ISSN 1995-4301
(печатной версии)

ISSN 2618-8406
(электронной версии)

Актуальные выпуски:

Выпуск № 3 за 2026 год

Выпуск № 2 за 2026 год

Выпуск № 1 за 2026 год

Выпуск № 4 за 2025 год

Обзор краткого содержания статей


РазвернутьВыбор параметров просмотра



2026 г., № 1
Раздел:
Методология и методы исследований. Модели и прогнозы
УДК: 57.02

Влияние численности популяции Eisenia fetida на рост и продуктивность Lactuca sativa в модельных экосистемах

Т.И. Зюбанова, О.М. Минаева, Е.Е. Акимова, Н.Н. Терещенко
СИБНИИСХиТ-филиал СФНЦА РАН
Использование искусственных экосистем является удобным инструментом для изучения влияния факторов окружающей среды на функционирование различных элементов в модельной системе и взаимосвязи между ними. Повышение их продуктивности может быть связано с введением в них естественных редуцентов (дождевых червей), которые изменяют качественный и количественный состав почвенной микробиоты, ускоряют процессы минерализации органических отходов, увеличивают супрессивную активность субстратов, положительно влияют на рост и развитие растений. В ходе лабораторных экспериментов установлено влияние биотического фактора (популяции дождевых червей Eisenia fetida) на продуктивность модельной системы (биомасса растений салата). Дождевых червей вносили в количестве 6, 12, 25, 37 и 62 особей/кг субстрата (торф и 10 % навоза крупного рогатого скота). В конце эксперимента измерены высота каждого растения, площадь листьев, биомасса (свежая и сухая), содержание фотосинтетических пигментов и параметры фотохимической активности фотосистемы II; учтено количество и масса дождевых червей, количество коконов, а также выход копролита. Установлено, что дождевые черви успешно размножались во всех микрокосмах, увеличивая свою популяцию. Численность популяции дождевых червей в микрокосме влияла на вегетативный рост и физиологические и биохимические параметры и продуктивность растений салата, а также коэффициенты фотохимического тушения. Влияние численности популяции дождевых червей на продуктивность модельной системы имело классическую экологическую форму и описано кривой оптимума (закон толерантности Шелфорда). Максимальная продуктивность растений и вегетативный рост достигались при 25 и 37 дождевых червях/кг субстрата. Эти данные могут быть экстраполированы на естественные элементы биосферы и использованы для создания искусственных экосистем и повышения продуктивности тепличных систем.

Ключевые слова: дождевой червь, латук, микрокосм, фотохимическая активность фотосистемы, фотосинтез, продуктивность, закон толерантности Шелфорда

Развернуть Список процитированных источников

1. Nelson M., Pechurkin N.S., Allen J.P., Somova L.A, Gitelson J.I. Closed ecological systems, space life support and biospherics // Environmental Biotechnology. Handbook of Environmental Engineering. V. 10 / Eds. L.K. Wang, V. Ivanov, J.-H. Tay. New York: Humana Press, 2009. P. 517–565. doi: 10.1007/978-1-60327-140-0_11

2. Somova L.A., Pisman T.I., Pechurkin N.S. Simple artificial ecosystems for environmental objectives // Vestnik Rossijskoj akademii nauk. 2018. V. 88. No. 1. P. 72–78 (in Russian). doi: 10.7868/S0869587318010097

3. Haanes H., Hansen E.L., Hevrøy T.H., Jensen L.K., Gjelsvik R., Jaworska A., Bradshaw C. Realism and usefulness of multispecies experiment designs with regard to application in radioecology: a review // Sci. Total Environ. 2020. V. 718. Article No. 134485. doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.134485

4. Pechurkin N.S. The biogeochemical principles of Vernadsky as the basis for a new field of science – biospherics // J. Sib. Fed. Univ. Biol. 2008. V. 1. No. 3. P. 189–193.

5. Fründ H.C., Butt K., Capowiez Y., Eisenhauer N., Emmerling C., Ernst G., Potthoff M., Schädler M., Schrader S. Using earthworms as model organisms in the laboratory: recommendations for experimental implementations // Pedobiologia. 2010. V. 53. P. 119–125. doi: 10.1016/j. pedobi.2009.07.002

6. Blouin M., Hodson M.E., Delgado E.A., Baker G., Brussaard L., Butt K.R., Dai J., Dendooven L., Peres G., Tondoh J.E., Cluzeau D., Brun J.J. A review of earthworm impact on soil function and ecosystem services // Eur. J. Soil Sci. 2013. V. 64. P. 161–182. doi: 10.1111/ejss.12025

7. Scheu S. Effects of earthworms on plant growth: patterns and perspectives // Pedobiologia. 2003. V. 47. No. 5–6. P. 846–856. doi: 10.1078/0031-4056-00270

8. Van Groenigen J.W., Van Groenigen K.J., Koopmans G.F., Stokkermans L., Vos H.M.J., Lubbers I.M. How fertile are earthworm casts? A meta-analysis // Geoderma. 2019. V. 338. No. 1. P. 525–535. doi: 1016/j. geoderma.2018.11.001

9. Jana U., Barot S., Blouin M., Lavelle P., Laffray D., Repellin A. Earthworms influence the production of above- and belowground biomass and the expression of genes involved in cell proliferation and stress responses in Arabidopsis thaliana // Soil Biol. Biochem. 2010. V. 42. No. 2. P. 244–252. doi: 10.1016/j.soilbio.2009.10.022

10. Zyubanova T.I., Minaeva O.M., Akimova E.E., Daibova E.B., Tereshchenko N.N. Effect of preliminary bioconversion of wheat straw on plant productivity in a model nature-like system // Theoretical and Applied Ecology. 2024. No. 3. P. 82–91 (in Russian). doi: 10.25750/19954301-2024-3-082-091

11. Belmeskine H., Ouameur W.A., Dilmi N., Aouabed A. The vermicomposting for agricultural valorization of sludge from Algerian wastewater treatment plant: impact on growth of snap bean Phaseolus vulgaris L. // Heliyon. 2020. V. 6. No. 8. Article No. e04679. doi: 10.1016/j.heliyon.2020.e04679

12. Zhou B., Chen Y.Y., Zhang C., Li J.L., Tang H., Liu J.Y., Dai J., Tang J.C. Earthworm biomass and population structure are negatively associated with changes in organic residue nitrogen concentration during vermicomposting // Pedosphere. 2021. V. 31. No. 3. P. 433–439. doi: 10.1016/S1002-0160(20)60089-3

13. Lichtenthaler H.K., Wellburn A.R. Determination of total carotenoids and chlorophylls a and b of leaf extracts in different solvents // Biochem. Soc. Trans. 1983. V. 11. No. 5. P. 591–592. doi: 10.1042/bst0110591

14. Kreuzer K., Bonkowski M., Langel R., Scheu S. Decomposer animals (Lumbricidae, Collembola) and organic matter distribution affect the performance of Lolium perenne (Poaceae) and Trifolium repens (Fabaceae) // Soil Biol. Biochem. 2004. V. 36. No. 12. P. 2005–2011. doi: 10.1016/j.soilbio.2004.05.019

15. Coulis M., Bernard L., Gérard F., Hinsinger P., Plassard C., Villeneuve M., Blanchart E. Endogeic earthworms modify soil phosphorus, plant growth and interactions in a legume–cereal intercrop // Plant Soil. 2014. V. 379. P. 149–160. doi: 10.1007/s11104-014-2046-4

16. Braga L.P., Yoshiura C.A., Borges C.D., Horn M.A., Brown G.G., Drake H.L., Tsai S.M. Disentangling the influence of earthworms in sugarcane rhizosphere // Sci. Rep. 2016. V. 6. Article No. 38923. doi: 10.1038/srep38923

17. Xiao Z., Jiang L., Chen X., Zhang Yu., Defossez E., Hu F., Liu M., Rasmann S. Earthworms suppress thrips attack on tomato plants by concomitantly modulating soil properties and plant chemistry // Soil Biol. Biochem. 2019. V. 130. P. 23–32. doi: 10.1016/j.soilbio.2018.11.023

18. Na L., Abail A., Whalen J.K., Liang B., Hu C.X., Hu R.G., Wu Y.P. Earthworms increase nitrogen uptake by lettuce and change short-term soil nitrogen dynamics // Appl. Soil Ecol. 2022. V. 176. Article No. 104488. doi: 10.1016/j.apsoil.2022.104488

19. Van Groenigen J., Lubbers I., Vos H.M.J., Brown G.G., De Deyn G.B., van Groenigen K.J. Earthworms increase plant production: a meta-analysis // Sci. Rep. 2014. V. 4. Article No. 6365. doi: 10.1038/srep06365

20. Zyubanova T.I., Minaeva O.M., Akimova E.E., Kirillova M.E., Tereshchenko N.N. Effect of various straw/ manure ratios in systems with earthworms Eisenia fetida on lettuce growth parameters and substrate quality // Sib. J. Life Sci. Agric. 2024. V. 16. No. 2. P. 70–92. doi: 10.12731/2658-6649-2024-16-2-761

21. Brown G.G., Edwards C.A., Brussaard L. How earthworms affect plant growth: burrowing into the mechanisms // Earthworm Ecology / Ed. C.A. Edwards. CRC Press, 2004. P. 13–49. doi: 10.1201/9781420039719.ch2

22. Danilova E.D., Zlobin I.E., Kuznetsov V.V., Efimova M.V. Exogenic melatonin reduces the toxic effect of polymetallic stress on barley plants // Dokl. Biochem. Biophys. 2021. V. 499. P. 228–232. doi: 10.1134/ S1607672921040049

23. Tanaka M., Takamura T., Watanabe H., Endo M., Yanagi T., Okamoto K. In vitro growth of Cymbidium plantlets cultured under superbright red and blue light-emitting diodes (LEDs) // J. Hortic. Sci. Biotechnol. 1998. V. 73. No. 1. P. 39–44. doi: 10.1080/14620316.1998.11510941

24. Kaur P., Bali S., Sharma A., Vig A.P., Bhardwaj R. Effect of earthworms on growth, photosynthetic efficiency and metal uptake in Brassica juncea L. plants grown in cadmium-polluted soil // Environ. Sci. Pollut. Res. 2017. V. 24. P. 13452–13465. doi: 10.1007/s11356017-8947-z

25. Maslova T.G., Markovskaya E.F., Slemnev N.N. Functions of carotenoids in leaves of higher plants (review) // Biol. Bull. Rev. 2021. V. 11. P. 476–487. doi: 10.1134/S2079086421050078

26. Sukhov V.S., Gromova E.N., Sukhova E.M., Surova L.M., Nerush V.N., Vodeneev V.A. Analysis of correlations between the indexes of light-dependent reactions of photosynthesis and the photochemical reflectance index (PRI) in pea leaves under short-term illumination // Biochem. Moscow. Suppl. Ser. A. 2019. V. 13. P. 67–77. doi: 10.1134/S1990747818040128


Сведения о финансировании:

The reported study was partly carried out within the State Assignment of the Siberian Federal Scientific Center of Agrobiotechnologies of the Russian Academy of Sciences FNUU-2021-0005.

DOI: 10.25750/1995-4301-2026-1-027-035
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License. Creative Commons License
Просмотров: 14

XML JATS

610000, г. Киров, ул. Московская, 36, редакция журнала «Теоретическая и прикладная экология»

Телефон/факс: (8332) 37-02-77

e-mail: envjournal@vyatsu.ru

Журнал основан в 2007 г.