МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗОЛЬНОГО СОСТАВА ПОЧВЕННЫХ животных

Л. Д. Покаржевский

Исследования зольного состава почвенных животных и их пи­щи теснейшим образом связаны с проблемами приспособляе­мости организмов к почвенно-химическим условиям, сукцесси­онных изменений в биогеоценозе, средопреобразующей деятель­ности животных и роли организмов в круговороте вещества в биогеоценозе.

С точки зрения эволюции живого вещества химический эле­ментарный состав организмов, в том числе и насекомых, интен­сивно изучался с 20-х годов нашего столетия в Биогеохимиче­ской лаборатории АН СССР под руководством академика В. И. Вернадского (работы А. П. Виноградова, X. Г- Виногра­довой-Томашевской, Т. Ф. Боровик-Романовой). Классическим в этой области изучения живого вещества является труд акаде­мика А. П. Виноградова «Химический элементарный состав организмов моря». Сведения о зольном составе насекомых можно также найти в других работах отечественных и зару­бежных авторов (Кузнецов, 1948; Войнар, I960; Пономаренко и др., 1974; Uvarov, 1929; Clark, 1957; Reichle et al., 1967, 1969).

Изучение роли животных в биогеоценозах (и в первую оче­редь почвенных животных как агентов почвообразования) по­влекло за собой исследования роли животных в миграции и кругообороте зольных элементов. Пионерными в этой области следует считать работы Н. А. Димо (1916), С. И. Пономаревой (1948) и М. С. Гилярова (1957). Влиянию почвенных животных на миграцию химических элементов в биогеоценозе-посвящены многие работы (Соколов, 1957; Абатуров, 1966; Малоземова, Корума, 1973; Jakubczyk et al., 1972; Gaspar, 1972). Имеется большое количество исследований по накоплению и миграции радиоактивных изотопов, многие из которых в биогеоценозе ана­логичны важнейшим химическим элементам. Есть работы и по почвенным животным (Передельский и др., 1960; Krivolutsky et al., 1972; Crossley, 1963; Reichle, Crossley, 1967, и др.). Одйако до сих пор остается в тени изучение роли животных в 'миграции нерадиоактивных химических элементов (в том числе и биоло­гически необходимых), таких, как фосфор, сера, калий, кальций и др.

248

сколько роль почвенных животных в накоплении и миграции химических элементов велика по сравнению с другими живот­ными:

Такие важные потребители опада, как кивсяки, при числен­ности 100 особей-на 1 м² могут только с линьками возвратить в почву до 60 кг кальция (рассчитано по Бызовой, 1970). Несом­ненно, что столь активное участие почвенных животных в ми­грации зольных элементов требует большего внимания, так как почвенные животные влияют, по-видимому, в первую очередь на скорость возврата химических элементов из подстилки в почву.

Прежде чем перейти к освещению методов определения хими­ческих элементов в иочвенных животных, необходимо дать ха­рактеристику химических Элементов и порядок их концентрации в почвенных животных.

Зольность почвенных животных в большей мере зависит от содержания кальция. У насекомых и их личинок она колеблет­ся от 3 до 12%, у пауков составляет 4%, у хилопоД — 7%, каль- кофильных изопод и диплопод—30—40% и в раковине моллю­сков достигает 83% (Edwards, Reichle, Crossley, 1970). Основу золы составляют кальций, калий, магний, фосфор, натрий, крем­ний, сера. Это так называемые «макроэлементы». Содержание' их в животных равно 10^-2— 10% от сухого веса. Железо, медь, марганец, алюминий, бор, молибден, кобальт, никель, иод, бром, цинк, литий, цезий, рубидий, стронций, барий, ванадий, хром, свинец, фтор, мышьяк носят общее название «микроэлементы» и встречаются в животных в концентрациях 10~⁵— 10^-3%. Необ­ходимо отметить, что многие микроэлементы входят в состав промышленных отходов и загрязнений. Порядок концентрации других элементов в животных пока точно не определен, а всего в животных встречается 66 элементов (Ковальский, 1971).

Влияние недостатка или избытка различных химических эле­ментов в питании животных в природных условиях рассматри­валось только на сельскохозяйственных животных и микроорга-

,0 Заказ № 4572

249

•низмах в связи с эндемическими заболеваниями и изучением биогеохимических провинций (Виноградов, 1949; Войнар, 1960; Ковальский, 1974). Почвенные животные в этом отношении практически не изучены.

Методы определения химических элементов зависят от коли­чества элемента в пробе и его аналитических свойств.

Одной из важнейших частей работы то определению зольно- >го состава биологических материалов является подготовка про- бы к анализу. Собранный для химических анализов материал должен быть тщательно очищен от примесей. Кишечники бес­позвоночных должны быть очищены от содержимого. Это до­стигается или выдерживанием животных без пищи во влажной ткани в течение двух суток или, по методу Буше, проталкива­нием капроновой лески с оплавленным концом через пищевод (дождевые черви, личинки щелкунов).

бумагой, а затем переносят в почвенные стаканчики.

При подготовке проб к определению микроэлементов мате­риал собирается и сушится в пакетах из пергамента, кальки или в пластмассовых стаканчиках, так как другие материалы за­грязняют подготавливаемые пробы (Зырин и др., 1971). Фикси­рованные материалы использовать не следует. Высушивание и озоление лучше проводить сразу после сбора животных и опре­деления их видовой принадлежности. Пробы можно сушить и при температуре 50°С, но это удлиняет время сушки. При 105°С постоянный вес пробы величиной 200 ім-г живого веса достига­ется примерно через 6 часов. Не следует применять температу­ру выше 105°С. Перед взвешиванием пробы охлаждают в экси­каторе, на дно которого ставят бюкс с хлористым кальцием или гранулированной щелочью. •

Для определения^ макроэлементов достаточны навески 50— 100 мг сухого веса, для имаго насекомых в 2—3 раза больше. Озоление проб ведется сухим или мокрым способом. Сухое озоле­ние в муфельной печи ведется при температуре не выше 450°С (Стриганова, см. статью в наст, сб.) до получения светлой золы в фарфоровых или платиновых тиглях. Однако в фарфоровых тиглях при долгом, использовании происходит приплавление ча­стиц золы к глазури, в результате чего тигль, становится непри­годным для использования.

Мокрое озоление ведется в смеси концентрированных кислот (азотной и серной) или в серной концентрированной кислоте. При определении фосфора нередко пользуются мокрым озоле-

250

ниєм в кипящей (203° С) 70%-ной хлорной кислоте, которая гидролизует органические соединения. Однако при мокром озо­лении опасно загрязнение проб примесями в реактивах. Пожа­луй, лучшим является озоление по методу Г. Я. Ринькиса. Про­бу обугливают в течение 15—'20 мин. в муфельной печи или па мощной электроплитке при температуре 400° до прекращения

Рис. 1. Установка Ринькса для озоления проб (по Лебедеву, Усовичу, 1969)

/ — колба со шлифом;

2 — тигль с пробой;