АгроПоиск - аграрная поисковая система
Каталогcyto-animals-160cyto-plants-160grants1
+15...+17
ясно
Ветер: ЮВ, 1 - 3 м/с
Влажность: 93%

Передовые технологии: Земледелие, химизация и агроэкология

Опубликовать статью

Оценка действия гербицидов на биологическую активность чернозема обыкновенного

Современное сельскохозяйственное производство широко использует для средств защиты растений пестициды, среди которых наибольший объем применения принадлежит гербицидам. Гербициды опасны для людей и животных, и в обращении с ними необходима величайшая осторожность. Опасность загрязнения почв остатками гербицидов, в отличие от других пестицидов, усиливается их фитотоксичностью, вследствие чего они могут снижать урожайность последующих культур.

Современные гербициды высокоэффективные. Значительная часть гербицидов, прошедших регистрацию в Российской Федерации, малотоксичные и по степени безопасности для человека и теплокровных животных превосходят гербициды первых поколений. При соблюдении регламента их применения современные гербициды должны разлагаться и не оказывать негативного действия на почвенные процессы и окружающую среду.

Однако загрязнение почв гербицидами может наблюдаться при внесении завышенных доз препаратов, длительном применении на одном и том же участке, нарушении сроков и технологии внесения, при аварийных ситуациях. На склонах, подверженных эрозии может наблюдаться смыв гербицидов и аккумуляция их в нижних частях склона. Это обстоятельство является важной экологической проблемой, так как смытый гербицид может затем включаться в биологический круговорот и попасть в водоемы.

Цель работы – изучить, как влияют  различные дозы гербицидов Магнума и Глифосата на биологическую активность чернозёма обыкновенного, и оценить экотоксичность гербицидов в отношении почвенных микроорганизмов.

Методика исследований. Модельный опыт проводился в лабораторных  условиях при  t +24-30oC  и влажности  почвы 40-80% от НВ. Продолжительность опыта - восемь недель. Схема опыта: 1 – Контроль (почва без гербицидов); 2 - Магнум 1 доза; 3 - Магнум 10 доз; 4 - Магнум 20 доз; 5 - Глифосат 1 доза; 6 - Глифосат -2 дозы.

Почва - чернозем обыкновенный  среднегумусный среднесуглинистый. Почва содержит 7,8% гумуса, 6,5 мг/кг нитратного азота, 8,9 мг/100г подвижного фосфора, 27,9 мг/100г обменного калия, имеет рНсол равную 7,4.

Навеску массой 300г воздушно-сухой почвы помещали в ёмкость на 500мл и  увлажняли до 80% от НВ. В соответствующие варианты опыта, в распыленном виде, вносили гербициды Магнум и Глифосат, из расчета, 1 доза - 10г препарата на гектар.  

Глифосат (N-(фосфонометил)-глицин, C3H8NO5P) - неселективный системный гербицид, использующийся для борьбы с сорняками, особенно многолетними. Токсическое действие глифосата обусловлено тем, что этот гербицид ингибирует фермент растений. Глифосат принадлежит к умеренно опасным гербицидам (3 класс).

Магнум - наиболее экономичный гербицид из группы сульфонилмочевин, предназначенный для борьбы с однолетними и некоторыми многолетними двудольными сорняками, включая осоты, в посевах зерновых и льна-долгунца. Магнум обладает системным действием. Он проникает в сорняки через листья и корни, поглощается ими и передвигается по растению через ксилему и флоэму. Препарат угнетает фермент ацетолактатсинтазу, что предотвращает синтез незаменимых аминокислот лейцина, изолейцина и валина. Это приводит к прекращению деления клеток, остановке роста и последующей гибели растений. Магнум относится к умеренно опасным гербицидам.

Биологическую активность почвы определяли абсорбционным методом (Шарков, 1984).

Результаты исследований. Основными процессами, определяющими поведение гербицидов в почве, являются их разложение, адсорбция и миграция, приводящие к инактивации гербицида. В природных условиях указанные процессы протекают одновременно.

Скорость разложения гербицидов в почве зависит от многих факторов, прежде всего, от биологической активности почвы, так как большинство гербицидов разлагаются в почве преимущественно биологическим путем. Поэтому все факторы, влияющие на биологическую активность (температура, влажность, содержание органического вещества и др.), в значительной мере определяют скорость разложения гербицидов. Биологическая активность почвы в период проведения опыта оценивалась как высокая и средняя (табл. 1), что подразумевает интенсивную трансформацию используемых в опыте препаратов. Примерно один месяц наблюдалась достаточно высокая интенсивность выделения углекислого газа почвой. Во второй месяц фиксировалось резкое уменьшение интенсивности дыхания, до 5-12 кг/га·сутки. Значительная интенсивность дыхания почвы была обусловлена высокой температурой, оптимальным увлажнением почвы, наличием в почве легкоминерализуемого органического материала. Чем выше была температура, и влажность тем сильнее проявлялась интенсивность дыхания почвы. Уменьшение количества выделяемого СО2 обусловлено расходом запасов легкоминерализуемого органического материала в процессе компостирования почвы.

Использование гербицидов повлияло на дыхание почвы. Так, через семь дней компостирования произошло значимое увеличение количества выделившегося СО2 в двух вариантах с гербицидом Магнум. Вероятно, гербицид содержит легкодоступные для микроорганизмов компоненты. Через две недели компостирования фиксировалась следующая тенденция. Из почвы вариантов, где вносились гербициды Магнум и Глифосат, выделилось несколько больше углекислого газа, чем на контроле. В варианте с 20 дозами Магнума эта тенденция прослеживалась в течение трех недель.

Таблица – 1. Интенсивность выделения СО2 в процессе компостированияпри внесении в почву гербицидов, кг/га·сутки
Вариант
опыта
Количество дней компостирования
7
14
21
28
35
42
49
56
t,Co
25,1
25.5
26,9
24,1
20,5
25,9
28,0
29,5
Влажность, % от НВ
60
40
60-80
Контроль
41,9
14,3
33,3
24,3
26,1
7,2
12,4
6,8
Магнум 1 доза
53,4*
15,4
22,6
14,1*
17,1*
6,8
9,8
6,4
Магнум 10 доз
40,6
15,4
28,2
11,6*
18,4*
5,9
11,1
5,5
Магнум 20 доз
57,3*
17,1
42,7
14.6*
15,4*
6,8
9,0
6,4
Глифосат 1 доза
39,3
15,4
24,0
15,8*
18,8
8,1
9,4
5,5
Глифосат 2 дозы
40,2
14,8
20,0*
20,5
9,4*
7,2
10,7
4,7
НСР05
8,0
5.1
11,8
8,0
7,6
4,6
5,7
4,4
Sx,%
6,0
11.6
13,9
15,0
14,5
22,0
18,2
24,1

Примечание. * показаны достоверные различия по сравнению с контролем

Через 28-35 дней компостирования в почве вариантов с применением гербицидов произошло значимое уменьшение интенсивности дыхания. Это указывает на снижение активности почвенных микроорганизмов в результате  действия препаратов. Как правило, чем выше применялась доза препарата, тем сильнее ингибировалось дыхание почвы. В последующие сроки компостирования достоверных изменений интенсивности выделения СО2 относительно контроля обнаружено не было.

Оценка токсичности препаратов проводилась в соответствии с классификацией действующих веществ пестицидов по экотоксичности, разработанной на факультете почвоведения МГУ (Селиванова, 2008). Для оценки экотоксичности пестицидов специалистами установлены 4 класса по изменению (отклонение от контроля) биологической активности почвы: высокотоксичные - > ±25% в течение 2 месяцев; среднетоксичные - > ±25%  в течение 1-2 месяцев; малотоксичные - > ±25% менее 1 месяца; практически нетоксичные - < ±25% в течение 3 месяцев.  Через 28-35 дней компостирования интенсивность выделения углекислого газа достоверно уменьшилась относительно контрольного варианта в почве с гербицидом Магнум (1 доза) на 35-42%, а в почве с гербицидом Глифосат (1 доза)  на 28-35% (табл. 2).  Таким образом, используемые в опыте препараты относятся к группе среднетоксичных.

Таблица 2 – Относительные изменения интенсивности выделения СО2 по сравнению с контролем, ±%

Вариант
опыта
Количество дней компостирования
7
14
21
28
35
42
49
56
t,Co
25,1
25.5
26,9
24,1
20,5
25,9
28,0
29,5
Влажность, % от НВ
60
40
60-80
Контроль (НСР05)
19,0
35,6
35,4
32,9
29,1
63,8
45,9
64,7
Магнум 1 доза
+27,4*
+7,7
-32,1
-41,9*
-34,5*
-5,5
-21,0
-5,9
Магнум 10 доз
-3,1
+7,7
-15,3
-52,2*
-29,5*
-18,1
-10,5
-19,1
Магнум 20 доз
+36,7*
+19,6
+28,2
-39,9*
-41,0*
-5,5
-27,4
-5,9
Глифосат 1 доза
-6,2
+7,7
-27,9
-35,0*
-28,0
+12,5
-24,2
-19,1
Глифосат 2 дозы
-4,1
+3,5
-39,9*
-15,6
-64,0*
0,0
-13,7
-30,9

Примечание. * показаны достоверные различия по сравнению с контролем

Среди почвенных факторов, в наибольшей степени определяющих скорость деградации гербицидов, особую роль играет почвенный гумус. Роль гумуса в разложении пестицидов следующая: вблизи органоминеральных почвенных частиц локализуются микроорганизмы, что способствует разложению пестицида; гумусовые вещества могут выступать в качестве катализаторов химического гидролиза пестицида; гумусовые вещества могут выступать в качестве косубстратов при биодеградации пестицидов. Предполагается, что связывание пестицида гуминовыми веществами приводит к снижению доли доступного для микроорганизмов пестицида, то есть к снижению его экотоксичности.

Используемая в опыте почва содержала достаточно много гумуса и имела высокую буферность. Поэтому  можно говорить не только о высокой  скорости разложения гербицидов, что подтверждено высокой биологической активностью, но и об интенсивной адсорбции гербицидов органической частью почвы. Полагаем, что именно по этой причине 10 и 20 доз Магнума и 2 дозы Глифосата, через 42 дня (1,5 месяца) компостирования перестали быть токсичными и достоверно не повлияли на интенсивность дыхания почвы.

Вероятнее всего, столь быстрая инактивация гербицида не произойдет на слабогумусированных и слабобуферных почвах легкого гранулометрического состава. Несоблюдение комплекса мер и регламентов применения препаратов (завышение норм расхода, использование неисправных опрыскивателей, неучет погодных условий и рельефа местности и др.) будет приводить здесь к загрязнению почв.

Выводы:

1. Использование гербицидов Магнум, Глифосат изменяет интенсивность дыхания почвенных микроорганизмов.

2. Гербициды Магнум, Глифосат, согласно классификации предложенной специалистами МГУ (Селиванова, 2008), относятся по отношению к почвенной биоте к группе среднетоксичных.

3. На достаточно гумусированном обыкновенном черноземе  рекомендуемые и повышенные дозы препаратов Магнума (1-10-20 доз) и Глифосата (1-2 дозы) утрачивают экотоксичность по отношению к  почвенным микроорганизмом через 1,5 месяца после их внесения.

Е.М. Казаков. ФГОУ ВПО Красноярский государственный аграрный университет

Источник: BORONA.net

*
|
Выражаем автору благодарность. Статья публикуется и удаляется самостоятельно по желанию автора. Публикация носит исключительно научно-ознакомительный некоммерческий характер и предназначена содействовать в популяризации имени автора, его работы среди широкого круга ученых и практиков АПК. Приводится в авторской редакции, ответственность за достоверность данных несет автор. Редакция вправе устранять грамматические и пунктуационные погрешности, а также корректировать верстку материала. Все права на картинки и тексты принадлежат автору, любое их воспроизведение возможно только с его разрешения. Для связи с автором используйте указанный им адрес электронной почты, либо обратитесь в редакцию журнала. При возникновении любых претензий относительно авторских прав, пожалуйста, немедленно сообщите в редакцию. По первому требованию автора любые его материалы будут немедленно удалены, а инцидент улажен. В научных работах и для ВАК на эту статью можно и необходимо ссылаться по ГОСТ Р 7.0.5 2008 (статья может быть обнародована не впервые) |
cyto-animals-260
cyto-plants-260

Журнал о сельском хозяйстве

Нашли ошибку?
Выделите ее и
нажмите Ctrl+Enter
Система Orphus
12+
Разработка сайта
АгроПоиск - аграрная поисковая система