, Пролетарский, Дубовский, Заветинский районы,

сентябрь 2014 г.)

В силу своих физических особенностей (таких как высокий уровень смертности и быстрое наращивание численности) мелкие членистоногие наиболее чутко и быстро реагируют на изменение гидротермического и химического состава почв [10, 13]. Так, в осенний период (сентябрь) наблюдается резкое снижение численности микроартропод, а также количества особей ногохвосток из-за высоких температур и низкой влажности почвы в пахотных горизонтах [4, 5].

Содержание гумуса в мае в исследуемых районах области было максимально в Мартыновском и Пролетарском районе, что согласуется с максимальным количеством микроартропод в данных почвах (табл. 3). Мелкие членистоногие (клещи, ногохвостки) вместе с микрофлорой ускоряют процесс минерализации благодаря их способности захватывать с пищей минеральные частицы, что делает микроартропод важными почвообразователями.

                                                                                                                           Таблица 3

Содержание гумуса на залежных  участках юго-восточных районов Ростовской области,

(Орловский, Зимовниковский, Мартыновский, Пролетарский районы, май 2014 г.)

К осени содержание гумуса в исследуемых почвах несколько увеличивалось, что связано с поступлением органики в почву. Максимальное содержание гумуса наблюдалось в Пролетарском и Мартыновском районах (табл. 4).

                                              Таблица 4

Содержание гумуса на залежных  участках юго-восточных районов Ростовской области,

 (Орловский, Зимовниковский, Мартыновский, Пролетарский, Дубовский, Заветинский районы, сентябрь 2014 г.)

Выводы

1. На протяжении всего периода исследований численность микроартропод была максимальна в  почвах залежных участков с наибольшим содержанием гумуса Пролетарского и Мартыновского районов области.

2. Численность микроартропод снижается к осени, а содержание гумуса несколько увеличивается, что связано с поступлением органики в почву. Снижение биологической активности  в каштановых почвах в осенний период скорее всего связано с почвенно-климатическими факторами - температурой и влажностью почвы.

3. Таким образом, исследуемые залежи характеризуются прогрессирующими процессами естественного остепнения, с чем связаны формирование и сезонная динамика комплекса исследуемых микроартропод в зависимости от почвенно-климатических условий.

Исследования выполнены в рамках проекта ЮФУ 213.01-2014/007 на оборудовании ЦКП «Высокие технологии» ЮФУ при финансовой поддержке государства в лице Минобрнауки России, проект RFMEFI59414X0002.                                       

Рецензенты:

Безуглова О.С., д.б.н., профессор кафедры кафедра почвоведения и оценки земельных ресурсов Минобрнауки России, Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южный федеральный университет», г. Ростов-на-Дону;

Денисова Т.В., д.б.н., профессор кафедры экологии и природопользования Минобрнауки России, Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южный федеральный университет», г. Ростов-на-Дону.