Изменение микробиологической активности почвы под влиянием гербицидов

Изменение микробиологической активности почвы под влиянием гербицидов

Э.Э. Браун, д.с.-х.н, профессор, Б.К. Даришева, магистрант, Западно-Казахстанский АТУ им. Жангир хана

Одним из эффективных способов повышения урожаев сельскохозяйственных культур является использование стимуляторов роста и развития растений. Многими исследователями подтверждена способность микроорганизмов выделять в процессе жизнедеятельности биологически активные вещества. В связи с широким применением гербицидов для борьбы с сорной растительностью актуальным становится вопрос об их влиянии на микробиологические процессы, протекающие в почве.

Анализ современных литературных источников прошлых лет показывает, что имеющиеся в них сведения о влиянии гербицидов на почвен-

ную микрофлору немногочисленны и весьма противоречивы. Одни авторы [1] сообщают, что многие гербициды, применяемые в оптимальных дозах, не угнетают почвенную микрофлору. Ингибирующее, или стимулирующее, действие препаратов, по мнению этого источника, бывает лишь временным. Ряд авторов [2] отмечает исключительное влияние прометрина на пищевой режим почвы. Третьи [3] отмечают, что все грибы, находившиеся в опыте, испытывали торможение в росте, но степень этого торможения зависела от дозы и вида гербицида.

Исследователь К. Урусбаев [4] пишет, что гербициды, внесённые под предпосевную культивацию в разных дозах, влияют на жизнедеятельность разных видов и групп почвенных микроорганизмов. Особенно резко это проявляется

при использовании повышенных доз. Исследователем отмечено, что во многих случаях отрицательное действие гербицидов на микрофлору почвы наблюдается в начальный период после их внесения, а затем токсичность ослабевает и в ряде случаев наблюдается стимулирующий эффект.

По мнению некоторых исследователей [5], прометрин незначительно изменяет численный состав микрофлоры, что вряд ли может отразиться на общем биологическом равновесии почвы. Противоречивость сведений мы объясняем тем, что исследование проводилось в разных почвенно-климатических условиях.

Характерной особенностью климата Западно-Казахстанской области является его кон-тинентальность и засушливость, имеет место сильное испарение с поверхности почвы под влиянием суховеев. Всё это существенно влияет на своеобразие биохимических превращений органического вещества, значительную роль в котором играют микроорганизмы почвы. Подавляющую часть из них составляют актино-мицеты, среди которых имеется много видов, способных разлагать целлюлозу в почве [6]. Исследователи сообщают, что актиномицеты, использующие минеральный азот в среде крах-мало-аммиачного агара (КАА), составляют большой процент при сопоставлении их с общим количеством при проведении исследований на мясо-пептонном агаре (МПА).

Ферменты бактерий строго специфичны. Для каждого вида и даже штамма бактерий характерен определённый набор ферментов, что имеет большое значение для идентификации культур. Поэтому данные о ферментативной активности свободноживущих азотфиксирующих бактерий, устойчивых к гербицидам, а также данные о зависимости их роста от присутствия в среде различных аминокислот и углеводов представляют немалый практический интерес.

В Казахстане накоплен экспериментальный материал, свидетельствующий о том, что эффективность использования гербицидов в борьбе с сорняками на посадках картофеля зависит от выбора гербицидов, способов их применения, засоренности поля, их действия на разные виды сорняков и от почвенно-климатических условий. Однако ещё недостаточно изучен вопрос о влиянии гербицидов на микрофлору почвы, а в Западно-Казахстанской области такие исследования не проводились вообще.

В связи с этим поставлены специальные опыты по изучению влияния гербицидов на сорную растительность в посадках картофеля и микрофлору в почве. В опытах применяли три препарата, различные дозы и способы их применения. Прометрин применяют для борьбы с однолетними сорняками в посевах не только картофеля,

моркови, петрушки, сельдерея, лука, гороха, бобов, люцерны, подсолнечника. Прометрин в отличие от других производных триазина хорошо поражает просянку. Препарат проникает в растения через корни и листья, поэтому его можно использовать как путём внесения в почву, так и путем обработки всходов сорняков.

Гербицид не обладает длительным последействием. Для утраты им токсичности в почве требуется от одного до трех месяцев в зависимости от типа почвы и дозы. Эти особенности прометрина позволяют рекомендовать его применение в комбинациях с другими препаратами, обладающими более продолжительным действием.

Зенкор (производство фирмы «Байер») — высокоэффективный гербицид с широким диапазоном избирательного действия на сорные растения. Наряду с двудольными он хорошо уничтожает однолетние, среди которых — щирицы, марь белая, ромашка, пикульник, щетинник, куриное просо и другие. Угнетающе действует на пырей ползучий, но малоэффективен против осота полевого, вьюнка полевого, подмаренника цепкого.

При опрыскивании до появления всходов сорняков зенкор действует как почвенный препарат, а по всходам — как листовой. Его можно применять как до появления всходов картофеля, так и в послевсходовый период. Обработка посадок этим гербицидом в оптимальной дозе при высоте растений 10—12 см не оказывет отрицательного влияния на рост и их развитие, а также на накопление урожая.

Ацетатрин — комбинированный препарат на основе ацетохлора, представляет собой 50%-ную суспензию. Предназначен для борьбы с просо-видным, двудольным и другими сорняками. Применяют на сое и картофеле путём опрыскивания почвы до появления всходов культуры из расчёта 4,0—8,0 л/га. В настоящее время ацетатрин снят с производства. Но для нас главной целью было установить влияние различных гербицидов (в том числе и этого препарата) на микробиологическую деятельность почвы.

Микробиологические анализы проводили по методике отдела почвенных микроорганизмов Института микробиологии АН СССР в токсикологической лаборатории Уральской санэпидемстанции.

Почву высевали на агаризованные питательные среды: мясо-пептонный агар (МПА), крах-мало-аммиачный агар (КАА), сусло-агар (СА), а также смесь МПА и СА. На этих сферах учитывали общую численность микроорганизмов, а также отдельных групп.

Данные исследований показали, что различные гербициды влияют на численность и биохимическую активность почвенной микрофлоры

по-разному в зависимости от дозы и способов их внесения. Так, через 20 дней после внесения гербицидов в слое почвы 0—10 см отмечено снижение общего количества бактерий на МПА на всех вариантах с применением ацетатрина и про-метрина, а также зенкора — в дозе 2 кг/га по всходам (табл. 1).

Гербицид зенкор наименее токсичен для почвенных микроорганизмов. В целом наблюдается общая закономерность: по мере увеличения дозы каждого исследуемого гербицида уменьшается общее количество бактерий в почве, но наиболее токсичным был ацетатрин. Так, при внесении 8 кг/га ацетатрина общее количество на МПА уменьшилось в сравнении с контролем на 2,5 млн/г почвы.

Данные исследований показывают, что аце-татрин оказывает исключительное действие на актиномицеты, особенно при внесении высоких доз. Так, при внесении ацетатрина в дозе 6 и 8 кг/га количество актиномицетов увеличилось через 20 дней после внесения на 0,6 и 1,2 млн., а через 60 дней — соответственно на 0,1 и 0,9 млн./г почвы.

Гербициды не проявляли существенного влияния на развитие как плесневых грибов, так и споровых бактерий. Некоторое положительное влияние на развитие грибов оказали препараты ацетатрин и прометрин при высоких дозах внесения, но численность споровых бактерий, также как и плесневых грибов, изменялась незначительно.

Действие гербицидов на микрофлору почвы проявлялось и в слое почвы 10—20 см (табл. 2). Общее количество бактерий на МПА в слое 10—20 см было значительно меньше, чем в слое

0—10 см, а количество актиномицетов, наоборот, больше. Особых различий в количестве бактерий и актиномицетов в вариантах опыта не наблюдалось. Наименьшее количество бактерий (как через 20, так и через 60 дней после внесения) отмечено в варианте с ацетатрином в дозе 8 кг/га. В этом же варианте отмечается наибольшее количество актиномицетов, плесневых грибов и споровых бактерий.

Ацетатрин несколько изменяет количественное соотношение отдельных групп микроорганизмов. Например, при уменьшении количества бактерий увеличивается количество акти-номицетов, плесневых грибов и споровых бактерий. Наименьшее влияние на микрофлору почвы оказывает препарат зенкор. Как можно предположить, этим и объясняется положительное влияние данного гербицида на урожайность картофеля.

По данным В.К. Каличкина [7], в опытах СибНИИзхим (Центральная лесостепь, выщелоченный чернозём) длительное применение безотвальных обработок способствовало повышению численности и фитотоксичности грибов.

Повышение уровня биологической активности почвы при увеличении запасов растительной массы в слое 0—10 см не сопровождалось интенсификацией разложения гербицидов. Это означает, что увеличение дозы пестицидов при прямом посеве связано с экологическими проблемами.

Поэтому изучение возможности применения небольших доз гербицидов для борьбы с поздно прорастающими сорняками, а также баковых смесей гербицидов для одновременного уничто-

1. Влияние гербицидов на микрофлору почвы в слое 0—10 см

Доза гербицида, кг/га д.в. Кол-во микроорганизмов в 1 г почвы, млн.

Варианты опыта общее кол-во бактерий на МПА актино- мицеты плесневые грибы споровые бактерии

Механизированный уход (контроль 1) 0 10,3/10,4 6,2/3,5 0,35/0,37 1,21/1,74

Механизированный уход - ручная прополка (контроль 2) 0 10,5/11,2 6,2/3,5 0,35/0,37 1,19/1,68

Зенкор до всходов 0,7 10,4/10,5 5,8/2,5 0,34/0,33 1,22/1,75

Ацетатрин до всходов 4,0 8,6/10,3 6,2/3,4 0,35/0,37 1,44/1,86

Ацетатрин до всходов 6,0 8,0/10,0 6,8/3,6 0,36/0,48 1,49/1,88

Ацетатрин до всходов 8,0 7,8/8,8 7,4/4,4 0,38/0,58 1,54/1,91

Ацетатрин + зенкор до всходов 2,0+0,5 9,8/10,2 6,3/3,6 0,35/0,37 1,46/1,86

Зенкор за 2-5 дней до всходов 0,5 10,1/10,2 6,3/3,6 0,35/0,37 1,21/1,75

Прометрин за 2-5 дней до всходов 3,0 9,1/10,8 5,9/3,8 0,37/0,42 1,38/1,92

Прометрин за 2-5 дней до всходов 5,0 8,2/9,8 5,8/3,8 0,38/0,48 1,41/1,9

Зенкор (ленточное внесение) 0,5 10,4/10,6 6,2/3,5 0,35/0,37 1,20/1,75

Зенкор по всходам 0,5 10,3/10,5 6,2/3,5 0,35/0,37 1,21/1,69

Зенкор по всходам 1,0 10,3/10,4 6,3/3,5 0,36/0,38 1,23/1,76

Зенкор по всходам 1,5 10,2/10,3 6,3/3,5 0,37/0,38 1,24/1,77

Зенкор по всходам 2,0 9,8/10,3 6,3/3,6 0,38/0,39 1,32/1,79

Зенкор (ленточное внесение) по всходам 0,3 10,3/10,4 6,2/3,5 0,35/0,37 1,21/1,75

Примечание: в числителе — через 20 дней, в знаменателе — через 60 дней после внесения гербицидов

2. Влияние гербицидов на микрофлору почвы в слое 10—20 см

Доза гербицида, кг/га д.в. Кол-во микроорганизмов в 1 г почвы, млн.

Варианты опыта общее кол-во бактерий на МПА актино- мицеты плесневые грибы споровые бактерии

Механизированный уход (контроль 1) 0 7,8/8,4 7,4/2,1 0,24/0,19 0,031/0,25

Механизированный уход - ручная прополка (контроль 2) 0 8,4/9,2 7,4/2,0 0,20/0,16 0,02/0,19

Зенкор до всходов 0,7 7,8/0,5 7,2/1,8 0,25/0,19 0,02/0,24

Ацетатрин до всходов 4,0 7,6/8,4 7,4/2,2 0,25/0,19 0,030/,26

Ацетатрин до всходов 6,0 7,0/8,4 7,8/2,6 0,26/0,22 0,035/0,28

Ацетатрин до всходов 8,0 6,2/8,0 8,8/3,2 0,28/0,28 0,04/0,32

Ацетатрин+зенкор до всходов 2,0+0,5 7,7/8,4 7,4/3,0 0,26/0,24 0,03/0,26

Зенкор за 2-5 дней до всходов 0,5 7,8/8,6 7,4/2,0 0,24/0,20 0,02/0,2

Прометрин за 2-5 дней до всходов 3,0 7,5/8,4 7,5/2,2 0,25/0,17 0,03/0,24

Прометрин за 2-5 дней до всходов 5,0 7,6/8,6 7,6/2,4 0,25/0,15 0,04/0,28

Зенкор (ленточное внесение) 0,5 7,8/8,8 7,4/2,1 0,24/0,18 0,02/0,19

Зенкор по всходам 0,5 7,8/9,0 7,4/2,1 0,24/0,18 0,02/0,2

Зенкор по всходам 1,0 7,8/9,2 7,4/2,0 0,24/0,19 0,02/0,21

Зенкор по всходам 1,5 7,6/9,2 7,6/2,1 0,25/0,19 0,03/0,22

Зенкор по всходам 2,0 7,4/9,0 7,5/2,0 0,2/0,02 0,04/0,22

Зенкор (ленточное внесение) по всходам) 0,3 7,8/9,5 7,4/2,1 0,24/0,18 0,02/0,024

Примечание: в числителе — через 20 дней, в знаменателе — через 60 дней после внесения гербицидов

жения двудольных и злаковых сорняков представляет большой практический интерес, а разработка научных и практических основ защиты посевов сельскохозяйственных культур от сорной растительности, базирующихся на рациональном использовании гербицидов, особенно новых препаратов, и изучение их влияния на биологическую активность микроорганизмов почвы является актуальной проблемой.

Литература

1. Круглов Ю.В. Успехи в почвенной микробиологии // Микробиология на службе сельского хозяйства. М.: Колос, 1970. 7.

С. 33.

2. Ярославская П.Н., Васильев Д.С., Агарков Н.Т. Влияние прометрина на пищевой режим сверхмощного чернозёма // Агрохимия. 1969. № 1. С. 48-52.

3. Горленко М.В., Лебедева Г.Ф. Мантуровская Н.В. Производные триазина и микрофлора почвы // Агрохимия. 1969. С. 122-128.

4. Урусбаев К. Влияние гербицидов на микрофлору почвы // Вестник сельскохозяйственных наук Казахстана, 1975. С. 45-48.

5. Коволюнайте И.А., Шнокаускас А.К. Исследования динамики остатков прометрина в растениях картофеля и почве // Химия в сельском хозяйстве. 1974. № 1. С. 54-57.

6. Карамшук З.П. Динамика численности актиномицетов и целлюлозоразлагающих микроорганизмов в севооборотах // Вестник сельскохозяйственных наук Казахстана. 1974. № 11. С. 32-36.

Каличкин В.К. Минимальная обработка почвы в Сибири: проблемы и перспективы // Земледелие. 2008. № 5. С. 24-6.