Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ГЕРБИЦИДОВ В ЛЕСНЫХ ПИТОМНИКАХ БРЯНСКОГО ОКРУГА ЗОНЫ ШИРОКОЛИСТВЕННЫХ ЛЕСОВ

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ГЕРБИЦИДОВ В ЛЕСНЫХ ПИТОМНИКАХ БРЯНСКОГО ОКРУГА ЗОНЫ ШИРОКОЛИСТВЕННЫХ ЛЕСОВ"

- На правах рукописи

СОЛОНЦОВ

Олег Николаевич --

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ГЕРБИЦИДОВ В ЛЕСНЫХ ПИТОМНИКАХ БРЯНСКОГО ОКРУГА ЗОНЫ ШИРОКОЛИСТВЕННЫХ ЛЕСОВ

Специальность 03.00.1б-экология 06.03.01-лесные культуры, селекция, семеноводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва 2000

Работа выполнена в Лесном институте Брянской государственной инженерно-технологической академии

Научный руководитель доктор сетьскохозяйственных наук,

профессор В.П. Тарасенко

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор И.И. Дроздов кандидат сельскохозяйственных наук, доцент В.В. Паракин

Ведущее предприятие — Управление лесами Брянской области

/-2

Зашита состоится мая 2000 г в часов на заседании

диссертационного совета К 120 35 06 в Московской сельскохозяйственной академии им К А Тимирязева

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ МСХА им К А Тимирязева и библиотеке Брянской государственной инженерно-технологической академии

Приглашаем Вас принять участие в работе совета, в случае невозможности прибыть на заседание отзывы на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями просьба направлять по адресу 127550 г Москва И-550, ут Тимирязевская, 49, диссертационный совет К 120 35 06

Автореферат разослан апреля 2000 г

Ученый секретарь Диссертационного совета — кандидат биологических наук

Л.В. Мосина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы: Применение гербицидов в лесных питомниках позволяет многократно сократить затраты труда на борьбу с сорной растительностью и, существенно снизить общие расходы на выращивание посадочного материала. Наиболее полно современным принципам экологизации лесопитомнической деятельности отвечает система защиты растений предусматривающая снижение удельного веса гербицидов за счет более рационального их использования и улучшения состояния посадочного материала.

Снижение гербицидной нагрузки — непосредственное условие экологической безопасности химического метода борьбы с сорняками в лесных питомниках. Оно может быть достигнуто за счет: перехода от сплошных обработок к ленточным; применения новых препаратов с высокой биологической активностью и низкими нормами расхода; использование баковых смесей гербицидов различного спектра действия. В связи с этим актуально и перспективно изучение ассортимента новых гербицидов, эффективности и возможности применения этих препаратов, а так же их баковых смесей для уничтожения сорной растительности в лесных питомниках.

Цель исследований состояла в совершенствовании системы применения гербицидов путем поиска возможности расширения их ассортимента, изучения влияния новых препаратов на сорную растительность, микрофлору почвы, чувствительность к ним посадочного материала различных пород, и рекомендации оптимальных видов, доз и сроков применения.

Научная новизна. Изучены закономерности формирования сорных ассоциаций в лесных питомниках Брянского округа зоны широколиственных лесов. Выявлены особенности воздействия гербицидов старане, зеллек-супер, лонтрел на сорные растения, выращиваемый посадочный материал и почву лесных питомников.

На защиту выносятся следующие положения:

— выявленные закономерности воздействия гербицидов старане, зеллек-супер, лонтрел, раундап, а так же их баковых смесей на сорную растительность и выращиваемые сеянцы хвойных пород (сосны и ели), в зависимости от видового состава сорняков и типа засоренности лесных питомников;

— показатели влияния гербицидов на агрохимические и микробиологические свойства почвы лесных питомников

— наиболее перспективные и безопасные в экологическом отношении виды и дозы гербицидов для лесных питомников Брянского округа зоны широколиственных лесов.

Личное участие автора. А

подбор гербицидов, составление

опытных участков, сбор, обработка и анализ экспериментального материала, написание докладов и научных статей

Обоснованность выводов и достоверность результатов исследований обеспечивается применением традиционных методик и достаточным объемом экспериментального материала, обработанного на ПК

Апробация работы Результаты исследований докладывались на научно-технических конференциях БГИТА (Брянск 1997, 1998, 1999, 2000 г). Международных научно-технических конференциях «Вклад ученых и специалистов в национальную экономику» (Брянск, 1998, 1999, 2000), Международной научной конференции «Лесотехническое образование и наука в контексте проблем окружающей среды и развития стратегия на XXI век» (Львов, 1999), Международной научной конференции молодых ученых «Лес, наука, молодежь» (Гомель, 1999), Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии на рубеже третьего тысячелетия и пути их решения» (Кокино, 1999), IV Международной Пущинской конференции молодых ученых (Пущино, 1999), Международной конференции «Современные технологии воспроизводства целевых лесов в юго-западном регионе центральной части России» (Брянск, 1999)

Публикации По результатам исследований опубликовано 10 работ, сделано 5 докладов на научных конференциях

Структура и объем диссертации Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора, экспериментальной части, содержащей 4 раздела, экотоксикологической и экономической оценки применения гербицидов, выводов, рекомендаций производству, списка использованной литературы из 292 источников (в том числе 54 иностранных), 10 приложений Диссертация изложена на 181 страницах, содержит 35 таблиц и 22 рисунка

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Краткая характеристика природно - экономических условий района исследований

Район исследований довольно широко представлен в лесоводственной литературе К работам М В Агафонова (1908), С Грузова (1907), Г Ф Морозова (1970), В Н Сукачева (1908), А В Тюрина (1914) и др, следует добавить результаты исследований, проводившихся на территории и в насаждениях региона в 1930 — 1940-х годах научными работниками Брянского лесохозяйственного института Результаты этих исследований опубликованы в I (1936), II-III (1940), IV (1Чч0), V (1953) томах "Трудов Брянского лесохозяйственного института"

Район исследований охватывает юг Калужской области (лесные питомники, расположенные на территории Людиновского и Жиздринского

административных районов), а так же северо-восток Брянской области (Брянский, Дятьковский, Карачевский районы).

По "Лесорастительному районированию СССР" С.Ф. Курнаева (1973), территория района относится к зоне смешанных лесов, южной подзоне с одинаковым участием хвойных и широколиственных пород.

^ На большей части территории района преобладающими являются дерново-

подзолистые почвы различного механического состава. Они формируются в условиях преобладания осадков над испаряемостью, при промывном типе водного режима. Неоднородность природных и геологических условий региона вызывает различие в свойствах почв связанные с разными материнскими породами — суглинистыми отложениями, песками, супесями и двухчленными отложениями (В.П.Корнев, Г.М.Орловский, Е.М.Остроумов, 1971).

Регион, где проводились исследования - это старый промышленный район с развитыми материалоемкими отраслями промышленности. Таким образом, климатические, почвенно-грунтовые и экономические условия района исследований являются благоприятными для выращивания хвойно-широколиственных насаждений, для которых требуется большое количество посадочного материала, выращенного на лесных питомниках региона.

2. Современное состояние химического метода борьбы с сорняками в лесных питомниках

Химический метод борьбы с сорняками в лесных питомниках является наиболее эффективным и экономичным. Применение его позволяет решить проблему конкуренции со стороны сорных растений с минимальными затратами, практически без ущерба для состояния биоценоза. Постоянное совершенствование метода позволяет считать его наиболее перспективным и на ближайшее будущее.

Для повышения эффективности химического метода необходимо совершенствование ассортимента гербицидов и технологии их применения (А.Н.Мартынов, 1982). Рекомендации по применению гербицидов в питомниках (В.ГЛузанов, 1971; 1982; ЛенНИИЛХ, 1972; 1981; 1988; 1989; И.В.Шутов и др., 1989) постоянно дополняются и изменяются. Так в 80-х годах рекомендации дополнили препаратами велпар, глифосат, гардоприм, гоал, гарлон (О.В.Бахтин, 1981;1982; А.Б.Егоров, 1989; В.ГЛузанов, И.Н.Калинин, 1986). В 90-х годах темпы внедрения новых препаратов в лесное хозяйство существенно замедлились, но имеются положительные результаты испытания арсенала, гексилура, ацетлура, анкора (СПбНИИЛХ. 1993; В.П.Бельков, О.В.Бахтин, А.А.Бубнов, 1995; СПбНИИЛХ, 1995; А.И.Медвединский и др. 1996; А.П.Рябинков 1997;1999). В целях совершенствования технологии применения и ассортимента гербицидов были проведены исследования применения гербицидов при выращивании сеянцев лиственницы, сосны на малогумусных

почвах (Л Н Шкляров, 1986), дуба и других древесных пород (Л Ю Ключников, 1992, 1995) Проведены исследования контактного способа применения гербицидов (Л Ю Ключников, 1993)

Большинство специалистов признает, что химический метод является одним из наиболее эффективных (а подчас и единственно возможным) при подавлении сорной и нежелательной раститечьности По данным Федеральной службы лесного хозяйства в России за 1991 — 1995 гг объем применения гербицидов в лесных питомников несколько снизился (А А Бубнов, 1997)

Последовательность обработки гербицидами в питомниках за рубежом сходна с принятой в России, но отличительной особенностью является то, что за рубежом применяют большее число препаратов В лесном хозяйстве США применяют около 40 препаратов, в то время как в России 10 препаратов (АПРябинков, 1997, 1999)

В перспективе до 2010 г основными гербицидами, используемыми в сельском и лесном хозяйстве будут препараты с нормой расхода от 5 до 500 г д в /га (А В Захаренко, 1997)

Мировой ассортимент гербицидов, применяемых для ухода за древесными породами, предоставляет большие возможности для совершенствования ассортимента гербицидов, рекомендованных для применения в лесном хозяйстве России

3. Программа, методика, объекты исследований

Для достижения намеченной цели по теме диссертационной работы изучались следующие основные вопросы

1 щучили и классифицировали видовой состав сорных растений и типы засоренности в лесных питомниках,

2 осуществлен подбор и испытание новых перспективных и экологически безопасных гербицидов, а так же изучена возможность применения их баковых смесей,

3 оценили эффективность действия гербицидов и их смесей на сорную растительность лесных питомников,

4 определили регламенты безопасного применения гербицидов и их смесей,

5 изучили влияние применения гербицидов на агрохимические и биологические свойства почвы лесных питомников,

6 дали экотоксикологическую и хозяйственную характеристику испытываемым гербицидам,

7 разработали рекомендации по использованию гербицидов при выращивании посадочного материала в лесных питомниках

Для решения поставленных вопросов использовались традиционные методики, широко применяемые при испытании гербицидов

Экспериментальные данные обрабатывались статистически методами корреляционного, регрессионного, дисперсионного (одно-, двухфакторного) анализа (Н.Е. Доспехов, 1986; Л.И.Карманова, 1979).

Сорная растительность лесных питомников изучалась детально — маршрутно-геоботаническим методом (Н.Д.Васильев, 1977). Для изучения эффективности применения гербицидов были использованы основные положения из следующих методических разработок: Методика полевых и вегетационных опытов с удобрениями и гербицидами. — М.,1967; Практические рекомендации по применению гербицидов в лесных питомниках. — Л.,1978; Применение гербицидов в лесных культурах и питомниках в СССР и за рубежом. — М.,1981; Применение гербицидов в лесных питомниках. —Л., 1989; Методика испытаний гербицидов и арборицидов в лесном хозяйстве. —Л., 1990. В опытах испытаны следующие гербициды:

— раундап (варианты внесения от 360 до 3000 г д.в./га);

— зеллек-супер (варианты внесения от 54 до 162 г д.в./га);

— старане (варианты внесения от 200 до 500 г д.в./га);

— лонтрел (варианты внесения от 160 до 520 г д.в./га);

— баковая смесь раундапа и зеллек-супер (варианты внесения от 360+54 до 1080+162 г д.в./га);

— баковая смесь раундапа и старане (варианты внесения от 360+200 до 1080+350 г д.в./га);

— баковая смесь раундапа и лонтрела (варианты внесения от 360+160 до 1080+ 340 г д.в./га);

— баковая смесь зеллек-супер и старане (варианты внесения от 54+200 до 162+350 г д.в./га);

— баковая смесь зеллек-супер и лонтрела (варианты внесения от 54+160 до 162+340 г д.в./га);

Учет сохранившихся сорняков на учетных делянках проводился через 10, 20, 30, 40, 60, 90 дней после обработки. Доя определения оптимальных доз гербицидов давали оценку фитотоксического эффекта (А.Н.Мартынов, 1987).

В зависимости от свойств испытываемых гербицидов, расчет эффективности контактного и системного действия, примененных по вегетирующим сорнякам, вычисляли при втором и последующих учетах относительно исходной засоренности в опытах (А.Н.Мартынов, 1987).

Для определения влияния применения гербицидов на агрохимические свойства почвы лесных питомников определяли гумус по Тюрину, фосфор и калий по Кирсанову, рН-потенциометрически в слое почвы 0 — 20 см.

Измерение интенсивности дыхания почвы проводили камерным статистическим методом (Д.Г.Звягинцев, 1991). Определение интенсивности разложения целлюлозы проводили, используя метод целлюлозных стандартов (Е.Н.Мишустин, В.Т.Емцев, 1987; Д.Г.Звягинцев, 1987). Изучение влияния гербицидов на общую численность почвенных микроорганизмов, численность

почвенных бацилл, общую численность почвенных сапрофитов проводили в соответствии с Методическими указаниями по санитарно микробиологическому исследованию почвы —М, 1981

Экотоксикологическую характеристику используемых гербицидов давали по методике В П Васильева, В Н Кавецких, Л И Бублик (1989)

Оценка экономической эффективности химического метода борьбы с сорняками проводилась путем сравнения затрат на мероприятия по чиквидации сорняков в посевном отделении Расчеты производились на 1 га Затраты труда и средств на единицу площади определялись по действующим в лесном хозяйстве нормам выработки и расценкам 1994 года Стоимость гербицидов оценивалась по существующим рыночным ценам Все расчеты выполнялись в виде технологических карт Экономический эффект определяли по методике СПбНИИЛХ

3. Сорняки лесных питомников Брянского округа зоны широколиственных лесов

На лесных питомниках региона встречается более 40 видов сорных растений из 16-ти семейств Самыми многочисленными являются злаковые сорняки Наибольшим числом видов представлено семейство сложноцветных Брянский, Дятьковский, Учебно-опытный питомники имеют злаковый тип засоренности Остальные шгтомники имеют сложный многолетний тип засоренности

Питомники при сходном видовом составе сорняков засорены сорной растительностью в различной степени Наиболее засоренным является Дятьковский питомник, на котором количество сорняков на 1 га превышает засоренность других питомников в 1,4—3,4 раза Значительно чаще встречаются злаковые сорняки (доля их участия изменяется в пределах от 26,0 до 94,2 %) Из многолетних злаков самым многочисленным является пырей ползучий, который встречается на всех без исключения питомниках, и чья численность колеблется от 24,2 до 217,6 шт /м\ а доля участия от 17,4 до 69,7 % Из малолетних злаков самый распространенный — просо куриное Доля участия его изменяется от 3,67 до 18,5 % Численность наиболее распространенного малолетнего сорняка -пастушьей сумки колеблется от 6,1 до 19,8 шт /м2 (доля участия от 2 до 15,5 %), у наиболее распространенного корнеотпрыскового сорняка— щавеля малого от 11,4 до 30,4 шт /м2 Надземная масса сорных растений в воздушно-сухом состоянии составляет от 216,45 г/м' на Учебно-опытном питомнике, до 651,9 г/м' на Дятьковском, где наибольшее участие в ее образовании принимают марь белая (44,7 г/м2), пырей ползучий (40,2 г/м:), просо куриное (133,98 г/м2), хвощ полевой (251 г/м2), щавель малый (57,4 г/м2)

Борьбу необходимо вести с 16 видами сорняков, которые составляют основную массу сорных растений и распространены практически на всех

питомниках региона. Наиболее распространенные малолетние сорные растения — куриное просо, лапчатка прямостоячая, марь белая, мятлик обыкновенный, пастушья сумка, редька дикая, фиалка трехцветная. Из многолетних корнеотпрысковых сорняков на питомниках наиболее часто представлены — осоты, щавель малый; из многолетних корневищных сорняков на питомниках произрастают — кипрей узколистный, льнянка обыкновенная, мята полевая, плевел многолетний, пырей ползучий, тысячелистник обыкновенный, хвощ полевой.

5. Эффективность действия гербицидов и их баковых смесей на сорную растительность

Учитывая данные по эффективности применения различных гербицидов (Г.И.Баздырев и др.,1988;1989;1992; В.Д.Воскобойников, 1991; Baird, 1974; Ни, 1983; Prest, 1986; Thompson, 1988), в лесных питомниках проведены исследования токсического эффекта гербицидов: старане, зеллек-супер, лонтрел.

Использование раундапа при всех типах засоренности в лесных питомниках показало, что при применении препарата в дозах от 360 до 2160 г д.в./га эффективность уничтожения сорняков увеличивается с 17,6 до 93,2 %.

Как показали наши исследования, дозы раундапа 2500, 2800, 3000 г д.в./га несущественно различаются по своему гербицидному эффекту. В то же время, для наиболее эффективного подавления сорной растительности раундапом, расходуется большое количество препаративной формы (6-8 л/га).

Таблица 1.

Эффективность применение зеллек-супер при сложном типе засоренности в лесных питомниках.

Доза, г д.в./га Исходная засоренность, шт./м2 Засоренность сорняками, % к контролю по дням наблюдений.

Малолетними Корневищными

20 30 40 20 30 40

54 117+0,9 71,0 59,0 59,0 78,8 77 60,5

81 123±0,9 54,2 39,3 35,1 67,3 42,8 40,8

108 205+1,2 28,8 25,0 23,1 55,0 38,6 27,8

135 141+1,1 25,3 23,8 20,1 51,3 35,2 22,5

162 168±1,0 18,7 18,7 14,4 47,0 32,4 20,3

Зеллек-супер - граминицид, который рекомендуется для уничтожения злаковой сорной растительности (таблица 1). Для лесных питомников на легких почвах это особенно актуально, так как в их напочвенном покрове преобладают малолетние и многолетние злаки.

Даже максимальные дозы зеллек-супер обладают недостаточной эффективностью уничтожения сорной раститетьности в лесных питомниках со сложным типом засоренности

Эффективность применение зеллек-супер при злаковом типе засоренности в лесных питомниках значительно выше (таблица 2) Минимальная доза 54 г д в /га снизила численность малолетних злаков, (просо куриное и мятлик однолетний) на 30 день после опрыскивания на 82,8 % На 40 день эксперимента отмирает до 86,5 % сорняков этой группы У многолетних злаков в течение сорокадневного срока наблюдений усыхает до 62,4 % Увеличение дозы препарата до 81-108 г д в /га увеличивает токсичность препарата для малолетних и многолетних злаков до 98-100 %

Таблица 2

Эффективность применение зеллек-супер при злаковом типе засоренности в лесных питомниках

Доза, г д в /га Исходная засоренность, шт /м: Засоренность однодольными сорняками, % к контролю по дням наблюдений

малолетними многолетними

20 30 40 20 30 40

54 469±2,0 34,7 17,2 13,5 69,7 55,3 37,6

81 482±1,9 26,3 11,8 2,7 54,4 40,4 27,6

108 543±1,2 18,0 10,2 2,2 31,2 17,9 7,4

135 628±1,1 12,3 4,7 — 26,4 8,9 —

162 589±1,9 10,5 4,0 — 22,3 6,4 —

Эффективность применения старане против каждой из морфологических групп сорняков различна Препарат уничтожал от однолетние на 46,3—91,4 %, многолетние корнеотпрысковые сорняки погибали в количестве 60—93 % Наиболее устойчивы к гербицидному действию препарата корневищные сорные растения, их убыль составила 12,5-38,9 %

Наибольшая эффективность уничтожения сорной растительности в лесных питомниках со сложным типом засоренности достигается при совместном использовании 1080 г д в/га раундапа и 162 г д в/га зеллек-супер (таблица 3) Два варианта баковой смеси (1080+108 и 720+162 г д в/га) незначительно отличались по эффективности действия на сорный компонент лесного питомника Все приведенные баковые смеси уничтожали сорняки эффективнее, чем раундап в дозе 2520 г д в /га или зеллек-супер в дозе 162 г д в /га

Токсический эффект баковой смеси старане и зеллек-супер в дозах 350+108 и 350+162 г дв/га для сорных растений в составе смешанного типа сорных ассоциаций выше (95-98,5%), чем у препаратов по отдельности, а так же выше чем у дозы раундапа 2520 г д в /га

Таблица 3

Эффективность применения баковой смеси раундапа и зеллек-супер при сложном типе засоренности в лесных питомниках

Раундап +зеллек-супер, г д в /га Исходная засорен -ность, шт /м2 Засоренность сорняками, % к контролю по дням наблюдений

Малолетними Многолетними

корнеотпрысковыми корневищными

20 30 40 20 30 40 20 30 40

360+54 132±1,0 54,3 48,3 44,2 62,3 57,4 52,5 56,3 49,8 46,4

360+108 117±0,7 45,2 38,8 24,6 55,2 47,3 40,2 47,2 33,5 27,9

360+162 175±1,2 39,2 30,1 19,3 54,2 47,5 48,5 36,2 27,4 16,2

720+54 109±0,4 32,3 24,5 22 1 36,7 30,4 28,4 31,8 25,5 24,3

720-1-108 129±1,0 27,4 20,3 16,4 32,3 27,1 20,7 29,3 22,6 17,1

720+162 212±1,3 24,1 16,3 5,1 20,5 26,3 11,0 23,4 18,5 4,1

1080+54 147±0,9 16,2 3,8 — 20,4 13,7 6,5 17,0 2,3 —

1080+108 156±0,8 9,2 2,4 — 15,7 10,9 3,0 10,4 4,2 —

1080+162 171±1,2 1,2 — — 6,4 1,7 0,3 3,1 — —

6. Чувствительность посадочного материала хвойных пород к гербицидам

Важнейшим показателем, определяющим возможность применения гербицидов в лесных питомниках, является отношение к ним выращиваемого посадочного материала Наиболее чувствительны к арборицидному действию препаратов сеянцы в первые месяцы выращивания (И В Шутов, 1989)

С увеличением дозы раундапа от 360 до 2160 г дв/га, прослеживается четкая зависимость в увеличении размеров сеянцев Максимальных размеров сеянцы достигают на опытных участках, где применяли препарат в количестве 2160 г д в /га Здесь средняя высота составляет 7,1 см против 6,2 см на контроле Диаметр корневой шейки так же увеличивается на 16 % по сравнению с контролем Длина корней и их масса на 0,7 см больше, чем на контроле Воздушно-сухая масса 100 сеянцев на 1,57 г больше, чем на контроле Густота посевов и сохранность сеянцев к концу вегетационного сезона так же наибольших значений достигает на вариантах опыта, где применяли раундап в дозе 2160 г д в /га

Дальнейшее увеличение дозы раундапа до 3000 г дв/га замедляло развитие сеянцев ели, снижая их прирост по диаметру, в высоту, длину корней, среднюю массу сеянца и хвои

Зеллек-супер относится к контактно-системным гербицидам, его воздействие на выращиваемые растения изучалось при проведении химической прополки через месяц после появления всходов Применение дозы 54 г д в /га

приводило к положительному эффекту для сеянцев ели. Густота посевов на вариантах опыта на 23-52 % выше, чем на контроле. Средняя высота, длина корней и диаметр корневой шейки на опытных участках на 7-25 % больше контрольных показателей.

Использование зеллек-супер для химического ухода за посевами сосны не имеет арборицидного эффекта. На всех вариантах опыта биометрические показатели сеянцев выше, чем на контроле. Густота посевов на опытных делянках на 32-50 % выше, чем на контроле. Сохранность посевов на 6-15 % превосходит аналогичный показатель контроля.

Изучение действия старане на посевы ели дало положительные результаты в плане его применения для химической прополки посевов хвойных пород. Применение доз препарата в диапазоне от 200 до 500 г д.в./га, снижает засоренность с 64,5 % до 44,2 % и положительно влияет на рост сеянцев в высоту, по диаметру, охвоенность растений.

Обработка однолетних посевов сосны препаратом в дозах от 200 до 500 г д.в./га положительно влияет на биометрические показатели растений сосны. Густота посевов на опытных делянках на 35-55 %, сохранность на 4-14 % выше, чем на контроле.

Предвсходовое использование лонтрела в малых и средних дозах 160, 250, 340 г д.в./га, снижало засоренность посевов на 50,0, 57,6 61,3 % соответственно и положительно влияло на рост и развитие растений ели. Густота посевов на 35,2-44,3 %, а сохранность на 3-4 % выше контроля.

Применение двух максимальных доз препарата 430 и 520 г д.в./га так же позволило сеянцам достичь больших параметров, чем не контроле. Но показатели роста и развития сеянцев были несколько ниже, чем на варианте опыта, где применяли лонтрел в дозе 340 г д.в./га. Использование препарата в максимальных дозах снизило сохранность по сравнению с низкими дозами. На 57 % уменьшилась густота посевов по сравнению с дозами 250, 340 г д.в./га.

На всех вариантах опыта, где применяли лонтрел, сеянцы лучше растут в высоту, по диаметру и отличаются более развитой корневой системой. Снижение конкуренции со стороны сорной растительности способствует лучшей сохранности посевов, а так же увеличивает густоту посевов.

Использование лонтрела для химической прополки посевов сосны в дозах 160-340 г д.в./га положительно влияет на рост и развитие посадочного материала. Биометрические показатели сеянцев на этих вариантах опыта превосходят аналогичные для контроля. Густота посевов на опытных участках на 27-35,7 %, сохранность на 5-15 % к концу вегетационного периода превышает показатели контроля. Увеличение дозы препарата до 430-520 г д.в./га несколько снижает рост сеянцев в высоту, по диаметру и их весовые показатели.

7. Влияние гербицидов на почву лесных питомников Брянского округа зоны широколиственных лесов

Важнейшим из факторов определяющих регламент применения гербицидов для борьбы с сорняками в лесных питомниках, является влияние химических обработок на почвенное плодородие и микробоценозы почвы

Непосредственно на химические и физические свойства почвы современные гербициды практически не влияют (И В Шутов и др, 1991, Р И Словцов, 1993) Но они оказывают активное влияние на почвенную микрофлору и комплекс произрастающих растений, что, в свою очередь, отражается на почвенных процессах, а в конечном счете и на плодородии почвы (И В Шутов и др, 1991)

На опытных делянках, где применяли раундап повышается содержание подвижных форм фосфора в 1,2-1,34 раза, калия в 1,17-1,2 раза Через 30 дней после обработки зеллек-супер наблюдается увеличение содержания форм фосфора в 1,23-1,25 раза, калия в 1,12-1,17 раза Под влиянием старане содержание подвижных форм фосфора увеличилось до 704-722 мг/ кг, калия до 100-118 мг/кг Изменения содержания подвижных форм элементов питания под влиянием лонтрела были различны, в отношении фосфора эти изменения проявились сильнее, а в отношении калия слабее, чем после применения других гербицидов Содержание подвижных форм фосфора увеличилось в 1,31-1,39 раза, калия в 1,1-1,14 раза

7.2 Влияние гербицидов на биологическую активность почв лесных питомников В результате жизнедеятельности целлюлозоразрушающих микроорганизмов ежегодно на земной поверхности разлагается огромное количество целлюлозы, содержащейся в органических остатках (Е Н Мишустин, В Т Емцев, 1987)

Скорость деструкции клетчатки на опытных участках обработанных разными дозами раундапа на 10 день экспозиции выше, чем на контроле за исключением варианта с дозой 3000 г д в /га На 20 день интенсивность разложения клетчатки на участках с применением доз 2520, 2800, 3000 г д в /га была ниже, чем на контроле На 30 день после применения гербицидов наступает период депрессии, который заканчивается спустя три месяца после закладки полотна в почву, что свидетельствует о восстановлении активности целлюлозоразрушающих микроорганизмов

На участках обработанных зеллек-супер скорость разложения целлюлозы на 10 и 20 день после применения препарата была несколько выше, чем на контроле На 30 день наблюдений скорость деструкции клетчатки на опытных участках замедлилась На 60 день наблюдается практически полное восстановление уровня жизнедеятельности целлюлозоразлагающих микроорганизмов

На 10 и 20 дни экспозиции разрушение клетчатки на участках обработанных старане происходила более активно по сравнению с контролем, за исключением дозы 500 г д.в./га. Отрицательное влияние препарата наблюдается с 30 по 60 дни учета. На варианте опыта, где применялась доза старане 500 г д.в./га к 30 дню наблюдений интенсивность разложения клетчатки восстанавливается и превосходит показатели контроля.

Лонтрел оказывает ингибирующее влияние на активность целлюлозоразлагающих микроорганизмов с 10 по 40 день наблюдений. Затем интенсивность разложения клетчатки на всех вариантах опыта восстанавливается и на 60 день на 12-16 % превышает показатели контроля.

Как показали проведенные исследования интенсивность выделения почвой С02 зависит от дозы гербицида. Раундап в минимальной дозе 720 г д.в ./га подавлял жизнедеятельность почвенной микрофлоры в первые 15 дней. На 20 день выделение С02 увеличивается, а на 60 день приближается к величине контроля достигая 240 мг/м2/ч.

Доза 1800 г д.в./га сильнее воздействовала на активность микрофлоры почвы, и хотя период уменьшения активности дыхания почвы более короткий (10 дней), но восстановление уровня дыхания более длительное.

Период депрессии микрофлоры после применения 2800 г д.в./га раундапа длится 30 дней, затем объем выделения С02 увеличивается и приближается к контролю на 60 день наблюдений.

Старане так же негативно влияет на уровень микробиологической активности почвы снижая выделение С02 ее верхним слоем (рис. 1). В первые 30 дней дозы 350 и 500 г д.в./га в большей степени подавляли уровень дыхания почвы.

Рис. 1.

в 1в >0 10 40 00

Дни наблюдений СаСтараиа 200 НСтарвм« 350 ШСтараиа 500 аКоктропь 0.0

Динамика выделения С02 почвой лесного питомника после применения старане.

Начиная с 40 дня наблюдений объем дыхания почвы восстанавливается и приближается к выделению СО; при минимальной дозе старане (200 г д в /га) На 60 день количество выделяемого почвой СО; на всех вариантах выравнивается, но остается несколько ниже, чем на контроле

Зеллек-супер в дозах от 54 до 162 г д в /га снижает выделение СО; почвой в течение первых 20 дней после его применения Затем значение данного показателя восстанавливается и приближается к контрольным данным на 40 день и несколько превосходит значения контроля на 60 день наблюдений

Дозы лонтрела 160 и 340 г д в /га резко снизили выделение СО; уже на 5 день наблюдений, тогда как доза 520 г дв/га сохраняет значение данного показателя на уровне контроля На 30 день объем выделения почвой СО; при высокой дозе лонтрела уменьшается и на всех вариантах опыта достигает значений контроля к 60 дню после обработки

Применение раундапа во всех вариантах снижало численность почвенных сапрофитов На 30 день наблюдается резкий рост их численности на варианте с дозой 720 г д в /га, и в дальнейшем количество сапрофитов остается на 5-8 % выше, чем на контроле На вариантах опыта, где применяли раундап в дозе 1800 г д в /га численность сапрофитов восстанавливается на 40 день, а при использовании максимальной дозы только на 60 день наблюдений Минимальная доза старане подавляет численность сапрофитной микрофлоры только в течении первых 20 дней Восстанавливается их количество с превышением контрольных значений в 1,3 раза уже на 30 день наблюдений

В первые 20 дней после применения зеллек-супер стимулировал рост численности сапрофитных микроорганизмов (рис 2)

Рис 2

200 1 S0 160 140 120 100 80 60 40 20

10день 20день 30 день 40 день 60 день

Дни наблюдении ES 5 4 г д в /га Q108 г д в /га 0П1162гдв/га Пконтроль

Влияние зеллек-супер на численность сапрофитных микроорганизмов почвы лесного питомника

»JL

lili!

На 10 день после обработки самая большая численность сапрофитов наблюдалась на варианте с дозой 108 г д.в./га.Несмотря на то, что на 20 день наблюдений численность сапрофитов на опытных участках была выше чем на контроле, уже наблюдается тенденция к ее общему снижению. На 30 день наблюдается ингибирование численности сапрофитов на всех вариантах опыта. Начиная с 40 дня численность сапрофитов восстанавливается и на 60 день превышает данные контроля.

Лонтрел в первые 10 дней так же как и зеллек-супер стимулировал рост численности сапрофитов (рис. 3). На вариантах опыта с дозой препарата 160 г д.в./га прирост численности сапрофитов составил 140 %, при дозе 340 г д.в./га численность сапрофитов превышала показатели контроля на 143 %. На опытных участках с применением дозы 520 г д.в./га численность почвенных сапрофитов была наименьшей.

Рис.3.

10 20 30 40 60

Дни наблюдений ^160 г д.в./га В340 г д.в./га Е2520 г д.в./га Оконтроль

Влияние лонтрела на численность сапрофитных микроорганизмов почвы

лесного питомника

Пик депрессии сапрофитов приходится на 40 день после обработки. Восстановление численности происходит на 60 день наблюдений.

8. Экотоксикологическая и экономическая характеристика использования гербицидов в лесных питомниках

Применение гербицидов сопряжено с потенциальной и реальной опасностью, обусловленной такими их свойствами, как токсичность для человека и полезной фауны, способность вызывать побочные эффекты и

отдаленные последствия Все это требует изучения побочных эффектов при изучении гербицидов, объективной оценки опасности и путей ее преодоления (МИ Лунев, 1987, 1991, 1992, Р И Словцов, 1993, 1995, М С Соколов идр, 1994)

В П Васильев, В Н Кавецкий, Л И Бублик (1989) разработали экотоксикологические нормативы и классификацию, объединяющие гигиенические показатели действия пестицидов на человека (категория А), полезных животных и поведения их в окружающей среде (категория В)

Мы использовали следующие критерии экологическую нагрузку, степень опасности используемых препаратов (СО), прогнозируемое загрязнение (ПЗ) и агробиологический индекс (АЭТИ)

Исходя из четырехступенчатой градации опасности токсических веществ, принятом в гигиеническом и экологической токсикологии, уровни загрязнения территории при значениях АЭТИ от 0 до 1 - малоопасный, 1-5 - среднеопасный, 5-8 - повышенной опасности, 8-10 - высокоопасный

Рассчитанный по этим методикам экотоксикологический индекс является общим качественным информативным признаком оценки опасности пестицидов и его можно использовать для оценки вероятного экологического ущерба при использовании того или иного препарата (Р И Словцов, 1995)

Таблица 4

Экотоксикологическая характеристика гербицидов и их баковых смесей

Гербицид Доза, кг/га СО ПЗ, уел кг/га АЭТИ

Раундап 3,0 5 1.2 0,0254

Зеллек-супер 0,162 7 0,0462 0 000105

Старане 0,5 7 0,1429 0,00042

Лонтрел 0.52 6 0,1733 0.000559

Раундап+зеллек-супер 1.08+0,162 5,2 0,4782 0,00617

Раундап+лонтрел 1,08+0.34 5.5 0 5453 0 00401

Раундап+старане 1,08+0,35 52 0,532 0,0038

Зеллек-супер+старане 0,162+0,35 7 0,1462 0,00044

Зеллек-супер+лонтрел 0,162+0,34 6.1 0,3862 0.0020

Полученные таким образом показатели оценки экологической опасности гербицидов (таблица 4) свидетельствуют, что предложенные гербициды в условиях Брянского округа зоны широколиственных лесов в целом безопасны

Высокая экономическая эффективность применения химического метода в питомниках доказана многими авторами (Л Ю Ключников, 1995, И В Шутов и др 1989)

Расчеты нормативной технологической себестоимости выращивания сеянцев сосны и ели, сделанные для лесных питомников Брянского округа зоны

широколиственных лесов с супесчаными почвами показали, что при сильной засоренности гербициды позволяют снизить технологическую себестоимость на 34-38 % при увеличении выхода стандартных сеянцев. Применение гербицидов снижает трудозатраты на выращивание 1 га сосны в 3 раза, ели - в 2,3 раза.

Выводы и рекомендации производству.

1. В условиях Брянского округа зоны широколиственных лесов поля лесных питомников засорены 46 видами сорных растений, относящихся к 16 ботаническим семействам. Наиболее многочисленны злаковые сорняки, встречающиеся на всех питомниках региона. Выделены два типа засоренности: сложный и злаковый.

2. Рекомендовать раундап (2100-3000 г д.в./га) или баковые смеси раундап+зеллек-супер (720+162, 1080+54, 1080+108, 1080+162 г д.в./га); раундап+лонтрел (1080+250, 1080+340); старане+зеллек-супер (350+108,350+162 г д.в./га); зеллек-суперн-лонтрел (108+340, 162+340) для борьбы со сложным типом засорения.

3. При химическом уходе за посевами ели европейской и сосны обыкновенной для уничтожения однодольных сорняков возможно использование зеллек-супер в дозах 108, 135, 162 г д.в/га. Для борьбы с широколиственными сорняками в посевном отделении могут эффективно использоваться старане (200-500 г д.в./га), лонтрел (160-430 г д.в./га). Использование этих препаратов не имеет негативных последствий для посадочного материала сосны и ели.

4. Установлено, что под влиянием действия гербицидов снижался вынос элементов питания из почвы сорными растениями.

5. Гербициды оказывают временное ингибирующее действие на процесс дыхания почвы в течении 40-60 дней в зависимости от дозы и вида гербицида.

6. Физиологическая группа микроорганизмов круговорота азота реагирует на внесение гербицидов в почву по-разному: раундап и лонтрел снижают активность целлюлозоразрушающих микроорганизмов в течение 40 — 60 дней, затем уровень их активности восстанавливается. Зеллек-супер и старане стимулируют деятельность целлюлозоразрушающих микроорганизмов в первые 20 дней после обработки, затем наступает период депрессии, который заканчивается на 60-90 день.

7. Действие гербицидов на таксономические группы микроорганизмов зависит от вида и дозы препарата: депрессия численности бактерий, сапрофитов и бацилл дерново-подзолистой почвы носит временный характер, полностью численность этих групп микроорганизмов восстанавливается на 60 день.

8. Комплексная оценка опасности загрязнения агроценозов и территории питомников по агроэкологическим, гигиеническим и этоксикологическим критериям показало резкое снижение уровня загрязнения при использовании

зеллек-супер, старане тонтрела и баковых смесей этих препаратов по сравнению с раундапом

9 Применение гербицидов в лесных питомниках хозяйственно целесообразно и обеспечивает значительное снижение материальных затрат при выращивании посадочного материала

Список работ опубликованных по теме диссертации

1 Влияние гербицидов на биологическую активность почвы в лесных питомниках // Вопросы лесоведения и лесоводства Сб науч тр - Брянск БГИТА,

1998 -Вып 7 - С 49-52

2 Испытания гербицидов в тесных питомниках // Вопросы лесоведения и лесоводства Сб науч тр - Брянск БГИТА, 1998 -Вып 7 - С. 52-55 (Соавтор В П Тарасенко)

3 Эффективность контактно-системных гербицидов 4 поколения в лесном питомнике // Вклад ученых и специалистов в национальную экономику Мат-лы науч -техн конференции - Брянск БГИТА, 1998 - Т 1 - С 16-18

4 Изучение влияния контактно-системных гербицидов на сорную растительность парового поля постоянного питомника Жиздринского лесхоза // Вклад ученых и специалистов в национальную экономику Мат-лы науч -техн конференции - Брянск БГИТА, 1998 - Т 1 - С 18-21

5 Оценка степени опасности гербицидов, их баковых смесей и оценка потенциального загрязнения почв лесных питомников // Экология Мат-лы IV Пущинской конференции мочодых ученых - Пущино, 1999 - С 37-38

6 Изменение целлюлозоразлагающей активности микрофлоры почвы после применения баковой смеси гербицидов старане и зеллек-супер // Вопросы лесоведения и лесоводства Сб науч тр - Брянск БГИТА, 1999-Вып 8 - С 17-18

7 Изучение эффективности и экологической безопасности применения баковой смеси гербицидов в школьном отделении лесного питомника // Актуальные проблемы экологии на рубеже третьего тысячелетия и пути их решения Мат-лы междунар науч -практ конф -4 2- Брянск - 1999 - С 86-89

8 Изучение видового состава сорных растений в лесных питомниках // Проблемы лесоведения и лесоводства Сб науч тр ИЛ НАН Беларуси - Вып 50 - Гомель ИЛ НАН Беларуси, 1999 - С 60-69

9 Изучение влияния гербицида зеллек-супер на структуру почвенного биогеоценоза лесного питомника // Вклад ученых и специалистов в национальную экономику Мат-лы науч -техн конференции - Брянск БГИТА,

1999 -Т 1

10 Опыт применения старане в лесных питомниках Брянского округа зоны широколиственных лесов // Ресурсосберегающие технологии в лесной и деревообрабатывающей промышленности Мат-лы международной науч -техн конференции - Минск БГТУ, 1999 - Т 2 - С 143-147 (соавтор Тарасенко В П )

СОЛОНЦОВ Олег Николаевич

Экологическая безопасность и эффективность применения гербицидов в лесных питомниках Брянского округа зоны широколиственных лесов

Лицензия ЛР №021039 от 13.02.96г. Подписано в печать 15.03.2000 г. Заказ № 11 Формат 60X84 1/16 Тираж 100 экз. Усл. печ. л. 1,0 Брянская государственная инженерно-технологическая академия 241037, г. Брянск, пр. Станке-Димитрова, 3 Отпечатано в типографии Лесного института. Т. 740-397