Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Экологическая оценка применения удобрений и пестицидов под сахарную свеклу на типичном черноземе

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Экологическая оценка применения удобрений и пестицидов под сахарную свеклу на типичном черноземе"

Г Б ОД

3 МАЙ

На правах рукописи СОЛОВЕЙ ИГОРЬ НИКОЛАЕВИЧ

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ И ПЕСТИЦИДОВ ПОД САХАРНУЮ СВЕКЛУ НА ТИПИЧНОМ ЧЕРНОЗЕМЕ

06.01.04 - агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ -диссертации г.а соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА 1996

'ьсок. *>1>«имк8Я& на {»федре агрохимии Факультета -?очш».№«мы« 1У^ос;сосского государственного университета

-■(.ПМЯ IV.!.В. „!(0ЛЮН0С0В2

• згсштюс

...им гор с..лш.;;; .-лу;;, У!.и.....Л;!!,.!;.'

••л«» - .¡горрссиондмн" .-¡-.ЛН *,лтор иполотческнх наук. •■■-инуессор Ладоням 6.Ф, .;.,«ош»т биологически;. наук,

■члз,:нт Лебедева Г.Ф.

лНИПТИХИМ

'.•софгга саепкт>: /I. И«;.? г. а ¡3 «тс. ¿8 *шм.

'»'.•пмт ^¿-а ш Соаста К 053.05.86,

' -с,;;;;!;; г^Д^Них-^.;«;;;! ¡¡.л Фикуд^тсхе иочи'и^едеишз.

йжях'ЛУШ/. ¡'Лоскьа, Лешшсхиг горы. МГУ. Ф-т ко'хюиедеи»

■■л.учтажи 5Ж;:по ознакомиться с ог.блнотехе »»»культе

».ЛОЫ!! Г.

.. ., ■""ч.'гли: шсу;:;дешш диссситацш!

■ал,: . ■ -сI';1 : "(»-чуг; ин^.соаологшз н агрохимии

• . г.:;-:,::. ДУУХ ЗК'ЛР.'лтлйВД

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Современное земледелие предусматривает применение повышенных доз минеральных удобрений и химических средств защиты растений - гербицидов, фунгицидов, инсектицидов, которые. обеспечивая получение более высоких урожаев, приводят к загрязнению окружающей среды и получаемой продукции. В настоящее время повсеместно отмечено загрязнение почвы стойкими пестицидами. При систематическом применении пестициды способны мигрировать из ючвы в растения, воду и воздух.

Пестициды могут влиять на обменные процессы в растениях, на ишический состав и пищевую ценность продуктов. Нередко под влияниям пестицидов меняется состав витаминов, углеводов, минеральных ве-цеств в плодах, овощах, зерне.

Токсическое действие на почву, культурные растения могут ока-ывать не только препараты, но и метаболиты, обладающие более высо-:он токсичностью и устойчивы к разложению. Применение повышенных юз минеральных удобрений и пестицидов стало серьезной экологической роблемой. Поэтому представляется весьма актуальным проведение омплексных исследований и-обоснование экологических условий их рименения в земледелии.

Цель и задачи исследований. Целью исследований явилось ком-лексное проведение агрохимических, эколого - биологических исследо-аний по оценке влияния систематического применения удобрений и естицидов на урожай, качество сахарной свеклы, биологию и экологию шинного тяжелосуглинистого чернозема.

В связи с этим были поставлены задачи исследовать:

1. Изменение агрохимических свойств почвы и динамикц на-эпления минеральных форм азота в почве (аммиачного и нитратного). ж систематическом применении удобрений и пестицидов.

2. Влияние применения пестицидов с различной их нагрузкой на шамику численности основных групп почвенных микроорганизмов [аствующих в трансформации азота и органического вещества почвы и обрений, а также способность грибов и ахтиномицетов, продуцировать пчэтоксические вещества.

3. Общую биологическую активность почвы по интенсивности зложения целлюлозы при разной степени удобренности почвы и на-узке пестицидами.

4. Возможную суммарную токсичность почвы, корнеплодов и бот! сахарной свеклы при минимальной и максимальной нагрузке пести-дами методом биотесгирования.

.5. Определить наличие в.почве.и корнеплодах сахарной с век остаточных количеств пестицидов методом газожидкостной хрома графии.

6. Влияние комплексного применения удобрений и песгицидо! минимальной и максимальной их нагрузкой на урожай и технологи ские качества корнеплодов сахарной свеклы.

< Научная новизна. Выявлены негативные экологические поел ствия применения пестицидов в комплексе с повышенными дозами уд( рений при применении их на типичном тяжелосуглинистом чернозе при возделывании сахарной свеклы. Установлено, что применение пес цидов привело к росту токсикоза почвы, обусловило аккумуляцию ti сических веществ в корнеплодах и ботве сахарной свеклы. Негатив! влияние пестициды оказали и на микробоценоз почвы - увеличивал! преобладание в нем споровых бактерий, в комплексе целлюлозораз шающнх микроорганизмов • актиномицетов, в комплексе сапротрофн грибов - грибов p.Penicillmm - активных продуцентов фитотоксичеы веществ. Установлена связь токсичности почвы с продуктами метабол ма актиномицетов и грибов, проявляющих фитотоксическую активное

Практическое значение. Установлена нецелесообразность при; нения высоких доз минеральных удобрений (NtsoPisoKiso) и пестицид под сахарную свеклу, поскольку они не повышают достоверно уро> корнеплодов, снижают их качество, ухудшают экологическую обегано! в почве. В наших исследованиях наиболее рациональными были дс минеральных удобрений (ЫшРшКш) и минимальная нагрузка necrai дами (6,3 кгл.в. за вегетацию).

Апробация работы. Основные положения диссертации были , ложены на научно - производственной конференции "Основные напр ления получения экологически - чистой продукции растениеводст: г.Горки 1992 г., на научной конференции в г.Днепропетровске - 1991 на ученом совете Центрально - Черноземного филиала ВИУА -1995 XXX научной конференции молодых ученых "Эффективность приме ния средств химизации и продуктивность с/х культур" (4 - 5 апреля I1 года г. Москва), на Заседаниях кафедры агрохимии факультета, почве дения МГУ им. Ломоносова.

Публикации/ По материалам диссертации , опубликована стать 1, тезисы - 2.

Í Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изло на на 144 страницах, содержит 22 таблицы, 8 рисунков, 55Ta6j приложения; состоит из введения, обзора литературы,.6 глав эксперим тальной части, выводов. Список литературы включает 136 наимено ний, из них 18 на иностранных языках. .

Автор выражает сердечную благодарность! за оказанную помои проведении микробиологических исследований доктору биологичеа наук Ремпе Е.Х., за содействие в работе сотрудникам кафедры Arpo мии профессору, Д.6.Н. Лебедевой Л.А., к-б.н. Дурыниной Е.П., к.(

Ворониной Л.П., сотрудникам Центрально - Черноземного филиала ВИУА д.с/х н. Доманову Н.М., старшему научному сотруднику Апраксину В.П. Постоянную помощь в проведении научных исследований оказывал научный консультант доктор сельскохозяйственных наук, Заслуженный агроном Российской Федерации Акулов П.Г.

Программа и методы исследования

В основу работы положены материалы полевых и лабораторных исследований, выполненных автором в 1990 - 1992 годах. Экспериментальная часть работы проведена в стационарном полевом опыте ЦЧФ ВИУА, заложенном в 1987 году, с целью изучения комплексного применения средств химизации (удобрений и пестицидов) на продуктивность зерно - пропашного севооборота и свойства почвы.

Исследования проводились в первой ротации севооборота с сахарной свеклой, которая возделывалась на органо - минеральной системе в последействии внесенного под чистый пар 40 т/га. навоза. Минеральные удобрения в flO3eNi20Pi20Ki20 и NmPmKiso в форме аммиачной селитры. двойного суперфосфата и хлористого калия вносили ежегодно под основную вспашку. Согласно схеме опыта в течение вегетационного периода для борьбы с сорняками и болезнями сахарной свеклы применяли пестициды (минимальная и максимальная нагрузка). Схема севооборота: чистый пар, озимая пшеница, сахарная свекла, ячмень, кукуруза.

Схема полевого опыта включала девять вариантов:

1. Без удобрений.

Хо - без применения пестицидов.

Хп - применение пестицидов в течении вегетации: фюзилад 1 кг/га.. бурифен 5 кг/га., лонтрел 0,3 кг/га., (минимальная нагрузка - 6,3 кг/га).

Хм - применение пестицидов: до посева ТХАН 4 кг/га., эптам 10 кг/га., в течении вегетации фюзилад 1 кг/га., бурифен 5 кг/га., лонтрел 0,3 кг/га., фундазол 0,3 кг/га.,(максимальная нагрузка - 20,6 кг/га.).

2. N120P120K120 + последействие 40 т/га. навоза

Хо - без применения пестицидов.

Хп - минимальная нагрузка пестицидами: фюзилад 1кг/га„ бурифен 5 кг/га., лонтрел 0,3 кг/га..

Хм - максимальная нагрузка пестицидами: до посева ТХАН 4 кг/га., эптам 10 кг/га., по всходам сахарной свеклы в течении вегетации фюзилад 1 кг/га., лонтрел 0,3 кг/га., фундазол 0,3 кг/га,бурифен 5 кг/га.

3. Ni8oPi8oKi8o + последействие 40 т/га. навоза

Хо - контроль (бе» применения пестицидов)/

Хп - минимальная нагрузка пестицидами(в течении вегетации фюзилад 1 кг/га., бурифен 5 кг/га., лонтрел 0,3 кг/га).

Хм - максимальная нагрузка пестицидами (до посева ТХАН 4 кг/га., эптам 10 кг/га., в течении вегетации фюзилад 1 кг/га., бурифен 5 кг/га., лонтрел 0,3 кг/га., фундазол 0,3 кг/га).

Нормы пестицидов приведены по действующему веществу.

Почва опытного участка - типичный тяжелосуглинистый чернозем с содержанием гумуса в пахотном горизонте 4,9 - 5,3 %. Гидролитическая кислотность почвы 1,3 - 3,0 мг/экв., рН солевой вытяжки 5,6 - 6,0 сумма поглощенных оснований 31,1 - 34,2 мг/экв. на 100 г почвы. Содержанке подвижного фосфора (по Чирикову) - 6,5 - 12,5 мг/100 г. почвы, обменного калия -7,5-14,0 мг.

Агротехника возделывания сахарной свеклы наряду с общепринятой в зоне, включает в себя элементы интенсивных технологий (внесение повышенных доз удобрений н пестицидов), направленных на получение максимальных урожаев, В опыте высевался сорт сахарной свеклы -Льговская 52, односемянная, в третьей декаде апреля.

В опыте проводились комплексные исследования - агрохимические, микробиологические и экологические.'

Почвенные образцы с пахотного горизонта (0 - 30см) отбирали до посева сахарной свеклы и по фазам вегетации (2-3 пары листьев, 4 - 6 пар листьев, 8-12 пар листьев , смыкание междурядий, техническая спелость корнеплодов). Средний образец с вариантов опыта составляли из 10 - 12 индивидуальных проб.

Определение агрохимических показателей почвы было выполнено в лаборатории массовых анализов ЦЧФ ВИУА по общепринятым методикам : аммиачный и нитратный азот- вытяжке КС1 на поточной автоматической линии "СКАЛЯР", подвижный фосфор по Чирикову, обменный калий на пламенном фотометре ПФМ, гумус- по Тюрину, рН солевой вытяжки- потенциометрическим методом, гидролитическая кислотность- по Каппену ионометрически, сумму поглощенных оснований-по Каппену-Гильковицу. Технологические качества сахарной свеклы - по Силину методом холодной дигестии, на автоматической линии "ВЕНЕМА" (ВНИИСС).

Урожай корнеплодов сахарной свеклы учитывали поделяночно. Общая площадь делянки -100 м.кв. (25 х 4), учетной 55 м.кв. (25 х 2,2). Расположение делянок систематическое.

Микробиологические исследования проводились одновременно с агрохимическими в тех же образцах, взятых с. глубины пахотного слоя почвы, в те же фазы вегетации сахарной свеклы по методике ВНИИ с/х микробиологии. Метод посева почвенной суспензии на следующие питательные среды: микроорганизмы, использующие органические соединения азота - на мясо- пептонном агаре ; микроорганизмы, использующие минеральные соединения азота - на крахмало - аммиачном агаре; нитрифицирующие бактерии - на водном выщелоченном агаре с аммонийпо-магниевой солью фосфорной кислоты; целлюлозоразрушаюшие микро-

организмы - на агаре Гегчинсона; сапротрофные грибы - на подкисленной среде Чапека.

Общую биологическую активность почвы определяли по интенсивности разложения льняного полотна в почве аппликационным методом.

Суммарную токсичность почвы, корнеплодов и ботвы сахарной свеклы определяли методом растительного биотесга- редис Красный с белым кончиком (Минеев В.Г., Ремпе Е.Х., Воронина Л.П. 1991).

Остаточные количества пестицидов в почве и корнеплодах сахарной свеклы были определены методом газожидкостной хромата-рафии.

Метеорологические условия в годы проведения исследований существенно различались по температурному режиму , сумме и распределению осадков, что позволило проследить действие пестицидов и удобрений в контрастных условиях.

Математическая обработка проведена дисперсионным анализом по Доспехову (1985).

Результаты исследований

Изменение агрохимических свойств почвы и накопление подвижных питательных элементов при комплексном применении удобрений и пестицидов

Агрохимические исследования почвы проведенные в течение вегетации сахарной свеклы показали, что применение возрастающих доз минеральных удобрений (ЫодР^Кда и МдаРдаКш) повышали содержание минерального азота в пахотном горизонте почвы.

Содержание^- N1^4 до посева сахарной свеклы было низким на варианте без применения удобрений ( 0,71 - 0,88 мг/кг почвы ), а на удобренных вариантах его содержание составило 1,70 - 2,80 мг/кг. В течение вегетации сахарной свеклы, в процессе минерализации органического вещества и аммонификационными процессами протекающими в почве в фазу технической спелости корнеплодов содержание К- К1Н4 на вариантах с применением удобрений составило 3,35 - 3,52 мг/кг. На вариантах при комплексном применении минеральных удобрений и пестицидов его содержание достигало 3,23 - 3,93 мг/кг почвы.

Содержание N - N03 в слое почвы 0 - 30 см зависело от дозы минеральных удобрений. С увеличением доз удобрений (ЫтР^Кт и МщоРняКш ) количество нитратного азота возрастало до посева сахарной свеклы до 8,6 - 10,6 мг/кг . На варианте без применения удобрений его содержание в почве составило 5,2 мг/кг. Наибольшее количество И- МОз

на протяжении вегетации было на варианте с повышенной дозой удобрений (ЫшР|8оК!8о) - 12,5 мг/кг. К концу вегетации сахарной свеклы его содержание снижалось на удобренных вариантах до 3,9 мг, а на вариантах с применением пестицидов до 3,2 - 3,7 мг/кг почвы за счет поступления азота в растения .миграции в нижние горизонты почвы и возможных процессов денитрификации.

Применение минеральных удобрений под сахарную свеклу в дозе М121)Р|2аКш и Ы|8рР18оКт кг/га д.в. способствовало увеличению содержания в почве подвижного фосфора с 5,2 до 8,1 мг и обменного, калия с 8,0 до 12,3 мг/ЮОг почвы.

Систематическое внесение возрастающих доз минеральных удобрений и пестицидов привело к изменению некоторых агрохимических свойств типичного чернозема^ Применение возрастающих доз минеральных удобрений снизило рН- солевой вытяжки с 5.7 до 5,3 единиц и на вариантах с применением пестицидов на фоне органо-минеральных удобрений рН-сол снижалось с 5,7 до 5,1 ед. Внесение минеральных удобрений увеличило гидролитическую кислотность на 0,2 мг/экв. На вариантах опыта с применением пестицидов гидролитическая кислотность возросла на 0,2 - 0,5 мг/экв. на 100 г почвы.

Применение удобрений и пестицидов под сахарную свеклу уменьшили сумму поглощенных оснований с 34,2 мг/экв (на варианте без удобрений) до ЗОЛ мг/экв (на варианте с повышенной дозой удобрений и максимальной песгицидной нагрузкой).

Влияние применения пестицидов и минеральных удобрений на динамику численности основных групп почвенной биоты н биологическую активность почвы

Проведенные микробиологические исследования в течение трех лет показали , Зто применение возрастающих доз минеральных удобрений повлияло, на общую численность почвенных микроорганизмов использующих органический азот почвы.

Снижение их численности наблюдалось в течение вегетации сахарной свеклы в 1,5 - 1,7 раза. Применение пестицидов под сахарную свеклу на фоне минеральных удобрений привело к снижению данной группы почвенных микроорганизмов в 1,6 - 2,7 раза (ТаблЛ).

Динамика численности микроорганизмов, использующих органический азот (тыс./г. сухой почвы)

Наг-

Дозы рузка пес- Фазы вегетации

удобрений (кг/га д.в.) тицидами до посева 1-3 пары лнстьез 4-6 пар листьев 8-12 пар листьев смыкание междурядий техническая спелость кор неплодов

Без Хо 7150 16638 12942 6539 П637 13030

удобрений Хл Хм 7933 7670 9740 6327 ШОО 9606 4630 4033 5610 4883 10845 8365

НСР05 1750 2700 2030 1900 1700 2400

Хо 8431 10726 10857 6221 6795 9038

ЫиоРшКш Хп 6472 . 7240 11733 7572 6833 8590

Хм 5160 5605 9925 6474 7028 5690

НСР05 1430 2280 1970 2600 2270 1800

Хо 7366 9802 10233 5700 6887 7565

Ы|80Р180К180 Хп 6113 6605 9285 4533 5683 7570

Хм 6194 6006 8090 5759 4582 5445

НСР05 1500 1570 2230 2600 1900 2100

Варианты опыта : X о - без пестицидов

X п - минимальная нагрузка пестицидами Хм- максимальная нагрузка пестицидами

При внесении возрастающих доз минеральных удобрений и пестицидов существенные изменения отмечены в составе микробоценоза почвы: в сообществе микроорганизмов использующих органический азот, увеличивалось процентное содержание споровых бактерий (Табл.2). На варианте без применения удобрений их численность составляла от 11 до 28 %, а на вариантах с применением удобрений от 15 до 30 % от общей их численности. Наибольшее их содержание наблюдалось в вариантах опыта с применением пестицидов. Их численность в сообществе достигала ■ 56 %.

Динамика содержания споровых бактерий в сообществе микроорганизмов, использующих органический азот« (% к общей численности)

Наг-

Дозы рузка Фазы вегетации сахарной свеклы

пес-

удобрений тици- 2-3 пары 4-6 пар в-12 пар Техничес-

(кг/га д.в.) дами ДО смыкание кая спе-

посева листьев листьев листьев междуря- лость кор

дий неплодов

Без Хо 15 11 21 28 И 16

удобрений Хп 31 19 26 38 24 19

Хм 53 31 36 53 30 29

НСР05 18 17 25 21 6 7

Хо 30 15 16 28 19 20

N 120Р|20К.120 Хп 52 23 27 37 35 32

Хм 56 30 33 46 39 33

НСР05 13 15 14 16 18 12

Хо 19 15 18 27 16 17

Ы|80Р180КЛ80 Хл 29 30 37 32 28 37

Хм 43 36 39 54 ■ 40 51

НСР05 12 11 18 • 22 17 И

Аналогичная закономерность наблюдалась и по динамике численности почвенных микроорганизмов, использующие минеральные соединения азота. Снижение их численности в почве наблюдалось до посева сахарной свеклы на удобренных вариантах в 1,6 - 2,2 раза, и в фазу 2 - 3 и 8 - 12 пар листьев в 3,6 - 3,9 раза в вариантах с применением пестицидов. .'

В сообществе микроорганизмов, использующие минеральные соединения азота, возросло процентное содержание актиномицетов. На вариантах при максимальной нагрузке пестицидами (20,6 кг/га. д. в.) процентное содержание актиномицетов в почве было выше, чем при минимальной и достигало 63 % от. общей численности микроорганизмов, использующих минеральный азот ( Табл. 3). Они обладают более высокой ферментативной активностью и способностью использовать труднодоступные вещества по сравнению с другими группами почвенных микроорганизмов .

Таблица 3

Динамика содержания актиномицетов в сообществе микроорганизмов, использующих минеральный азот, (% к общей численности)

Наг-

Дозы рузка пес- Фазы вегетации сахарной свеклы

удобрений (кг/га д.в.) тицидами ДО посева 2-3 пары листьев 4-6 пар листьев 8-12 пар листьев смыкание междурядий техническая спелость кор неплодов

Без Хо 15 7 16 17 17 19

удобрений Хп Хм 24 44 19 29 31 2» 37 35 27 37 23 40

НСР05 6 21 9 26 13 12

Хо 14 13 18 17 13 9

N 12ОР12ОК.!20 Хл 16 23 29 36 23 23

Хм 28 28 33 33 38 30

НСР05 13 20 16 15 9 22

Хо 15 . 17 18 28 17 14

К180Р|«0К.Ш Хл 33 22 24 36 37 20

Хм 34 29 38 63 41 33

НСР05 6 22 16 24 16 20

Применение минеральных удобрений и пестицидов практически не влияло на численность сапротрофных грибов. Их численность в почве достигала до 56 тыс/г. Значительное влияние оказали пестициды на соотношение различных групп микроорганизмов в составе микробного сообщества. При максимальной дозе использования пестицидов в сооб-. ществе преобладали грибы р.РешаШит, их доля в различные периоды вегетации сахарной свеклы составляла от 50 до 88 % от общей численности сапротрофных грибов (Рис.1).

Рис.п Содержание p.Penîcîfiium ь

СППрОТрОфНЫХ' гриб ОС,, %

;ообшест&*

10 0-1

1X0 1ХП 1ХМ 2X0 2ХП 2ХМ 3X0 -ЗУ.П ЗХМ Ses удобрений N120Р12ÛK1 2G N160F1Ô0K180

Микробиологические исследования показали, что применение удобрений не привело к снижению общей численности целлюлозоразру-шающих микроорганизмов (актиномицеты, грибы, бактерии). Их численность на удобренных вариантах достигала до 35 тыс/г сухой почвы. Внесение пестицидов снизило общую численность данной группы почвенных микроорганизмов до посева сахарной свеклы на варианте без удобрений в 1,7 - 2,6 раз ив 1,6-2,5 раза на варианте NnoPuoKm. Угнетение численности микроорганизмов также было отмечено на варианте Ni2oPnoKi2oв фазу 4 - 6 пар листьев в 2,3 раза.

При внесении повышенных доз минеральных удобрений и пестицидов отмечены изменения в сообществе целлюлозоразрушающих микроорганизмов - снижение численности и процентного содержания целлюлозоразрушающих бактерий до 3 - 16 % и увеличения актиномицетов до 72 %. К концу вегетации микробоценоз данной группы восстанавливался: снижалось содержание актиномицетов, и преобладали в нем ;\ел-люлозоразрушающие бактерии (Рис. 2).

Комплексное применение удобрений и пестицидов положительно сказалось на росте численности нитрифицирующих бактерий. Они активно размножались и к концу вегетации сахарной свеклы достигали высокой численности во всех вариантах опыта ( 0,7 - 1,2 млн.г сухой почвы).

Определение общей биологической активности почвы аппликационным методом, подтвердили результаты микробиологических анализов.. В течение первых двух месяцев экспозиции применение пестицидов тормозило разложение льняного полотна, особенно на вариантах с максимальной нагрузкой препаратами на 8 - 12 %, по сравнению с вариантами без их применения (Рис. 3). Через три месяца к фазе смыкания междурядий, различия между вариантами выравнивались. К этому времени восстанавливался комплекс сообщества Целлюлозоразрушающих микроорганизмов - уменьшалась численность грибов и актиномицетов, возрастало содержание целлюлозоразрушающих бактерий, которые обладают высокой целлюлозоразрушагощей активностью и разложение клетчатки происходит в основном за счет их деятельности.

Таким образом, проведенный микробиологические исследования показали, что применение возрастающих доз минеральных удобрений (Ni:qPi2oKiîo и Ni8oPisoK.i8o) и пестицидов снизило общую численность микроорганизмов использующих органический и минеральный азот. Однако большое влияние они оказали на сдвиг в сообществе сапротрофных грибов, целлюлозоразрушающих микроорганизмов и микроорганизмов двух первых групп. Преобладание в комплексе сообщества целлюлозоразрушающих микроорганизмов - актиномицетов и в сообществе сапротрофных грибов представителей рода Pénicillium, следует рассматривать

Рис. 2. -Изменение сообщества целлюлозо-разруыаюыях микроорганизмов (% к обцей численности)

100 п

ао-

111 I $ $

й »1'«? $1

осз ЯСЗ о С Я

г¿г а з й ййй

5 5 5 й с з о с д

а Й й 'ЙЙЙ

бактерии

грибы

А»<7ИН0МИЦеТИ

г>

6

П&р /)ИС(Ьв5

л пар листьее>- уборка

ÏI ' . IS I 0) H

о ч

< 2 П

Л «

a «a

Z\ <u

t- â

O i

0 «

1 * ¿¡ «J

zs a X

h- . X R

a

a H

* о

A

a I

s

fô

ó s CL

о С X 2 > о >: Ci

г / / \ Ü TT' W 'wA

с

X CM

x

CS

О Г 2

:■< X >:

to n • го

X

<0 a a

о

/

X

К \

T~S—S—ï—í—í—ï—Ï—Î-5—%—1—:—-—Г—T-

\\\\\\\\ \ \ \ \ \ \ \

--------—-

I/ J

УУУУУУУУУУ

aigiiiggi

/ ¿L_/ / ////////////

'■ ' 1 |'ЛУ. ■ ^ 'Л r. P.'. . !< » 4M U « > И 'I 'Л1Ш W «f

\/// ;/////s////;///////; ;;///;;//;//s y >,

> y V J. г * J • < t л J ' J * S J J , J , , J J { j * s i * * J t

к \ \ \ 4 \ \ \ \ \ \ \

_j_:_i_i_là_>_3_i_i_i__:

t Л > > />'?•> ü У ? J > ,

!>•У УУ-У У У У У >• У y x

¡7 / / / / / / / / / / / / / / /

glggigggggi

ттШтшк

|777/T///77///7///7/V7////>77777:

К'Ч'Л Ч'Ч V*

f/V У У У У V

У////////////// . . . V//////////////////// //.'

a

fO

-~i— о

N

-Г"

о

О СЭ

t О

Ь® <i ^ < Cl о

СЭ

о

СЧ

т—

V

¿i о

-г ^^

CL О СЧ

•3

:s

X ф

ÛL О

о

1*1 •D

RLHSTlGdlI

как один из факторов негативного влияния на почву и конечную продукцию применяемых химических средств защиты растений. Представители данных групп почвенных микроорганизмов обладают способностью продуцировать фитотоксические вещества и тем самым они могут способствовать ухудшению экологической обстановке в почве.

Влияние применения пестицидов и удобрений на суммарную токсичность почвы, корнеплодов и ботвы сахарной свеклы

Одновременно с агрохимическими и микробиологическими исследованиями проводились исследования по определению суммарной токсичности почвы, корнеплодов и ботвы сахарной свеклы. Суммарная токсичность, связанная с накоплением остаточных количеств пестицидов, их метаболитов и метаболитов микроорганизмов ( грибов, актиномице-тов) в почве я аккумуляция их в корнеплодах и ботве сахарной свеклы определялась методом биотеста.

Применение минеральных удобрений под сахарную свеклу в дозе №2»РшКш и ЫдаРдаКш кг/га д.в. не оказало негативного влияния на токсичность почвы, но на фоне органо-минеральной системы удобрений токсичность возрастает от внесения пестицидов на 5 - 8 %.

Токсичность почвы от применения пестицидов до посева сахарной свеклы была довольно высокой и составляла от 17 до 32 % от контроля и на таком уровне сохранилась до фазы смыкания междурядий 1633 % (Рис. 4). К концу вегетации сахарной свеклы понижалась до 8 -17 %. Наиболее высокая токсичность была установлена на вариантах при максимальной нагрузке пестицидами (20,6 кг/га.д.в.).

Токсичность корнеплодов сахарной свеклы отмечена в течение всего периода вегетации (Рис.4). В фазу 8-12 пар листьев на варианте без удобрений и в вариантах с возрастающими дозами удобрений ]^)2оР12оК12(> и №аоРшКш при максимальной нагрузке пестицидами токсичность корнеплодов достигала 28 - 37 %. К концу вегетации сахарной свеклы (в фазу технической спелости) токсичность корнеплодов составляла 20 - 30 %.

Снижение токсичности в почве сопровождалось повышением ее б корнеплодах и ботве сахарной свеклы , т.е. происходила аккумуляция токсических веществ в растениях. Причем к концу вегетации сахарно)') свеклы токсичность ботвы была значительно выпе, чем почвы и корнеплодов и достигала 25 - 39 % (Рис.4). Применение метода биотеста позволило определить суммарную токсичность почвы, корнеплодов и ботвы свеклы обусловленную остаточным количеством пестицидов, их метаболитов, а также метаболитов грабов и актиномицетос.

Рис.4. Динамика суммарной токсичности почвы,корнеплодов и ботвы сахарной свеклы \% к варианту без применения пестицидов): А-до посева.,Б-ч^-Ь пары листьев.,В-4-Ь пар листьев.,пар листьев.,д-сыыкание междурядий.,гг-техническая спелость., -

почва..___корнеплоды.,___; Оотва., I - минимальная нагрузка пестицидами.» IX - максимальная нагрузка

Были выделены из почвы доминирующие культуры актиномице-тов и грибов и проверили их способность продуцировать фитотоксиче-ские вещества. Фитртоксичность культурных жидкостей грибов составляла от 36 до 64 % по биотесгу, актиномицетов - от 29 до 42 %. Наиболее активными продуцентами фитотоксических веществ были грибы рода РешсаШит.

Следовательно, фитотоксические вещества микроорганизмов почвы наряду с остаточными количествами пестицидов и их метаболитов, повышали токсичность почвы, корнеплодов и ботвы сахарной свеклы. .

В конце уборки сахарной свеклы были заложены на хранение в течение двух месяцев корнеплоды с цепью выявления характера поведения аккумулированных токсических веществ в них. Исследования показали, что токсичность их сохранялась в течении первого месяца хранения, а через два месяца снижалась до 10 - 20 %, что объясняется активностью биохимических процессов в корнеплодах свеклы при их хранении.

К концу вегетации свеклы в почве отсутствовали остаточные количества эптама, бурифена.фундазола, обнаружен лишь лонтрел:

В корнеплодах сахарной свёклы отмечена аккумуляция остаточных количеств ТХАНа и лонтрепа, причем их содержание превышало МДУ (0,1 мг.кг) в 2 - 4 раза. Наибольшее остаточное количество пести-цидбв в корнеплодах сахарной свеклы установлено при максимальной нагрузке пестицидами.

Влияние комплексного применения минеральных удобрений и пестицидов на урожай и качество корнеплодов сахарной свеклы

Применение возрастающих доз минеральных удобрений МшРпоКпои ЫшРюоКлво на фоне последействии 40 т/га навоза повышало урожай корнеплодов сахарной свеклы на 34 - 56 %.

Внесение пестицидов на варианте без удобрении и N120P120K.n0 с минимальной и максимальной их нагрузкой повышало урожай корнеплодов на И - 16 % (Табл.4).

Урожайность корнеплодов сахарной свеклы при применении пестицидов и минеральных удобрений, (ц/га)

Дозы Нагрузка пес- * Урожайность прибавка урожая от: % прибавки урожая от:

удобрений тици- удобре- пестиц- удобре- пестици-

дами ний идов ний дов

Без Хо 264 - - • - -

удобрений Хп ■ 297 - 33 - 13

Хм 292 - 28 - и

НСР05 15 - - - -

Хо 355 91 - 34 - .

ЫпоР12оКпо Хп 408 - 53 - 15

Хм 410 - 55 - 16

НСР05 14 - ' - -

Хо 413 149 - 56 -

N 1&0Р180Кл80 Хп 424 11 - 3

Хм 43-7 - . 24 - 6

НСР05 11 - - - '• -

Применение пестицидов на варианте ИтРшКт было не эффективно, так как урожаи корнеплодов повышались всего лишь на 3 - 6 %. Повышение урожайности сахарной свехлы на данном варианте обеспечивалось за счет внесения органо-минеральных удобрений на 56 %.

Применение возрастающих доз минеральных удобрений (Ы (2оР!2оКг2о и N 1К8Р|,едК.18о) и пестицидов снижало содержание сахара в корнеплодах и повышало содержание калия и альфа-аминного азота, что уменьшает выход сахара при переработке корнеплодов за счет его потерь в мелассе (Табл. 5).

Влияние пестицидов и минеральных удобрений на технологические качества корнеплодов сахарной свеклы

Наг- Содер- Содержание мине-

рузка жание ральных элементов Потери Выход

Дозы пес- сахара сахара в сахара

удобрений тици- . в % альфа мелассе на заводе

кг/га д.в. дами К Ыа аминно в% в%

го азота

Без Хо 18,6 5,50 0,46 3,47 2,0 15,7

удобрений Хп 18,3 5,20 0,42 5,69 1,9 15,5

Хк 18,2 5,68 1,18 4,92 2,3 15,0

Хо 18,3 4,75 1,37 4,59 2,1 15,3

N12£>Р 120К.120 Хп 17,8 4,90 0,77 8,30 1,9 15,0

XV 17,5 5,61 0,88 7,30 2,2 14,4

Хо 17,6 4,87 1,38 8,24 2,1 14,6

№&оРшК.т Хп 17,1 5,13 0,85 8,54 2,0 14,2

Хм 17,6 5,15 0,87 9,31 2,0 14,7

НСР05 0,2-0,4

Содержание сахара в корнеплодах снизилось от применения удобрений на 0,3 -1,0 % от пестицидов на 0,3 - 0,4 % от их комплексного применения на 0,5 -1,2 %.

выводы

1.: Внесение яяиера-ялмх удобревай я ктадаз способствует" кзменетио некатетрых. aiроимячязш cstiSsia гахштазго. тержюсг : повышается содгржгяяс зишеральното апша в ¡етчзги позасззетст гидролитическая кисгаттгссп. гточзы нз 0.2 тгг/ггз. err y-cc-ei'"":.; ;г на 0,4 - 0,5 мгЬкв. ох ях запшзкетаго пзЯЕЯгетяа. спаЕЖса срсжь поглощенных осясззкпн со ЗОЛ yirhxa. ка ICO г гтачта я апяязггет иг.тс-лотность почвы.

2. Внесение гятасданьга дот жнгрпьяых уэзбЕвеай шицина общую численность кнжреерпгжпмоз. елэажиэгоиаж сртзеткгхггг ст от-неральный азот в 1.6 - 2.7 раза. При праэггкгняи псгсглжггз fsa фоне ср-гано-минеральных узиб^зенкя) прокстсетг егктг в гшхрсесгцгпззае потззе повышается преагятнее юзфагнке езерегах бажтгртй да 56 азтта-номицетов до 63 Î4. Иж&кта сгрузстурз гзгшяетшаразрзпаэетях иях-роорганизмов: сяяддш численность егхггртй да 3 - ¿6 jkctttt-вастгя численность гхгавометаягоз дзэ 72Kl S соебгггсгге сажетрсяйкж грибов увеличивается прспгятксе годгржшгг гтгЗеэ р. РежЕгоот до 88 %. ' "

3. Преобладание з ctrae спегретлж caicrepni, шпянететзего» и грибов р. Pemcíifíuni сге^гт рзсосзтрнззгь яэж кзгггаггагя (gjsanrcy. таз: как представите^! зггаз гртал почзеггает мйзгроерггиязжз ейлндгятг способностью сгрздутггрежггь фятогелгичгзне вдзяязз. Сгпгсггсягпл-ностъ культурных агсхоетея ггогбоз ссеггзжзэ 35 - гзгеказжгцегоа 29 - 42 %, что прягестг зс ссяксеяшз Tcsssrasessns. essaiera сотзаи. & также повышению тсхенчеаих ведесгв в хертазлядгх я ботае скаршш свеклы. .

4. Применение сксгаяияов (оссбзазэ rrpss мшвпеиапзжйя пх нагрузке) отрицаггешю аггетст ва ебшгрз базязгзяяещда аянвизаисвь. ппчябп it приводит к торктагна® рахзозгеяяя даашш га S - 82

5. Токсичность iкнзы яа ортгяэ-югягретьязй сгсгтааг ушзбратай от применения геэтиэдавз вйграстаег на 5-3 %. Взкаетг сесгацицпш тт-вытает токсикоз шиш ас» 32 %, котс^лгя езпзггггя с nsrnr? ¡гггепздптг. сахарной свеклы дэ 10 - 17 % я приводах к аЕжргрэсжя гокотншстж ве-щесгв в корнепгкетх zo 33%. a ботве да 42 что етотйЭЕшдяг пепуге*-ккю экологически шривевюй ггродуизяи-

6. В корнеплодах саярявй иши уетзяоаяоаз аазуиулииши гаггаь точнмх количеств есспшизс® (ТХАКз a азяпреяз}Ц ирттн« их шпввжзь-ние в корнеплодах было выше в 2-4 рва по сравасав® с почаяй и превышало МДУ. Содгр длчяг оыашчшд »шиа.п ТХАНа а юздашдоаад. превышало МДУ в 5 - 7 р».

7. ' При вазжхнваош сахзряюй светлы на мааишм таргштае наиболее рационагшпш «лимит яниттм,. NmPuznKiSa. Иртзашш спг

применения удобрений составила 34 от пестицидов 2-5 %. от их совместного применения 15-16 %.

8. Применение пестицидов на фоне повышенных доз удобрений (Ы18оР18оК)8о)неэффективно, так как урожайность корнеплодов сахарной свеклы повышалась незначительно (на 3-6 %). В основном рост корнеплодов обеспечивался за счет внесения органо - минеральных удобрений.

9. Внесение возрастающих доз минеральных удобрений (Ы }20р120К120» МшРтКт) и пестицидов влияет на качество корнеплодов: от применения удобрений сахаристость снижается на 0,3 -1.0 %, от пестицидов на 0,3 - 0,4 %, от их комплексного применения на 0,5 - 1.2%, повышается в корнеплодах сахарной свеклы содержание калия и альфа -аминного азота, что обуславливает снижение выхода сахара при переработке корнеплодов.

По материалам диссертации опубликованы работы:

1. Влияние химических средств защиты растений на токсичность продукции растениеводства ((Тезисы докладов республиканской научно -производственной конференции "Основные направления получения экологически чистой продукции растениеводства", г.Горки, 13- 15 апреля 1992 года), в соавторствес Ремпе Е.Х., Ворониной Л.П.).

2. Экологическая оценка применения химических средств зашиты растений при возделывании сахарной свеклы на типичном черноземе. (В соавторстве с Минеевым В.Г., Ремпе Е.Х.). Вестник Московского Университета 1993 год № 2.

3. Эколого' - биологическая оценка комплексного применения удобрений и пестицидов под сахарную свеклу на типичном черноземе. (Тезисы докладов научной конференции ВИУА. 5 апреля 1995 года).