Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Экологическая оценка применения химических средств защиты растений при возделывании культур в севообороте на дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "Экологическая оценка применения химических средств защиты растений при возделывании культур в севообороте на дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве"

РГ6 од

/ О и»г* <00#ОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА / 0 > ... Й ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи КОВАЛЕНКО Людмила Васильевна

удк 631.46 : 631.95 : 631.4 : 632

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРИМЕНЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ КУЛЬТУР В СЕВООБОРОТЕ НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ТЯЖЕЛОСУГЛИНИСТОЙ ПОЧВЕ

Специальность: 03.00.07 — микробиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА 1993

Работа выполнена во Всероссийском ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте удобрений и агропочвоведения им. Д. Н. Прянишникова.

Научный руководитель — доктор биологических наук Е. X. Ремпе.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор С. В. Летунова, кандидат географических наук, доцент А. И. Чекерес.

Ведущее учреждение—Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии.

Защита диссертации состоится «

/¿/» МОЛ,......

1993 г. в «/^ » часов на заседании специализированного совета К 120.35.06 в Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева по адресу: 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 49, сектор защиты растений ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТСХА.

Автореферат разослан <г/^» . ^Ч^ .... 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета — кандидат биологических наук

Л. В. Мосина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы. При интенсивной химизации земледелия значительно возросли антропогенные нагрузки на почву, и поэтому важно не только получать высокие урожаи возделываемых сельскохозяйственных культур, особенно при возделывании их по интенсивным техно логиям, но и знать какое влияние средства химизации, прежде всего -применение химических средств защиты растений, оказывают на био логические свойства почвы и качество получаемой продукции.

Обычно загрязнение почвы и конечной продукции остаточными количествами пестицидов связывают с нарушением технологии применения и использования пестицидов. Однако, негативное влияние связано, не только с тем фактом, но с более существенными проце ссами их трансформации в почве, а также с возможным поступлением препаратов в растение при их применении в рекомендованных дозах.

Степень отрицательного эффекта пестицидов в основном зависит от того насколько быстро и эффективно происходит их детокснкация в природных условиях.

Основную роль в детоксикации препаратов игре.»? почвенные микроорганизмы. Но в тоже время препараты оказывают воздействие на различные группы микроорганизмов и их жизнедеятельность. Др-.-i— г/.онпние пестицидов монет приводить к перестройке экологическом обетайонкн в почло, кп;.-,ен;;я ее ¡¿-¡крзбоценоз - угнетай одни груши.' микроорганизмов и стимулируя раэшюжсшю других, «ридстрштоли которых способны продуцировать фитотоксическко negror , и тем

усугублять негативное пдияна« применяемы:: ир»;Пяратои. [»ото-ку асоокодяма глубокая научная оценка экологически;-.: последствия дриыоиеиия пестац«ков не только при их прямей дойетоки, но и в послзд«йст»ия на комплекс показателей, характеризующих уоогвй и его качество, оиологические свойства почвы а биоконц-зн^рацию прииен

няемых химических средств защиты растений в растительных и животных организмах.

, Цель и задачи исследований. Цель» исследований явилось влияние длительного применения химических средств защиты растений в рекомендованных дозах на биологические, и экологические свойства дерново-подзолистой тяжелосуглинистой- почвы, и влияние пестицидов на получаемую сельскохозяйственную продукцию в зерно-пропашном севообороте при разных системах удобрений.

В связи с этим были поставлены следующие задачи исследований

1. Изучить влияние гербицидов и комплексного применения препаратов (гербицидов, фунгицидов, ретарданта ) на динамику численности основных групп микроорганизмов, участвующих в трансформации азота удобрений и органического вещества навоза и почвы -аммонифицирующих бактерий, микроорганизмов, использующих минерала ный азот, целлюлозоразрушающих микроорганизмов, сапротрофных грибов и нитрифицирующих бактерий.

2. Шяснить влияние пестицидов на возможный сдвиг микробо-ценоза различи!« групп микроорганизмов.

3. Определить влияние пестицидоЕ на общую биологическую активность дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвк аппликационным методом.

4. Изучить влияние применяемых препаратов на токсичность дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы.

5. Вменить возможность аккумуляции препаратов в корневой системе и конечной продукции возделываемых в севообороте культур методом определении суммарной токсичности с использованием перспективного биотесга - редиса красного.

Научная новизна. ЕЬервые установлено, что комплексное применение химических средств защиты растений в рекомендованных дозах в севообороте при прямом действии оказывает негативное влияние на микробоценоз дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы: снижается численность аммонифицирующих бактерий, происходит сдвиг микроценоза целлюлозоразрушающих микроорганизмов почвы: снижается ' процентное содержание грибов и актиномицетов, активных продуцентов1 фитотоксических веществ. Единый микроценоз восстанавливается в последействии препаратов, в нем получают преобладание целлю-лозоразрушащие бактерии, снижается процентоное содержание двух .последних групп микроорганизмов.

Шервые для определения экологических последствий применения пестицидов была использована методика определения суммарной токсичности почвы, корневой системы и конечной продукции, обусловленная остаточными количествами пестицидов, их метаболитов и метаболитов грибов и актиномицетов. Показано, что применяемые пестициды не только обусловливают токсичность почвы, но они аккумулируются в корневой системе и конечной продукции, возделываемых в севообороте культур, что приводит к получению экологически неполноценной продукции. Наиболее высокая токсичность наблюдается пр при применении комплекса препаратов.

Практическая значимость.Казработана методика определения суммарной токсичности почеы, корневой системы и конечной продукции возделываемых культур при использовании химических средств защиты растений.

Показано, что применение песиицкдов в рекомендованных дозах, не только снижает засоренность посевов и повышает урожай, но и приводит к аккумуляции токсических веществ в культурных

растениях. Подтверждена нецелесообразность применения химических средств защиты растений под все культуры севооборота. При последействии препаратов можно очистить почэу от. остатков пестицидов.

Изучение экологических последствий применения пестицидов в длительном опыте имеет общетеоретическое значение и используется в учебной работе в лекциях на кафедре агрохимии и кафедре микробиологии ТСХА.

Апробация работ». Основные результаты исследований докладывались на йюсоюзной школе молодых ученых и специалистов: " Интенсивные технологии возделывания зерновых культур - важнейший резерв увеличения производства и повышения качества зерна ",.в г. Звенигороде, в 130? г., доклад был отмечен второй премией.

Публикации : По материалам диссертации опубликовано четыре статьи, пятая находится в печати.

Обьем р&ботыб Материал диссертации изложен на 144 страницах машинописного текста, содержит 46 таблиц, 19 рисунков, состоит из введения, обзора литературы, шести глав эесаориментальной части, выводов, списка литературы ( 150 источников, в том числе иностранных 45). Б приложении 19 таблиц.

:аТСШКА ИССЛЕДОВАНИЙ И УСЛОВИЯ пгоь&ания ОПЫТА.

Исследования проводили е стационарно,-л долевом опьгге йЦ-2 заложенном в 1962 году на дерново-подзолистой тяжелосуглиннстой почве на Центральной опытной станции Б'УА "Барыбкно", в пятой ротации :?ерно-пропп»ного севооборота со следующим чередованием культур: вико-овсянал смесь; озимая пзеница; картофель; ячмень подсевом клевера; клевер; озимая пшеница. Иоьторность деля-

о

нок четырехкратная. Площадь делянки 90 м . В опяте изучались две системы удобрений - органо-минаральная и минеральная.

К началу пятой ротации сложилась следующая агрохимическая характеристика почвы. При органо-минеральной' системе: гумус 2,1-2,25?, содержание подвижного фосфора и калия 19-21 и 15,7-17 мг на 100 г почвы; рН CQJ¡ - 5,6-5,9; гидролитическая кислотность 1,4-1, 7 мг-экв./ЮО г почвы.

При минеральной системе - рНС0Л -6,0; гидролитическая кислотность - 1,5-1.7 мг-экв./ЮО г почвы; гумус 1,9-2,2 %•, подвижный фосфор 19-21 и калий 16-18 мг'на 100 г почвы.

В течение 24 лет в севообороте применяли гербициды. С 1987 года под культуры применяют гербициды и комплекс пестицидов -гербициды, ретардант, фунгициды.

При возделывании первой культуры пятой роташш севооборота (вико-овсяная смесь) изучали последействие длительного применения гербицидов на биологическую активность и токсичность почвы.

С 1987 года и в последующие годы изучали влияние применения комплекса средств химизации на урожай, биологическую активность, токсичность дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы и возможную аккумуляцию токсических веществ в получаемой продукции.

Схема опыта.

I. ЦРК + навоз ( фон I ); 2. Зон I + гербициды; 3. Фон I + комплекс средств химизации ( гербициды, ретардант, фунгициды ); 4. NPK (фон 2); 5. Фон 2 + геббициды; 6. Фон 2 + комплекс средств химизации.

В каждую ротацию севооборота вносили : Фон I (органо-мине-ральная смесь) - 60 т/га навоза ( по 30 т/га под вико-овес и

1Гарге$«?ль( N390 РЗОО К 455; Фон 2 - ]МРК ( по питательным веществам эквивалентен фону I). Навоз - полупревший и Еьщержанный в штабеле - осень» под зяблевую вспашку.

Минеральные удобрения - аммиачная селитра, двойной суперфосфат, хлористый калий. Под озимую пшеницу - РК и 0,5 II - перй посевом под предпосевную культивацию,' 0,511 весной, в период весенней подкормки.

При возделывании второй культуры севооборота (озимой пшеницы применяли гербицид, осенью перед посевом вносили симазин в производственных дозах 0,25 кг/га д.в.; весной 2,4ДД в дозах 0,8 кг/га д.в.; весной применяли тур 3,6 кг/га; фунгициды осенью фундазол 0,4 кг/га, весной и летом тилт 0,125 кг/га д. в. Под картофель -прометрин 1,5 кг/га; в фазу всходов; фунгицид, ридомил 0,5 кг/га; тур 2 кг/га в фазу цветения.

Микробиологические и экологические исследования проводили . по фазам вегетации культур севооборота.

ГЬивенные образцы с пахотного горизонта (слой 0-25 см) отбирали по фазам вегетации возделываеиых культур с 2-х смежных повторений опыта ( средний образец составляли из 20-ти индивидуальных проб). Микробиологические исследования проводились согласно методическим рекомендациям по оценке токсического действия пестицидов на микрофлору, почвы ШШ сельскохозяйственной микробиологии.

Анализы проводили методом посеЕа почвенной суспензии определенных разведений на жидкие и плотные питательные среды. Аналитическая повторность на каждой питательной среде 4-х кратная. Использовали следующие среды : мясо-пептонный бульон (численность аммонифицирующих бактерий ); водный агар с наносанлем аммонийно-магниевой соли фосфорной кислоты (численность нитрифиц/.руюцих

бактерий); агар Гетчинсона с кружками фильтровальной бумаги (численность целлюлозоразрушающих микроорганизмов - бактерий, грибов,актиномицетов); агар Чапека-Докса ( численность сап-, ротрофных грибов); мясо-пептонный агар (микроорганизмы, использующие органические вещества азота); крахмало-аммиачный агар (микроорганизмы, использующие минеральные соединения азота),

Биологическую активность почвы определяли аппликационным методом по интенсивности разложения льняного полотна. (Мишус-тин.Е.Н., Вэстров И. С., Петрова А.Н. 1963, 1976).

Суммарную токсичность почвы, корневой системы я конечной •продукции, связанную о остатками пестицидов, метаболитов препаратов и продуктов метаболизма фитотоксичных микроорганизмов определяли разработанным нами методом растительного биотеста (Минеев В. Г., Вэмпе Е.Х., Воронина Л. П., Коваленко Л. В., 1991). Результаты микробиологических исследований обрабатывались дисперсионным методом ( Дэспехов Б. А., 1987).

' РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. I. Бчияние химических средств защиты растений на численность основных групп микроорганизмов и на общую биологическую активность почвы.

Проведенными микробиологическими исследованиями установлено, что наибольшее влияние длительное применение препаратов, в течение 24 лет оказало на группу аммонифицирующих' бактерий, которые составляют в количественном отношении наиболее существенную часть микробоценоза почвы. При последействии препаратов при возделывании вико-овеяной смеси численность аммонофпцирующих бактерий по сравнению с вариантом без их внесения (контроль)

снижалось в 3-6 раз.

При возделывании второй культуры севооборота (озимая пшеница) применение сочетания двух гербицидов (2,4ДА и симазина) в рекомендованных дозах, а также комллевса препаратов (2,4ДА, симазин, тур, тилт. фундазол) ингибировало размножение аммонифицирующих бактерий, при обоих системах удобрений от 2 до У раз. Аналогичная картина наблюдалась и при возделывании картофеля. Ингкбирующих эффект комплекса препаратов при повторном внесении усиливается, снижение численности аммонифицирующих бактерий составляло от б до 16 раз.

Установлена определенная закономерность в востановлении численности аммонифицирующих бактерий в зависимости от возделываемой культуры севооборота.и кратности применения препаратов -снижение численности отой группы микроорганизмов было значительней под вико—о веяной смесью после 24 - летнего применения препаратов, под озимой пшеницей и особенно под картофелем ( второй год применения в севообороте препаратов). При последействии препаратов в течение ДЕух лет ( ячмень с подсевом клевера и клевер) наблюдалось восстановление численности аммонифицирующих бактерий

по сравнению с контрольным вариантом различия в среднем за вегетацию были незничи:>ельными (рис. I).

Применение препаратов в севообороте под разными культурами привело к повышению численности сапротрофных грибов, среди которых преобладающими были грибы рода Ре. п/ с!т активные продуцента фитотоксических веществ. Наибольшая численно! была при внесении комплекса препаратов на минеральной.системе пр! возделывании озимой пшеницы и картофеля. Численность грибоЕ снижалась при возделывании ячменя и клевера (последействие препара-

тов)...

На нитрифицирующие бактерии препараты не оказали влияния. Не оказали негативного влияния и применение препаратов на микроорганизмы использующие минеральный азот. Различия их численности по вариантам опыта либо отсутствовали, либо были недостоверна (табл.1).

Применение препаратов практически не повлияло, при возделывании каждой культуры севооборота и на численность цпллюлозораз-рушающих микроорганизмов, но в значительной степени повлияло на изменение микробоценоза этой группы микроорганизмов. В нем снижалось процентное содержание целлюлозоразрушащих бактерий, повышалось содержание актиномицетов ( до 33-75 %). Особенно это проявилось на минеральной системе при возделывании озимой пшеницы и картофеля. В последействии ( ячмень с подсевом клевера и клевер) различия составляли меньшие величины (рис. 2).

В конце вегетации ячменя и клевера сообщество целлюлозо-разрушающих микроорганизмов было представлено в основном целлюлоз оразрушапщимй бактериями.92-98 %).

Таким обзазом, проведенные исследования позволили установить, что применяемые в севообороте пестициды оказывали в основном ( за исключением аммонифицирующих бактерий) большое влияние не на численность различных групп микроорганизмов, а влия-лина перестройку их микробоценозов.

Данные микробиологических исследований подтвердились результатами, полученными аппликационным методом (табл. 2).

При прямом действии препаратов наблюдалась тенденция к снижению интенсивности разложения целлюлозы по сравнению с контролем, особенно под картофелем, йшсенич препаратов снижало про-

М.1Н /ГЙ.С.П. 100П

80-

60-

40-

20-

Вика-авсянйя

СМЕСЬ

Й

В

Озимая

ЛЫЕНИЦЙ

. >МН./ГЙ.Е.П.

Картофель

60-

КПЕВБР

Й Б

ЕНОг,е:ше ■ герошдгдов '

внесение

коиплакса

предаоауов

Ркс. I Численность шйлонвЗицвдщих бактерии при возделывании культур в система севооборота с причинением пестицидов.

(средние данкае за взгатадпя под дачкой культуро-Д)

Таблица I

Влияние применения химических средств защиты растений на Численность различных групп почвенных микроорганизмов при Возделывании культур в пятой ротации севооборота (средние данные за вегетацию в тыс./г абсолютно сухой почвы)

варианты опыта

Я ЫРК ' ЫРК ЫРК ЫРК ЫРК ЫРК НСР0,5

й JH л & X • навоз навоз, гербициды навоз, комплекс пре ларатов гербициды ' комплекс прс парато з

Микроорганизмы, использующие минеральный азот

1 14000 . 15000 16000 6000 17000 15000 9000 10000

2 16000 8000 7000 18000 ■ 9000 10000 10000 4000

3 6000 4000 5000 3000. 7000 5000 6000 2000

4 8000 9000 7000 4000 ЮСОО 4000 9000 10000

Салротрофные грибы

1 2 3 150 25 24 33 220 205 62 38 43 21 18 33 • 13 27 37 35 230 32 25 24 260 45 14 37 480 94 30 49 44 72 14 30

Нитрифицирующие бактерии

1 2 3 4 135 65 40 70 104 130 100 50 ,45 24 45 40 23 - 50 60 29 120 70 45 90 100 60 60 60 ПО 50 50 ' 45 63 39 37 - 50

- Целлюлозоразрушающие микроорганизмы

1 2 3 4 8 30 37 26 17 25 20 16 33 .. 40 13 20 16 12 20 18 7 40 37 30 17 20 40 27 18 18 37 30 18 22 26 15 II

Примечание : I - озимая пшеница

2 - картофель

3 - ячмень 4клевер

Таблица 2

Влияние средств химизации на биологическую активность дерново-подзолистой тдаелосуглинистой почвы С % разложения льняного полотна)

Система Вариант Сроки экспозиции полотна (дни)

удобрений опыта Озимая пшеница Картофель

30 60 90 30 60 • ■90

Органо - NPK + на- ЕОЗ 31 38 Л 41 '5/ 63

минера- NPK +гер-бициды 27 49 61 22 50 52

ная NPK +комп-лекс - 25 42 65 26 42 50

Минераль- NPK 41 44 67 37 49 62*

ная NPK +гер-бициды 44 50 60 24 39 49

NPK +комп леке - 41 42 76 28 40 43

цент разложения полотна на 9 - .19 %, что связано с негативным влиянием препаратов на биологические свойства почвы.

2. Слияний' химических средств защиты растений на токсичность почвы, корневого сока и конечной продукции культур, возделываемых в севооборотв.

икологическиу.л исследованиями - определние суммарной токсичности биотестом (семена редиса красного), проведенными при возделывании пяти культур севооборота было установлено, что токсичность почвы была незначительна при выращивании вико-овсяной смеси в последействии внесенных гербицидов ( 11-13$), значительной при воз-

делывании озимой пшеницы и картофеля ( 25-43 %), которая достигала на органо-минеральной системе в отдельные фазы вегетации озимой пшеницы до 44 %, а на минеральной системе до 35-45 %. При возделывании ячменя в последействии внесенных препаратов значительная токсичность почвы на обоих системах (23-53 %) наблюдалась до фазы выхода в трубку, после чего она снижалась и была минимальной в фазе восковой спелости (2-15 %), под клевером (второй культурой последействия препаратов) почва практически очищалась, от токсических веществ (рис.3).

Со снижением токсичности почвы одновременно токсические вещества аккумулировались в корневой системе всех возделываемых культур. Как при применении гербицидов, так и ососбенно при применении комплекса препаратов (гербицидов, фунгицидов). Наиболее! высокой эта аккумуляционная способность была при применении комплекса препаратов на минеральной системе. Более низкие размеры аккумуляции препаратов в корневой системе возможно были связаны сосспособностью вносимого навоза и органического вещества почвы адсорбировать вносимые препараты. При возделывании клевера (вторая культура в последействии препаратов) поступление токсических веществ в корневую систему отсутствовало в фазу 1-2 укосов, а было на уровне достоверности при применении комплекса препаратов (рис. 4).

Следовательно в последействии (в первый и второй год) от токсических веществ почва очищается. Этот факт можно объяснить восстановлением микроценоза в почве в последействии препаратов, а также активным поступлением остатков препаратов ь корневуь- систему первой культуры в последействии (ячмень ).

Применение химических средств з.щиты растений обусловило

10086

664422

0

Р

о',:

□зимйя

д ПШЕНИЦА

—и

ч

V

ч

•'Л

• »3.

«И«1

л*.

•Л

■Л

КйРТПФЕЛЬ

у

'V. л<<

Л'Ч

■»л

Я ■ ■

Э

1 2

3

2

3

10088

6644

22 Н

Й

$

Л 3

Ячмень

У;

л

&

Й

В:!

Й И™ Б

п

ЕС

| и

Л №

I

ш

I $

■ич

т

1- грибы'

КШ - а«гиногащв1Ы ¡|в!1- бактерии" •

яШВа Рис.2

Структура мшробоценоза целлшозоразрушащих микроорганизмов прл возделывании культур в севообороте.

1

1

Sí

s £

-О

s

s:

a*

fr>

N

-a «s:

LU 0£ ЧС

<c =r

te cç ЛГ o; ut s=3 с

ГГ)

О

—г-

ft

S?

—r-

§

s*

I

s

—Г-c>

«M

CVÍ

K3 + wrico Чйо

CuQJ П

oOf itq

4 ! -. о nSflH оЩй

"ff?» Í2J ttfOtj

PlCO'^Q)

M

более значительную аккумуляцию токсических веществ в конечной продукции, т.е. оно способствовало получению экологически загрязненной продукции. Так при уборке урожая картофеля токсичность клубней картофеля составляла 59 % на органо- минеральной системе с приме нением гербицидов и 75 % с применением комплекса препаратов, а на минеральной системе соответственно 35 % и 73 % (рис. 4). Более высокую токсичность На органо-минеральной системе можно объяснить более высокими размерами поступления ранее адсорбированных препаратов органическим веществом навоза. Определение суммарной токсичности при хранении клубней картофеля показало, что она снижалась в результате протекания в них биохимических и физиологических процессов через 2,5 месяца наполовину, но оставалась еще значительной и составляла 30 - 35 %.

Сопоставление калибровочной шкалы прометрина, который применялся при возделывании картофеля, с калибровочной суммарной токсичности, определенной биотестированием, дало возможность установить содержание препарата в клубнях, расчитать размеры его аккумуляции в урокае клубней картофеля и процент поступления его от дозы внесенного препарата.

Установлено, что в урожае клубней аккумулировалось прометрина, при подделывании картофеля на органо-минеральной среде, 46 %, а на минеральной системе 28 % от внесенной дозы препарата, содержание прометрина в клубнях картофеля через два месяца хранения .составляло .14 -кд мг/кг клубней, что превышало ИДУ 0,1 мг/кг во много раз, т.е. картофель даже при таком сроке хранения был экологически запрязнсн.

Аккумуляция токсических веществ наблюдалась и при определении суммарной токсичности в колосках ячменя и в зерне. Токсичность колоскоь в фазу молочной спелости на органо-минеральной системе .

5а-8070

бО-\ 5040302010

1\ЯРТОФс/3>

й

&

Е: •

к:

г

ь

<3 с

¡1 и

Л

хз

«V "?

¡ОЭТОФгЛЬ

й : Б

а г<

1^3423 1 2 5 КЗ 123132 12312 3.'1212

си-« ка-^

1 г ■( г л та г

Рис. 4

____________ токсичности корневого сока (I) и конечно!; цродцапгпй!) культур, возделывав:,эх з севообороте

с пр1;:.:е;;е1ше;л хигическвх средств загцгсн растений (в,» к варианту без препаратов) .Л-органо~>\шпорал1ная система уд-борений;Б-г.ашоральиая слстеул удобрений;а-фои+шесение горбсцздов;^он+виесонге ко:лзде:<са пропррагив.Двс х: г-О-.^ази развития растзинк.соотЕстстБе::^ ка^тоС-оль-актквгтш: ^ос?.клунообразование, цвзто:.гв{ячаои.^-виход в ,:п;;эчнзя спвс.ость,воскова.-:; к.~,еве1<-гзц7вкао,укос.Длл2£-.:;артл^елъ-1-пра

уборко,2-чйсэз '¿,5 :.:осшл;хранзнпя;яч.;екь-1-колоски,й - зерно.

при последействии внесения гербицидов составляла 50 %, на минеральной - 75 %, а комплекс препаратов - 65-58 %. Было установлено и наличие токсичности в зерно ячмен^ - 20-28 % в последействии гербицидов и 22-30 % в последействии комплекса препаратов.

Применение химических средств завиты растений способствовало увеличению численности актиномицетов и численности микроми-цетов рода Ре п!с/ ¿£,¿1 т в 1Сомллексе целлюлозоразрушающих микроорганизмов.

По литературным данным многие представители этих груш микроорганизмов способны продуцировать фитотоксические вещества и могут быть причиной повыпения токсических свойств почвы. Шла проверена способность грибов рода Й/п/с/'&'ию ¿/ ^иЗе/г/Ут , а также актиномицетов, продуцировать фитотоксические вещества ( табл. 3).

Таблица 3

Токсичность*культуральных жидкостей грибов и актиномицетов ( в процентах к контролю)

Сапротрофные грибы

Актикомицеты

Культура Средняя дли на корня, мм Дайна корня % К KOI тролю Токсичность Культура Средняя дли на корня, мм Дшна. корня % к ко нтролю Токсичность

Контроль 42,6 - - Контроль 42,6 -' -

I. 26,3 66 34 I 34,0 80,0 20,0

2 30,1 7Gi 6 29,4

3 28,4 66,6 33,4

2. 21,7 50,6 50,0 4 29,0 68,0 32,0

5 29,0 68,0 32.0

3. 14,0 32. 68 6 27,0 63,0 37,0

7 26,8 62, Ь 37,2

4. 31,0 72 2с 8 26,6 62,0 38,0

Для чего чистые культуры этих микроорганизмов выращивали на жидких питательных средах в течение 15 суток, а затем с использованием биотеста редиса была определена фитотоксичность кульр-ных жидкостей. Из восьми выделенных преобладающих в почве культур актиномпцетов такой способностью обладали О культур. Токсичность их культуных жидкостей составляла от 20 до 38 %, а из 7 культур сапротрофных грибов - 4 культуры, относящиеся к родам ^и/ог/игп - 28-66 %.

3. Влияние применения химических средств защиты растений в севообороте на урожай культур.

Учет урожайных данных при применении химических средств защиты растений показал, что при их применении различные культуры реагировали по-разному. В последействии, после длительного применения пестицидов, повыаатся урожай вико/овсяной смеси (первая культура пятой ротации севооборота), существенно повышался урожай зерна озимой пшеницы при прямом действии пестицидов, как на органо-минеральной, так и на минеральной системе удобрнний. Меньлее влияние на урожай оказали препараты при применении их при возделывании картофеля. Снижался урожай зерна ячменя при последействии препаратов, и незначительно повышался урожай сена клевера (табл.4).

Снижение урожая зерна ячменя можно было обьяснить внесением в комплексе препаратов ридомила и тилта, при трансформа-' ции которых, в почве образуется большой набор метаболитов, химическая природа, которых не определена, а также синергидным действием остатков ранее применяемых препаратов.

Тайлица 4

Урожай культур севооборота при применении химических средств защиты растений (ц/га, данные Алиева А. М.)

Система Вариант &1КО- Ззимая Карто- Ячмень Клевер

удобрений ОЕСяная смесь таеница фель сено

Органо- Без пестицидов 20.7 42,6 136 28 83,9

минера- Гербициды 51,6 5й, 0 150 30 - 92,4

льная Комплекс препаратов 32,5 71,7 173 33 юо, а

Мине- Без пестицидов 31,5 47,5 163 30 66,9

ральная Гербициды 45,3 55,1 176 32 73,3

Комплекс препаратов 46,6 76,6 177 25,6 69,3

выводе

1. Комплексное применение удобрений и химических средств защиты растений в зернопропашном севообороте в рекомендованных'дозах оказывало негативное влияние на микробоцсноз дерно-подзолистой тяжелосуглюшстой почвы. Значительно снижалась численность одной из основных групп почвенной микрофлоры - аммонифицирующих бактерий. Возрастала численность сапротрофных грибов при применении комплекса препаратов. На численность других групп почвенной мик-флоры препараты не оказывали существенного влияния.

2. При применении препаратов происходил негативный сдвиг

б микробоценозе целлюлозоразрушающих микроорганизмов - снижалось процентное содержание в нем целлюлозоразрушающих бактерий, возрастало процентное содержание грибов и актиномицетов, продуцентов

фитотоксйчесшгх веществ.

Микробоценоз пячвы восстанавливался при возделывании культур в последействии ранее внесенных под предшествующие культуры препаратнв (под ячменем и клеввром).

3, Для оценки экологических последствий применения химических средств защиты растений необходимо определение суммарной токсичности почвы и конечной продукции,, так как определение остаточных количеств препаратов не дает, обьективной оценки их токсичности.

Перспективными тест-обьектом для определения суммарной о токсичности являются семена редиса красного, отличающиеся от других бийтестоа высокой энергией прорастания и высокой чувствительностью к токсическим веществам.

4. Суммарная токсичность в 2® является достоверной, поскольку при такой токсичности в почве остается а в возделываемые культуры поступает в 2-3 раза больпе токсических веществ, по сравнен»«! с остаточными количествами, определяемыми физико-химическими методами.

о. При прямом действии пестицидов суммарная токсичность почвы при возделывании озимой пшеницы и картофеля составляла при внесении гербицидоз в отдельные фазы вегетации до 44% на органо-минеральной системе и 35-45'на минеральной системе. Наиболее высокая токсичность почвы установлена при внесении комплекса препаратов. В последействии препаратов при возделывании ячменя и клевера сна снижалась до 2~!о и почва практически очищалась от токсических веществ.

6. При применении пестицидов происходит накопление токсических кекес?» :> ••оркввой системе гелделиваюшх культур, кик при прямом действии, так и в последействии. Наибольшая -;оксич-

ность бьша установлена в корневой системе картофеля, возделываемого на двух системах удобрений, особенно на минеральной системе при применении комплекса препаратов - 26-4/ а также в последей ствии при возделывании ячменя - 25-35 %,Иа второй год последействия ( клевер) токсичность была установлена только при внесении комплекса препаратов ( 21-22%).

7. Большая аккумуляция токсических веществ установлена

в клубнях картофеля. При уборке картофеля она на органо-минераль-ноГ: и минеральной системах составляла /о % при применении комплекса препаратов, на минеральной системе при внесении гербицидов 35-59 %; в колосках ячменя соответственно 50-75 % и 57-64 %% в зерне токсичность была ниже 20-28 % и 26-32 %.

8. Сравнение суммарной токсичности, определенной биотестом с калибровочными кривыми препаратов, дало возможность определить количество токсических веществ в получаемой продукции аккумулируется от 30-40 % от внесенной дозы препаратов, т.е. применение пестицидов в рекомендованных дозах не обеспечивает получения экологически чистой продукции.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации.

1. Коваленко Л. В. Биологическая активность дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы при систематическом внесении средств химизации.//Доклады ВАСХНИЛ.-1988.-№ 7.-е. 44-46.

2. Определение суммарной токсичности почвы, коревой системы и конечной продукции при применении химических средств защиты растений: Методика и результаты, /¡йинеев В. Г., Взмпе Е. X., Воронина Л.П., Коваленко Л.Б.//Вестник с.х. наук.-1991 -с. 63-76.

3. Ремпе Е.Х. .Коваленко Л.В., Шурина Г.Н. Биологическая активность иэкология дерново-подзолистой почвы при комплексном

применении удобрений и химических средств заг.;иты растений// Еестиик с.-х. науки.-1С-09.-№П.-с. '1.3-43.

4. Экологические последствия применения химических средств в земледелии./Ыинеев В.Г., Писарев S.A., Ремпе Е.X., Воронина Л. П., Коваленко Л. В., Ненахова Н. М. .//Агрохимия. -1991.-№в.-с. 96-104.