ЭКЛЕКТОРНЫЕ МЕТОДЫ

Наиболее распространенными способами изучения численности почвенных микроартропод следует признать методы «автомати­ческой выборки» членистоногих из проб почвы. Эти методы осно­ваны на общей, свойственной всем почвенным обитателям осо­бенности— уходе вглубь при подсыхании верхних горизонтов почвы.

31

Рис. 1. Эклектор Тульгрена (Л) и эклекгор Трегорда (Б)

/ — источник назревания; 2— пробы на еже; S—воройка; 4— сосуд с фиксирующей жидкостью; 5 —цилиндр из жести; 6 — наружная воронка с водой; 7—термометр

Рис.

/ — источник нагрева; 2 — металлический резервуар с водой; 3 —воронка с ситом и про­бой (4); 5 — сосуд с фиксирующей жидкостью Рис. 3. Двойная воронка Макклюра

/ — нижняя воронка; 2 — верхняя воронка; 3 — металлическая трубка с отверстием, ве­дущая к пламени паяльной лампы, 4— основное енто; 5 — дополнительное сито; 6 — сосуд с фиксирующей жидкостью

погруженной в воду, подогреваемую керосиновой лампой. При этом он не ставил целью провести количественный учет. Недостатком его прибора было подогревание образца почвы снизу. При таком подогреве мигрирующие в глубь подсыхающей пробы почвы чле­нистоногие попадают в более теплый и сухой нижний слой почвы, могут в нем застрять и погибнуть. В результате они остаются не­учтенными. Но так как принцип сбора микроартропод методом «автоматической выборки» был предложен Берлезе, эклекторы принято называть «воронками Берлезе — Тульгрена». Использо­вание подогрева пламенем керосиновой, бензиновой или газовой горелки не всегда возможно в полевых условиях, поэтому метод был неоднократно модифицирован. Простой, но мало производи­тельный прибор был сконструирован Краусе (рис. 2). В этом приборе подогревание пробы происходит от специального бачка с нагреваемой водой, расположенного над пробой.

Для работы в полевых условиях Мак-Клюр (McClure, 1935) предложил использовать тепло от паяльной лампы. К металличе­ской воронке, в которую вставлено сито с трубкой, вплотную подходит широкой стороной другая металлическая воронка, снаб­женная слепой трубкой с отверстиями, ведущей к горелке. Ток горячего воздуха быстро подсушивает пробу, что, как писал ав­тор прибора, за 15—20 мин. позволяет изгнать из пробы свыше 90% мелких членистоногих. Устройство воронки Мак-Клюра изображено на рис. 3. Однако полнота выгонки им явно преуве­личена.

Для работ в экспедиционных условиях удобны батареи эк- лекторов, над которыми располагается металлический резервуар с плоским дном, нагреваемый керосинкой, предложенные Мак- федьеном (Macfadyen, 1953).

В нашей лаборатории применяется разборный аппарат та­кого же типа, в котором нагревается не резервуар с водой, а располагаемый над пламенем складной лист из оцинкованного железа (рис. 5). Эта конструкция удобна тем, что обеспечивает постоянный ток нагретого воздуха над образцами почв, что уско­ряет подсушивание образца сверху.

В экспедиционных условиях хорошие результаты может да­вать и сушка под открытым небом, особенно в солнечные дни. Выставленные на солнце эклекторы необходимо снабдить фанер­ными щитами, защищающими установку от ветра, и накрывать сверху в случае дождя (Гиляров,1949).

В помещении можно пользоваться и воронками Берлезе — Тульгрена без специальных источников нагревация, при медлен­ном подсушивании образца за счет испарения, идущего быстрее ^с верхней поверхности пробы. В этом случае особенно пригодны приборы Балога — Локши, в которых металлические воронки за­менены четырехгранными воронками из плотного гладкого кар­тона или бумаги (Balogh, 1958) (рис. 6). Авторы этой модифика­ции прибора используют квадратные сита площадью 10Х 10 см², 2 Заказ № 4572

33

Рис 4 Походная установка с эклекторами

/—крышка ящика с вмонтированной внутри лампочкой 2 — воронки, 3 — откидная ниж ияя часть стенки

Рис. 5. Экспедиционная установка лаборатории почвенной зоологии

Круглый сборный лист оцинкованного железа, устанавливаемый над воронками с проба ми, не изображен

бумажные воронки имеют чуть большее квадратное основание Преимущество бумажных (картонных) пирамидок в том, что на их внутренних стенках не конденсируются капли воды, к кото­рым прилипают попадающие в воронку животные, как бывает во многих вариантах таких приборов с воронками из стекла или металла

Конические воронки из листов тонкого эластичного гладкого картона автор настоящей статьи использовал при своих иссле­дованиях в Ферганском хребте, свертывая воронки «фунтиком» с верхним диаметром около 30 см (диаметр вставленного сита 25 см), при резко сужающейся форме конуса

При исследовании фауны подстилки такие аппараты без по­догрева позволяют полнее выявить все группы микроартропод, особенно группы более тонкопокровных клещей и их преимаги- нальных стадий, как это показали еще старые работы (Tragardh, Forsslund, 1932)

В большинстве же современных моделей предусмотрено на­гревание с помощью либо электрических лампочек (25—40 вт), либо спиралью из проволоки с высоким сопротивлением (Ford, 1937) Последний способ позволяет исключить фототактические реакции, только отрицательный термотаксис и положительные гигро- и геотаксисы влияют на выгонку микроартропод из иссле­дуемого образца

Некоторые авторы много внимания уделяли созданию конт­ролируемого градиента влажности в эклекторе; построенные по 34

такому принципу установки (Macfadyen, 1962, и др ) применимы] только в стационарных лабораторных помещениях—-—

Макфедьен (Macfadyen, 1962) разработал и модели эклекто- ров с высоким градиентом температуры, создаваемым между верхним слоем исследуемой пробы почвы, обращенным к источ нику нагревания, и нижним, прилегающим к ситу Пробы почвы представляют вырезанные из почвенного слоя ненарушенные монолиты Высокий градиент достигается не только нагреванием

поверхности пробы почвы сверху, но и ее охлаждением снизу — воронки охлаждаются током воды

По данным Макфедьена, уловистость для разных групп в эклекторах с высоким градиентом температуры выше, чем в обычном эклекторе Тульгрена, в 4—35 раз’

Недостаточно'освещен вопрос о том, как помещать пробы на сито Большинство почвенных зоологов считает целесообраз­ным помещать вырезанный ненарушенный блок п-очвы таким об­разом, чтобы сохранить естественную ориентацию слоев И дей­ствительно, при анализе таких блоков (площадью 10X10 см², глубиной 5 См) удавалось установить высокую численность поч­венных микроартропод (Гиляров, 1942, 1947)

Нередко же, особенно при работе с фауной почв полевых земель или более сухих и слабоструктурированных почв, ре­комендуют распределять объем пробы по поверхности сита более или менее равномерным слоем, размельчая крупные комки

Сравнение обоих способов помещения проб на сито показы­вает, что некоторые виды лучше улавливаются, если пробы не нарушены, некоторые — при равномерном размещении пробы по ситу (Macfadyen, 1953, Balogh, 1958, и др )

При выгонке микроартропод из очень сухой почвы рекомен­дуется пробу, находящуюся в целлофановом мешке, в пакете пергаментной бумаги или в бюксе сперва увлажнить, подер­жать в увлажненном состоянии около 2 суток и лишь потом по­мещать на сито эклектора.

2»

35

Подготовка эклектора к работе состоит в следующем. Сито ставят на лист бумаги, помещают на его сетку пробу почвы, за­тем осторожно переставляют на другой лист бумаги, а просё- ившиеся сквозь ячейки сита частицы почвы осыпают с бумаги на пробу. После этого сито осторожно помещают в воронку и лишь затем подставляют под воронку сосуд с фиксирующей жидкостью.

Ячейки проволочного или капронового сита могут быть раз­ного размера — от 1 до 2 и даже 3 мм, в зависимости от структур­ности почвы. Выгонку продолжают до тех пор, пока не переста­нут попадать в фиксирующую жидкость объекты учета. Под­счет извлеченных из пробы животных производят следующим образом. Круглый складчатый фильтр вставляют в воронку со­ответствующего диаметра и через него профильтровывают фик­сирующую жидкость с попавшими в нее животными. При нали­вании жидкости в воронку с фильтром нужно следить, чтобы жидкость попадала на разные участки фильтра. После'оконча­ния фильтрации фильтр с задержавшимися на нем мелкими Животными расправляют на чашке Петри. Так как обычно .в центре фильтра скапливается больше всего животных и просы­павшейся сквозь ячейки сита эклектора почвы, рекомендуется несколько перераспределить это скопление, капая на него водой.

На расправленном фильтре, лежащем на дне чашки Петри, и подсчитывают животных под бинокуляром или под микроско­пом. Для удобства подсчета фильтр (еще до складывания) сле­дует разграфить на клетки простым (графитным) карандашом.

Метод учета мелких почвенных членистоногих с помощью эклекторов — наиболее распространенный и удобный, им поль­зуются специалисты во всех странах. Но его результативность зависит от влажности исследуемой почвы, от ее сложения и ме­ханического состава, от состава населения почвы и от режима подсушивания — от многих факторов, определяющих интенсив­ность собственных передвижений мелких обитателей почвы. Все эти обстоятельства показывают, что учет этим методом во многом приближается к тем методам, которые могут быть на­званы относительными.

Было сделано несколько попыток разработки методов учета мелких почвенных животных путем отмучивания в растворах поваренной соли (с последующим центрифугированием). Этот метод применяли у нас (Иванов, 1937) и позже в ГДР (Muller, Naglitsch, 1957).

В исследованиях последних авторов пробы объемом 4 см³ помещали в сосуды диаметром 2,5 см, высотой 10 см и залива­ли концентрированным раствором поваренной соли. После 10- минутного встряхивания заткнутых сосудов в качалке их поме­щали на 3 мин. в центрифугу (1500 об. в мин.). Сравнение дан­ных, полученных этим методом, с результатами вьїгонки в во- 36

ронках Тульгрена показало, что количество учтенных особей коллембол при .центрифугировании выше в 4 раза, а клещей — в 10 раз, чем при использовании эклектора.

Центрифугирование образцов почвы, из которых мелкие жи­вотные извлечены подсушиванием, показало, что в воронках Тульгрена в пробах остается больше погибающих особей, чем учитывается при выгонке (Muller, Naglitsch, 1957).

Основные дефекты метода центрифугирования — привя­занность учета к лабораторным условиям, небольшой объем анализируемых проб и его неприменимость при исследовании подстилки, торфянистых почв и вообще почв, богатых расти­тельными остатками. Кроме того, многие организмы при этом методе повреждаются.

Положительная сторона метода — возможность учета и не­подвижных или малоподвижных (например, гипопусы некото­рых клещей, цисты нематод и др.) стадий.

Меньше повреждаются почвенные животные при флотаци­онном методе, когда проба почвы взмучивается в растворе с высоким удельным весом, например, в насыщенном растворе сернокислого магния или хлористого натрия. Этот метод, впер­вые разработанный Леделлем (Ladell, 1936), подвергавшийся многим изменениям, широко используется английскими почвен­ными зоологами. Ниже описывается модификация этого мето­да, разработанная Дж. Солтом (Salt, 1953) и включенная е сводку Мерфи (Murphy, 1962).

Пробу почвы (50 см³), предварительно осторожно вручную размельченную на тарелке, заливают водой с добавкой 50 см⁵ раствора уксуснокислого натра или раствора 50 г фосфорно­кислого натрия и 20 г углекислого натрия в 1 л воды.

37

Рис. 7. Схема установки Солта Обозначения в тексте

кой со вставленной трубкой (9) с краном или зажимом Мора, ведущей к нагнетательному воздушному насосу. В сосуд 6 нали­вают раствор сернокислого магния или поваренной соли, после чего пропускают воздух. Животные (живые и погибшие) при этом всплывают. Через 1—2 мин. после продувания дают осесть тяжелым частицам и через трубку в пробке горловины в со­суде 6 снизу добавляют раствор так, чтобы всплывший мате­риал попадал через носик в широкую стеклянную трубку (10), на конце затянутую мелким мельничным газом, удерживаемым с помощью резинового кольца. Материал переносят в широко­горлую колбу (11), в которую наливают раствор соли. Так как всплывают не только животные, но и остатки растений, что за­трудняет подсчет животных, проводят отделение несмачивае- мых водой членистоногих от смачиваемых растительных остат­ков, наливая на поверхность воды немного керосина. Раствор продувают через стеклянную трубочку. Мелкие членистоногие переходят в слой керосина, в котором их и подсчитывают (от­фильтровав на фильтре, как при учете эклекторным методом).

Мокрицы, многоножки, личинки многих двукрылых этим методом учтены быть не могут, так как их покровы плохо сма­чиваются керосином и другими маслами.

Специальное сравнение флотационного метода и эклектор- ного (Satchell, Nelson, 1962) показало, что при изучении фауны лесных почв с зернистым сложением (муль) оба метода одина­ково уловисты в отношении клещей, а почвы с мелкозернистым

38

гумусом (модер) целесообразнее исследовать флотационным методом, так как он позволяет выявить в 1,5—3 раза больше животных, чем эклекторный Такие формы, как скутакариды, лучше учитываются при флотации, а многие орибатиды — эк-

Рис. 8. Плексигласовый куб Аукампа — Рейка с выдвигающимся внутренним стеклом

Рис. 9. Штатив (1) с вращающимися кубами Аукампа — Рейка (2), приводи­мый в движение вращением ручки (3)

Эванс (Evans, 1950) находил, что оба метода примерно рав­ноценны при учете коллембол и гамазовых клещей; орибатиды лучше улавливаются эклектором, а тромбидииды — флотацией; протуры лучше учитываются флотацией (Raw, 1956). Для уче­та симфил тоже рекомендуется флотационный метод, несколько модифицированный (Edwards, Dennis, 1962). А. Макфедъен (Macfadyen, 1953) нашел, что в общем уловистее эклекторный метод.

Сложность подготовки образцов почвы для флотационного анализа, необходимость проведения работы в стационарных лабораторных исследованиях и трудоемкость флотационного метода приводят к тому, что им пользуются в основном на спе­циально оборудованных станциях, а широкое распространение имеет метод «автоматической выгонки».

Новый принцип извлечения микроартропод из почвы Пред­ложили южноафриканские зоологи (Aucamp, Ryke, 1964). Со­суд из плексигласа в форме куба (іОх 10X10 см³) имеет встав­ляющиеся в пазы внутренние ложные стенки — легко вынима­ющиеся плексигласные или стеклянные пластинки (рис. 8). Стороны этих пластинок, обращенные внутрь сосуда, покрыва­ют тонким слоем вазелина или ланолина. Сосуд плотно закры­вается плоской крышкой с резиновой прокладкой так, что из закрытого сосуда вода просачиваться не может. Пробу почвы заливают 5-кратным количеством воды, затем после расплыва-

39

ния и размельчения комков взвесь наливают в сосуд и плотно закрывают крышкой. Сосуд помещают во вращающееся устройство (рис. 9) так, чтобы взвесь омывала при вращении сосуда пленку жира, нанесенную на пластинку. Через 10 мин. вращения сосуды открывают, вынимают вставленные пластин­ки и подсчитывают на них (под бинокуляром) членистоногих. Для удобства подсчета на пластинке процарапывается сеть по­лосок, делящих ее поверхность на клетки. С покрытой вазели­ном поверхности пластинки перед подсчетом осторожно смыва­ют детрит и песчинки.

Найденных членистоногих для дальнейшего определения переносят препаровальной иглой в четыреххлористый углерод, а затем монтируют в спирте с глицерином.

Новые установки для вращения сосудов с «жирными плен­ками» изготовляются в расчете на 16 сосудов. Уловистость ме­тода (при подсчете определенного числа выпущенных экзем­пляров) для разных членистоногих 80—100%.

Сравнение с данными эклекторного учета (Aucamp, 1967) показывает, что при работе с сухими почвами уловистость большинства групп клещей (кроме акаридиевых) выше при применении метода «жирной пленки».