CC BY
47
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2009, № 3
Вопросы биологизации агротехнологий
УДК 634.8:631.58:631.45
ОЗДОРОВЛЕНИЕ ПОЧВЫ ВЫСЕВОМ ТРИТИКАЛЕ В МЕЖДУРЯДЬЯ КУСТОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВИНОГРАДНИКОВ*
Т.Н. ВОРОБЬЕВА, А.Т. КИЯН, Ю.А. ВЕТЕР, А.Н. МАКЕЕВА, А.А. ВОЛКОВА
В лабораторных и полевых условиях изучали влияние произрастания сидератов на оздоровление почвы. Зернокормовой тритикале селекции Краснодарского НИИ сельского хозяйства им. П.П. Лукьяненко высевали в междурядья виноградных кустов для ускорения деградации пестицидов, выноса их остатков из экосистемы и улучшения биохимического состава почвы. Оценивали продуктивность виноградников и качество ягод.
Ключевые слова: виноградники, почва, пестициды, загрязнение, тритикале.
Key words: vineyards. ground, pesticides, soiling, tritikale.
Прогрессирующее пестицидное загрязнение агроугодий в виноградарстве усугубляет негативные эффекты деградации экосистем (1, 2), а постоянно применяемые на виноградниках устойчивые к разложению пестициды ингибируют почвенную микрофлору, активность осуществляемых микроорганизмами почвенных биохимических процессов, блокируют функции адаптивных ферментов, что отрицательно сказывается на восстановительных и самоочищающих свойствах почвы (3, 4). Это приводит к подавлению процессов ее гомеостазирования, уменьшению агробиологических показателей плодородия и, как следствие, продуктивности виноградников (5, 6). Кроме того, миграция почвенных токсичных остатков в экосистеме виноградных насаждений снижает качество урожая и пищевую безопасность продуктов промышленной переработки винограда. В защитных химических обработках винограда либо применяются все более эффективные (часто более токсичные) пестициды, либо повышаются дозировки применявшихся ранее. Дополнительное нежелательное последствие этих вынужденно нерациональных мер в том, что используемые в низких дозах высокоэффективные (и более токсичные) препараты нового поколения не всегда обеспечивают желаемое фитосанитарное состояние агроугодий виноградных насаждений (7). Поэтому проблема негативного последействия пестицидов на экосистему виноградников с учетом длительно сохраняющихся фоновых токсикантов продолжает обостряться.
Известно (8-10), что к приемам, обеспечивающим самоочищение почвы от остатков токсичных веществ, относится инокуляция микроорганизмами, способными разрушать токсиканты, использование соединений — индукторов ферментных систем, внесение минеральных и органических удобрений, посев высших растений (сидератов) и др.
Целью наших исследований была проверка гипотезы о возможности оздоровления почвы под виноградниками для повышения их продуктивности, качества и безопасности продукции с помощью высева растений тритикале (в качестве сидеральной культуры) в производственных условиях.
Методика. Экспериментам по высеву зернокормового тритикале селекции Краснодарского НИИ сельского хозяйства им. П.П. Лукьяненко (КНИИСХ) в междурядья кустов предшествовали вегетационные опыты, которые выполняли в 1999-2001 годах в аккредитованной испытательной токсикологической лаборатории Северо-Кавказского зонального НИИ садоводства и виноградарства (СКЗНИИСиВ, г. Краснодар). При изучении поглощения зерновыми культурами почвенных ксенобиотиков в вегетаци-
* Поддержано грантами РФФИ № 08-04-99041 р_офи и администрации Краснодарского края. 110
онные сосуды с образцами почвы с участков, гарантированно не подвергавшихся химическим обработкам, вносили пестициды из выявляемых в качестве фоновых остатков при эколого-токсикологических обследованиях виноградников. Количество пестицидов (гексахлорциклогексан — ГХЦГ, ме-тафос, фосфамид) определяли, исходя из расчета норм расхода в специализированных хозяйствах Краснодарского края. В почву вегетационных сосудов, кроме контрольного варианта, высевали озимую рожь и ячмень (условия выращивания в лаборатории были максимально приближенными к естественным по освещенности, влажности и температуре). В вегетационном опыте ДДТ в почву сосудов не вносился, но его остатки выявляли в полевых условиях.
Производственные эксперименты проводили в 2002-2007 годах на промышленных насаждениях винограда сортов Каберне-Совиньон, Со-виньон, Дойна, Голубок, Пино блан агрофирм «Кубань» и «Мирный» (Темрюкский р-н, Краснодарский край). В полевых условиях по специальной агротехнологии (11, 12) в междурядья виноградных кустов высевался озимый тритикале сортов Краснодарский зернокормовой и АД Зеленый селекции КНИИСХ. Пробы отбирали по авторской методике (13), остаточные количества пестицидов в изучаемых объектах определяли хроматографически (14). Данные обрабатывали методами математической статистики (15, 16) с использованием пакетов программ ESB Stats Standart 1.1, Stata v. 6.0.
Результаты. Лабораторные опыты показали (табл. 1), что основные остаточные количества трех инсектицидов, внесенных в почву вегетационных сосудов, обнаруживались в зрелой биомассе растений (от 0,0173 до 0,1928 мг/кг соответственно в вариантах II, в и I, б); в почве эти показатели составляли от 0,0010 до 0,1006 мг/кг (соответственно варианты II, в и I, б) при значении в контроле от 0,0191 до 0,3025 мг/кг в начале и от 0,0189 до 0,2992 мг/кг в конце опыта (соответственно по вариантам II, а и I, а). Коэф-
1. Показатели деградации и выноса инсектицидов из почвы в разных вариантах вегетационного опыта по выращиванию зерновых культур (M±m, Северо-Кавказский зональный НИИ садоводства и виноградарства, г. Краснодар, 1999-2001 годы)
Препарат, доза, культура Содержание остатков инсектицидов, мг/кг
растение почва
I Почва гексахлорциклогексан (ГХЦГ) (50 % с.п.); 0,8 л/га: а — контроль (без растений), начало опыта то же, окончание опыта в а р и а н т 0,3025±0,012 0,2992±0,015
б — ячмень 0,1928±0,010 0,0932±0,016
в — рожь 0,1814±0,011 0,1006±0,011
II Почва ^ фосфамид (40 % к.э.); 2,3 л/га: а — контроль (без растений), начало опыта то же, окончание опыта в а р и а н т 0,0191±0,009 0,0189±0,010
б — ячмень 0,0177±0,003 0,0010±0,007
в — рожь 0,0173±0,005 0,0014±0,006
III Почва ^ метафос (20 % к.э.); 1,5 л/га: а — контроль (без растений), начало опыта то же, окончание опыта в а р и а н т 0,0270±0,011 0,0267±0,008
б — ячмень 0,0254±0,004 0,0011±0,009
в — рожь 0,0253±0,005 0,0012±0,009
фициенты оздоровления почвы (%) за счет естественной деградации пестицидов (Кео) в контроле по I, II и III вариантам вегетационного опыта составили соответственно 1,09; 1,05 и 1,11, в опыте — соответственно 12,40 (ячмень), 14,60 (рожь); 16,70 (ячмень), 12,50 (рожь); 15,38 (ячмень), 14,20 (рожь). Активизация оздоровления почвы в зоне корневой системы растений происходит за счет притока органических веществ (в том числе собственных корневых выделений), которые служат источником энергетического мате-
111
риала, индукторов и субстратов, необходимых для трансформации почвенных токсикантов (17, 18). Результаты наших вегетационных опытов подтвердили, что высев высших растений, способных извлекать и разлагать почвенные ксенобиотики, представляет собой малозатратный прием экологического оздоровления почвы, и послужили теоретической основой исследований влияния растений тритикале селекции КНИИСХ, высеваемых в междурядьях виноградников, на токсикологическое состояние эксплуатируемых агроугодий.
Динамика деградации химических токсикантов в почве виноградников в условиях обработки междурядий винограда с высевом тритикале (рис.) отражала снижение остаточных количеств хлорорганических и фосфорорганических пестицидов по сравнению с вариантом обработки и сезонного содержания по типу «черный пар» (для хлорорганических пестицидов — на 20 %, фосфорорганических — на 40 %).
2. Содержание остатков пестицидов в товарной продукции винограда разных сортов на фоне содержания по типу «черный пар» и при высеве тритикале в междурядья (агрофирмы «Кубань» и «Мирный», Краснодарский край, 2002-2007 годы)
Сорт Среднее (тритикале/черный пар), мг/кг
ГХЦГ (изомеры)| ДДТ (метаболиты) | метафос | фосфамид
Дойна 0,001/0,140 Следы/0,091 0,001/0,010 -/0,014
Голубок 0,001/0,180 Следы/0,065 Следы/0,010 Следы/0,020
Пино блан Следы/0,090 Следы/0,055 -/0,031 0,001/0,160
МДУ 0,05 0,10 Не допускается Не допускается
П р и м е ч а н и е. ГХЦГ — гексахлорциклогексан; МДУ — максимально допустимый уровень, мг/кг;
«—» — не обнаружено; «следы» — на порядок меньше 0,001.
Динамика содержания хлорорганических (А) и фосфорорганических (Б) пестицидов в почве междурядий виноградников сорта Пино блан при разных агроприемах содержания и обработки (агрофирмы «Кубань» и «Мирный», Краснодарский край, 2002-2007 годы): 1, 2 и 3 — соответственно черный пар, высев тритикале каждый год осенью и высев тритикале осенью один раз в 3 года.
3. Содержание гумуса, элементов питания и нитрификационная способность почвы под промышленными посадками винограда разных сортов на фоне содержания по типу «черный пар» и при высеве тритикале в междурядья
(агрофирмы «Кубань» и «Мирный», Краснодарский край, 2002-2007 годы)
Показатель Сорт винограда (высев тритикале/черный пар)
Пино блан Г олубок | Дойна
Гумус, % Нитратный азот, мг/100 г почвы Подвижный фосфор, мг/100 г почвы Обменный калий, мг/100 г почвы Количество N-NO3, мг/кг почвы 2,83/1,91 2,69/2,03 1,55/1,10 20,53/19,09 18,37/15,44 2,76/1,89 2,37/2,00 1,48/1,32 21,02/20,00 19,11/15,07 2,82/1,95 2,99/2,07 1,62/1,24 20,42/19,11 19,00/15,67
Выращивание тритикале в междурядьях виноградников и запахивание его измельченного травостоя на глубину 15 см (11, 12) по сравнению с вариантом с черным паром не только на 90-95 % активизировало деструкцию
112
и вынос из экосистемы почвенных токсикантов (табл. 2), но и повышало в почве содержание гумуса (на 44-48 %), азота (на 18,5-44,5 %), фосфора (на 12,1-41,9 %), калия (на 5,1-21,3 %) и нитрификационную способность (на 18,9-26,8 %) (табл. 3).
Таким образом, доказана эффективность оздоровления почвы под виноградниками, загрязненной пестицидами, при использовании тритикале как сидерата (высев в междурядья и заделка в почву). Изучение влияния этого приема на продуктивность виноградников выявило среднюю прибавку урожайности 8,6 % у сортов Дойна, Голубок и Пино блан. Кроме того, отмечено ослабление эрозийных процессов и смыва плодородного слоя почвы ливневыми осадками, особенно на склоновых участках насаждений.
ЛИТЕРАТУРА
1. В о р о б ь е в а Т.Н., М а л а х о в О.Н. Эколого-токсикологическое совершенствование производства и хранения столового винограда (исследования, разработки). Краснодар, 2004.
2. В о р о б ь е в а Т.Н., Л о м а к и н а Г.А. Оценка экологического риска применения пестицидов в виноградарстве. Краснодар, 2006.
3. К р у г л о в Ю.В. Микрофлора почвы и пестициды. М., 1991.
4. Л у н е в М.И. Пестициды и охрана агрофитоценозов. М., 1992.
5. Ш и ш о в Л.Л., К а р м а н о в И.И., Д у р м а н о в Д.Н. Критерии и модели плодородия почв. М., 1987.
6. Л у н е в М.И. Моделирование и прогнозирование поведения пестицидов в окружающей среде. М., 1968.
7. В о р о б ь е в а Т.Н., М а к е е в а А.Н. Экологическая оптимизация применения фунгицидов в виноградарстве Тамани (исследования, инновационные разработки). Краснодар, 2007.
8. Д у р м а н о в А.Н., В и н о д К а ш ь я п. Международные экологические проблемы в области защиты растений. Защита растений, 1999, 12: 4-5.
9. P e t e r s e n B., C h a i s s o n C. Pesticides and residues in food. Food Techn., 1988, 42(7): 59-64.
10. S a n t y R., G i a c o m e l l i R. P-32 marked dimetoate metabolism in olive plants and its toxicology. J. Agric. Food. Chem., 1962, 10: 257-260.
11. К и я н А.Т., В о р о б ь е в а Т.Н., Л о м а к и н а Г.А. Способ содержания почвы виноградников. Патент РФ № 2238621. М., 2004, бюл. № 30.
12. В о р о б ь е в а Т.Н., К и я н А.Т., Л о м а к и н а Г.А. Способ содержания почвы виноградников. Патент РФ № 2239965. М., 2004, бюл. № 32.
13. В о р о б ь е в а Т.Н. Токсикологическая оценка почв на виноградниках. Метод. указ. Краснодар, 1991.
14. Методические указания по определению микроколичеств пестицидов в продуктах питания и внешней среде. Т. 1-2. М., 1992.
15. Д о с п е х о в Б.А. Методика полевого опыта. М., 1979.
16. В о л ь ф В.Г. Статистическая обработка опытных данных. М., 1966.
17. К у к Д.У. Регулирование плодородия почвы. М., 1970.
18. Т и м о ф е е в В.Б., Ж м а к и н а О.А., П л о т н и к о в а А.В. Об урожайности и качестве зеленой массы кормовых тритикале. С.-х. биол., 1986, 11: 46-51.
ГНУ Северо-Кавказский зональный НИИ Поступила в редакцию
садоводства и виноградарства, 15 апреля 2008 года
350901 г. Краснодар, ул. 40 лет Победы, 39, e-mail: toksikolog@mail.ru
RECOVERY OF SOIL BY MEANS OF SOWING OF TRITICALE TO ROW-SPACING OF INDUSTRIAL VINEYARD
T.N. Vorob ’eva, A. T. Kiyan, Yu.A. Veter, A.N. Makeeva, A.A. Volkova
S u m m a r y
In laboratory and field conditions the influence of plants-siderats on soil recovery was studied. Grain-fodder triticale from selection of P.P. Luk’yanenko Scientific Research Institute of Agriculture was sowing to vineyard row-spacing for an acceleration of pesticides degradation, a removing of their remains from ecosystem and an improvement of soil biochemical composition. The productivity of vineyards and berries quality was estimated.
113
