Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Изучение разнообразия фауны, численности и структуры сообществ почвенных нематод в местах произрастания борщевика Сосновского Heracleum sosnowskyi Manden. на территории Республики Карелия выполнено в окрестностях пос. Эссойла (Пряжинский район) и пос. Шуя (Прионежский район), где на данный момент существуют одни из самых обширных зарослей в регионе. В результате исследования показано, что численность и разнообразие почвенных нематод в местах произрастания борщевика значительно варьировали, в структуре сообществ нематод доминировали бактериотрофы, политрофы и нематоды, ассоциированные с растениями. Таким образом, в условиях преобладания борщевика в растительном сообществе высокое обилие имели трофические группы нематод с широким спектром питания. Согласно литературным данным, некоторые виды политрофов питаются другими нематодами, проявляя хищническое поведение, инцистированными амебами, гифами грибов, водорослями и даже бактериальными колониями. А нематоды, ассоциированные с растениями, питаются как за счет эпидермальных клеток корней, так и содержимым гифов грибов. Можно предположить, что именно всеядность дает большие преимущества в сообществах с нестабильной растительной группировкой в условиях Севера. На основе сравнительного анализа данных полевых сборов на двух модельных участках – монодоминантного растительного сообщества, образованного борщевиком и контрольного лугового биоценоза выявлены изменения различных характеристик сообществ нематод, происходящие при внедрении борщевика в луговые экосистемы. Установлено, что в местах растительной инвазии происходит изменение доминирующих таксонов нематод и соотношения эколого-трофических групп. Однако общее число выявленных таксонов нематод остается практически без изменений. Таким образом, внедрение нового для региона вида растения в природные сообщества не приводит к значительному снижению разнообразия фауны нематод, как можно было ожидать в условиях монодоминантных растительных группировок. Установленные закономерности изменения характеристик сообществ нематод, происходящие при внедрении борщевика в луговые экосистемы, выявлены как в пос. Эссойла, так и пос. Шуя, то есть были сходными для двух исследованных локаций. Для установления связей между различными характеристиками сообществ нематод и почвенными условиями в местах произрастания борщевика и в контрольных луговых биоценозах выполнен регрессионный анализ. Показана достоверная положительная связь между содержанием углерода в почве и индексом разнообразия Шеннона. Численность и относительное обилие бактериотрофов, а также относительное обилие микотрофов, то есть нематод низких трофических уровней, положительно коррелировали с уровнем pH почвы. В то же время, для бактериотрофов показана отрицательная связь с содержанием общего углерода и азота. Можно предположить, что данная группа нематод, обладая широкой экологической пластичностью и высокой устойчивостью к различным нарушениям среды, способна адаптироваться к бедным почвам. Кроме того, относительное обилие паразитов растений и хищников (нематоды высокого трофического уровня) прямо коррелировало с количеством азота в почве. Таким образом, статистически значимые закономерности получены между рядом нематологических параметров и следующими экологическими факторами, вносящими весомый вклад в формирование локальных почвенных условий среды обитания педобионтов – это кислотность почвы, содержание общего углерода (С, %) и азота (N, %). Для выяснения роли географической широты биоценоза как фактора формирования структуры сообществ нематод в анализ были включены (как дополнение к данным по Карелии – пос. Эссойла и Шуя; 61°49' N, 33°09' E и 61°52' N, 34°14' E) данные полевых сборов под сплошными зарослями H. sosnowskyi в Ленинградской (60°05' N, 32°23' E) и Московской (55°37' N, 36°28' E) областях. В результате проведенного исследования установлены некоторые географические закономерности изменения нематологических параметров в местах произрастания борщевика в региональном масштабе. Выявлено, что при значительном варьировании численности и разнообразия почвенных нематод в изученных биотопах, и наибольшие, и наименьшие значения этих показателей обнаружены в Карелии, самой северной исследованной локации. Относительное обилие политрофов и нематод, ассоциированных с растениями, было выше в почве под борщевиком в Карелии, а бактериотрофов – в Московской области, самой южной локации. Широтная изменчивость данных трофических групп подтверждена регрессионным анализом. Таким образом, в ходе исследования показана роль широты как фактора формирования структуры сообществ нематод в местах произрастания борщевика Сосновского H. sosnowskyi. В 2025 г. по проекту запланированы работы по апробированию способов борьбы с борщевиком и оценке их воздействия как на состояние растений, так и на сообщества почвенных нематод (с экстраполяцией данных на почвенную экосистему в целом). Для решения поставленной задачи в течение вегетационного периода 2024 г. на Агробиологической станции КарНЦ РАН (61°45'03'' N, 34°20'49'' E) проведены полевые опыты с испытанием четырех способов борьбы с борщевиком: 1) применение гербицида торговой марки «Раундап» на основе глифосата; 2) термообработка (обработка горячей водой с температурой 90°С); 3) покрытие поверхности почвы черной полиэтиленовой пленкой; 4) регулярное скашивание растений; 5) контроль без обработок. В 2024 г. получены первичные данные о влиянии различных способов борьбы на вегетирующие растения борщевика. Показана высокая эффективность гербицидной обработки – после двукратного воздействия растения, достигшие высоты 0,8-1 м, погибли, и новых всходов борщевика до конца вегетационного сезона не отмечалось. Для оценки возможных негативных последствий протестированных обработок, связанных с причинением вреда почвенным животным, изменением свойств почв и снижением плодородия на всех опытных площадках отобраны почвенные пробы до проведения обработок (май), после обработок (июль) и в конце вегетационного сезона (сентябрь). Выполняется камеральная обработка материала. Таким образом, проведенные в ходе первого года выполнения проекта исследования позволили впервые получить сведения о фауне почвенных нематод и структуре их сообществ в условиях инвазии H. sosnowskyi в северные луговые экосистемы и оценить роль почвенных условий, а также географического положения биоценоза как факторов формирования разнообразия и структуры сообществ нематод в местах произрастания борщевика. Результаты исследований опубликованы в научной статье и представлены в сети Интернет: https://vk.com/@karrc-uchenye-issleduut-effektivnost-sposobov-borby-s-borschevikom.

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В ходе выполнения проекта впервые получены сведения о фауне почвенных нематод и структуре их сообществ в условиях инвазии борщевика Сосновского Heracleum sosnowskyi Manden. в луговые экосистемы на территории Ленинградской и Московской области. Показано, что значения общей численности почвенных нематод выше под борщевиком, чем в контрольной луговой почве, однако различия статистически значимы только для биотопов Московской области. Отмечено, что разнообразие фауны нематод в почве под борщевиком демонстрировало разнонаправленные тренды в зависимости от локации – не изменялось (Ленинградская область) и несколько снижалось (Московская область). Установлено, что в местах растительной инвазии происходит изменение доминирующих родов нематод. Так, в местах произрастания борщевика в Ленинградской области выявлено высокое обилие бактериотрофов р. Acrobeloides и фитопаразитов р. Geocenamus, тогда как в луговой почве преобладали нематоды-бактериотрофы р. Plectus. Под борщевиком в Московской области также обильны бактериотрофы рр. Acrobeloides, Cervidellus, Eucephalobus, с другой стороны, в почве луга доминировали микотрофы р. Ditylenchus. Таким образом, в почве под борщевиком доминируют нематоды с широкой экологической пластичностью и формирующие основу базовой фауны нематод любого биоценоза (представители сем. Cephalobidae). Трофическими группами нематод, обилие которых статистически значимо изменилось под влиянием инвазии (в сравнении с лугом), являлись бактериотрофы, микотрофы и нематоды, ассоциированные с растениями, но данные закономерности зафиксированы как статистически значимые только в Московской области. Соотношение экологических индексов (индекс структурирования SI и индекс обогащения EI почвенной трофической сети) характеризует изученные почвенные экосистемы лугов и места произрастания борщевика в Ленинградской области как мало- и ненарушенные, за исключением борщевика Московской области, где почвенная экосистема находится в условиях стресса (SI<50). Однако статистически значимых изменений величин индексов SI и EI под влиянием инвазии не установлено. Можно предположить, что индексы SI и EI являются малоинформативными как биоиндикационные параметры при оценке трансформации сообществ нематод и экосистем в целом в ходе растительных инвазий. В процессе выполнения работ по морфологической идентификации нематод из различных биоценозов с борщевиком и контрольных лугов были обнаружены особи, для определения родовой и видовой принадлежности которых потребовалось применение молекулярно-генетических методов. Так, были амплифицированы последовательности 18S рДНК (1681 п.н.) и ITS (654 п.н.). Последовательность 18S рДНК показала высокую степень сходства с Geocenamus quadrifer из Бельгии (AY993977.1) и Нидерландов (AY284599.1), формируя общую кладу с высокой бутстрэп-поддержкой (100). ITS-последовательность уникальна и не имеет референсов в GenBank, что может указывать на внутривидовую вариабельность или наличие криптического вида. Впервые на территории России получены молекулярно-генетические данные (ITS/18S) для G. quadrifer, подтверждающие его присутствие в регионе. Морфометрические характеристики данного вида также сопоставимы с литературными данными для G. quadrifer. Кроме того, в ходе работы выявлена нематода сем. Dorylaimidae, для которой амплифицирована последовательность 18S рДНК (1914 п.н.). Филогенетический анализ показал ее тесное родство с родом Prodorylaimus (KY119898.1, Ирландия), что требует дальнейшего изучения с использованием дополнительных генов и морфологического анализа. Дальнейшие исследования могут включать анализ 28S рРНК и COI для уточнения таксономического положения. В ходе выполнения проекта апробированы некоторые способы борьбы с борщевиком и дана оценка их воздействия как на состояние растений, так и на сообщества почвенных нематод. Для решения поставленной задачи на Агробиологической станции КарНЦ РАН (61°45'03'' N, 34°20'49'' E) проведены полевые опыты с применением гербицида торговой марки «Раундап» на основе глифосата, покрытием поверхности почвы черной плотной полиэтиленовой пленкой, термической обработкой растений горячей водой (90°С), регулярным кошением борщевика. Для сравнения использован контроль без обработок. Показана высокая эффективность покрытия почвы черной полиэтиленовой пленкой и гербицидной обработки как способов борьбы с борщевиком. После двукратного воздействия гербицида (июнь 2024 г.) растения погибли, новых всходов борщевика до конца 2025 г. не отмечалось, на площадке восстановилась разнообразная растительность. Анализ нематологических данных показал, что в контроле наибольшее относительное обилие имели нематоды р. Plectus, однако под воздействием всех видов обработок наблюдалось увеличение обилия нематод-r-стратегов (доминирование р. Rhabditis). Обработка растений гербицидом привела к некоторому снижению численности и разнообразия нематод по сравнению с контролем, возрастанию обилия микотрофов и значений индекса CI, характеризующего преобладающий путь разложения органики, что свидетельствует о повышении роли микодеструкции в почве. В целом, можно заключить, что использование гербицида вызвало изменение большего числа параметров, характеризующих сообщества почвенных нематод, однако это влияние не может быть оценено как приводящее к деградации почвенной экосистемы (индекс структурирования SI при всех видах обработок выше 50). Таким образом, данный метод, наряду с применением укрывного материала, будет наиболее приемлемым с точки зрения эффективности в борьбе с борщевиком и минимального уровня воздействия на почвенные организмы. Дополнительный анализ сообществ нематод в пробах, отобранных на площадке «гербицид» в мае 25 года, т.е. на следующий год после воздействия на растения борщевика, показал что разнообразие нематод сохранилось на том же уровне, численность несколько снизилась, что может быть связано с ее сезонными флуктуациями, в трофической структуре сообщества также доминируют бактерио- и микотрофы. Таким образом, возможные изменения в сообществах почвенных нематод, отражающие отдаленные во времени негативные последствия применения обработки против борщевика на педобионтов, не выявлены. Результаты по данному блоку исследований представлены в сети Интернет: https://www.gazeta.ru/science/news/2025/08/25/26570408.shtml. Таким образом, проведенные в ходе второго года реализации проекта исследования позволили дополнить сведения о фауне почвенных нематод и структуре их сообществ в условиях инвазии H. sosnowskyi. Их комплексный анализ для итогового отчета с обобщением всех изученных локаций и данных о химических свойствах почв позволит выявить закономерности изменения нематологических параметров в условиях растительных инвазий.