Biology of Xenylla Sp. (Collembola : Hypogastruridae) and effects of effective microorganism (EM[superscript]tm) on its demography

Abstract

Currently, Effective Microorganism (EM[superscript]TM) is widely used to increase crop yields in Thailand. However, there is little knowledge and no scientific proof on the influence of EM and the mechanisms on soil organisms, especially soil microarthropods which serve as bioindicators of soil fertility. A species of springtail in the genus Xenylla was extracted from Nakhon Pathom Province area and masscultured in bottles containing plaster of Paris-charcoal substrate and baker's yeast as food under 25-28 0C. Observations under stereo microscope were made and their life history as well as fecundity were recorded. The life history consists of three developmental stages - egg, juvenile and adult - which took an average of 21.67 days to complete. The egg stage lasted 6.44 days whereas the juvenile stages I to VI were 4.44, 2.14, 2.09, 2.21, 2.27 and 2.26 days, respectively. The first oviposition was as early as 12 - 16 days after hatching and the fecundity was 137.07 on average. The mean longevity of an adult was 64.27 days. Sexes could not be differentiated by morphological characters before the adult reached 30 days after hatching. That was when females were visibly larger in body size and the body color was bright yellow. Males of the same age had a darker body due to the distribution of pigments. Histological methods revealed a pair of ovaries in each female. Sex determination is an underlying problem for most springtails. For this species reared in the laboratory, it is possible to use the combination of body size and color to differentiate the sexes. Based on the life table, the means of life table statistics (R0, λ, rc, rm, T, Tc and D) were obtained as 17.08, 1.09, 0.07, 0.08, 33.52, 37.12 and 8.54, respectively, and survivorship curve is of Type I. The influence of EM1 caused a decrease in percentage of eggs hatching and ex and delayed developmental time from juvenile stage I to adult when compared to the control (p<0.05). This is probably due to a rapid growth of fungi that covered egg surfaces, in addition to the lower relative humidity (RH) and accumulation of metabolic wastes. The effects of EM1 and EM5 were not significantly different. Vinegar had no effects on the egg hatching, but promoted higher fecundity (R0), while effects of rice whiskey were similar to EM1. Based on this study, EM does not have any positive effects in the population of Xenylla sp., but this does not guarantee negligible effects in the field.

การนำจุลินทรีย์ที่มีประโยชน์ (อีเอ็ม) มาใช้ในการทำเกษตรกรรมเพื่อเพิ่มผลผลิตเป็นวิธีที่กำลังเป็นที่นิยม กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน แต่งานวิจัยทางวิทยาศาสตร์เพื่อศึกษากลไกการทำงานหรือผลกระทบต่อสัตว์ในดินยังมี น้อยมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งผลต่อสัตว์ขาปล้องขนาดเล็กในดินซึ่งใช้เป็นดัชนีชีวภาพของความอุดมสมบูรณ์ของดิน แมลงที่ใช้ในการทดลองคือแมลงหางดีด Xenylla sp. ซึ่งสกัดจากดินในพื้นที่จังหวัดนครปฐมในขวดเลี้ยงที่มีซับส เตรตเป็นปูนพลาสเตอร์ผสมน้ำและถ่านกัมมันต์ และให้ยีสต์เป็นอาหารภายใต้อุณหภูมิ 25 - 28 องศาเซลเซียส พบว่า วัฏจักรชีวิตสมบูรณ์ภายในเวลาเฉลี่ย 21.67 วัน มีระยะการเจริญ 3 ระยะคือ ระยะไข่ (6.44 วัน) ระยะตัวอ่อนมี 6 ระยะ (4.44, 2.14, 2.09, 2.21, 2.27 และ 2.26 วัน) และระยะตัวเต็มวัย ซึ่งเริ่มวางไข่ครั้งแรกในวันที่ 12 ถึงวันที่ 16 หลังจาก ฟัก และสามารถวางไข่โดยเฉลี่ย 137.07 ฟองต่อตัว ตัวเต็มวัยมีอายุขัยเฉลี่ย 64.27 วัน และสามารถระบุเพศของตัวเต็ม วัยได้โดยอาศัยลักษณะทางสัณฐานวิทยาเมื่อแมลงมีอายุไม่น้อยกว่า 30 วันหลังจากฟัก พบว่าเมื่อเปรียบเทียบตัวเต็ม วัยที่มีอายุเท่ากัน ตัวเมียมีขนาดใหญ่กว่าอย่างเห็นได้ชัดและลำตัวมีสีเหลืองจัด ส่วนตัวผู้มีลำตัวสีเข้มเนื่องจากมีรงค วัตถุจำนวนมากกระจายอยู่ตามลำตัว จากการตรวจสอบทางมิญชวิทยาพบรังไข่หนึ่งคู่ในตัวเต็มวัยที่มีสีเหลืองและมี ลำตัวยาวกว่า 1 มม. ค่าเฉลี่ยของพารามิเตอร์ที่ประมาณจากตารางชีวิตได้แก่ R0, λ, rc, rm, T, Tc และ D มีค่า เท่ากับ 17.08, 1.09, 0.07, 0.08, 33.52, 37.12 และ 8.54 ตามลำดับ และพบว่าเส้นกราฟการรอดชีวิตมีลักษณะคล้าย แบบที่ 1 ส่วนผลการศึกษาอิทธิพลของอีเอ็มต่อแมลงหางดีด พบว่า การฟักของไข่และค่า ex ลดลงและระยะเวลาใน การพัฒนาจากตัวอ่อนเข้าสู่ระยะตัวเต็มวัยเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเปรียบเทียบกับชุดการทดลองควบคุม (p<0.05) ทั้งนี้เนื่องจากการเจริญอย่างรวดเร็วของเชื้อราบนไข่ และการเกิดสภาวะที่ไม่เหมาะสมต่อการเจริญของแมลงหางดีด เช่น ความชื้นสัมพัทธ์ที่ลดลง และของเสียที่เกิดจากเมแทบอลิซึมของจุลินทรีย์ในอีเอ็ม ส่วนอีเอ็ม 5 ให้ผลไม่ต่างจาก อีเอ็มอย่างมีนัยสำคัญ จากผลการทดสอบน้ำส้มสายชูกับเหล้าขาวซึ่งเป็นส่วนประกอบของอีเอ็ม 5 พบว่า น้ำส้มสายชู ไม่มีอิทธิพลต่อเปอร์เซนต์การฟักของไข่แต่อัตราการวางไข่เพิ่มขึ้น สำหรับเหล้าขาวส่งผลเช่นเดียวกับ EM1. โดย สรุปในภาพรวม อีเอ็มไม่มีผลในการเพิ่มประชากรของแมลงหางดีด Xenylla sp. ในห้องปฏิบัติการแต่ผลการ ทดลองอาจแตกต่างในการปฏิบัติการในภาคสนา