CC BY
60
ЭКОТОКСИКОЛОГИЯ
УДК 632.95:631.58
DOI 10.24411/0235-2516-2018-10031
ПРИЕМЫ СНИЖЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ КОЛИЧЕСТВ ПЕСТИЦИДОВ В ЗЕРНЕ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ ПО РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИМ ТЕХНОЛОГИЯМ
С.Д. Гилев, к.с.-х.н., И.Н. Цымбаленко, к.с.-х.н., А.Н. Копылов, к.с.-х.н., А.Ю. Кекало, к.с.-х.н., А.С. Филиппов, к.с.-х.н.
Уральский федеральный аграрный НИЦ УрО РАН, e-mail: [email protected]
Представлен анализ данных по остаточным количествам действующих веществ пестицидов в зерне яровой пшеницы. Оценены риски химического прессинга в условиях перехода на ресурсосберегающие технологии возделывания. Полевыми экспериментами и лабораторными исследованиями установлено, что количество действующих веществ гербицидов Торнадо 500, Магнум, Ларен про, Мортира, Банвел и Скорпио супер, применяемых при возделывании яровой пшеницы, не превышало предельно допустимых концентраций в зерне, что дает основание считать это зерно безопасным для использования в продовольственных целях. Вызывает опасение применение препаратов, содержащих сложный эфир 2,4-Д и тебуконазол. Для снижения рисков получения урожая зерна с остаточными количествами можно применять вместо 2,4-Д гербицид на основе дикамбы или препараты группы сульфонилмочевин. Фунгицидная защита посевов чаще всего требуется с фазы выхода флагового листа, при соблюдении данного регламента опасности загрязнения зерна тебуконазолом не отмечалось. В случае необходимости более позднего применения фунгицидов безопаснее использовать для этой цели препараты на основе пропиконазола.
Ключевые слова, яровая пшеница, ресурсосберегающие технологии, гербициды, фунгициды, остаточные количества пестицидов в зерне.
TECHNIQUES FOR REDUCTION OF PESTICIDE RESIDUES IN THE GRAIN
IN THE CULTIVATION OF SPRING WHEAT ON SAVING TECHNOLOGIES
Ph.D. S.D. Gilev, Ph.D. I.N. Tsymbalenko, Ph.D. A.N. Kopylov, Ph.D. A.Yu. Kekalo, Ph.D. A.S. Filippov
Ural Federal Agrarian Scientific-Research Centre of Ural Branch of the RAS, e-mail: [email protected]
Data on residual quantities of active substances of pesticides in wheat grain are analyzed in the article. The risks of chemical pressure in the conditions of transition to resource-saving cultivation technologies are estimated. Field experiments and laboratory studies have established that the amount of active substances of herbicides Tornado 500, Magnum, Laren pro, Mortira, Banvel and Scorpio super used in the cultivation of spring wheat did not exceed the maximum permissible concentrations in the grain, which gives reason to consider this grain safe for use for food purposes. The use of preparations containing 2,4-D ester and tebuconazole is a cause for concern. To minimize the risks of obtaining a grain yield with residual quantities, it is possible to use instead of 2,4-D herbicide based on dicamba or sulfonylurea group preparations. Fungicidal protection of crops is most often required from the phase of the output of the flag leaf, and in compliance with this regulation, the risk of contamination of grain with tebuconazole was not noted. In case of need of later application offungicides it is safer to use for this purpose preparations on the basis of propiconazole.
Keywords. spring wheat, resource-saving technologies, herbicides, fungicides, residual quantities of pesticides in grain.
Земледельцы Зауралья, основную территорию которого занимает Курганская область, широко применяют технологии возделывания зерновых культур на основе бесплужных способов обработки почвы, что ведет к усилению засоренности полей и
изменению видового состава сорняков. В допосев-ной период на полях с минимальными способами обработки, а также на стерневых фонах доминирующее положение стали занимать зимующие виды сорняков. Поэтому наряду с традиционной защитой
посевов пшеницы от сорняков путем химической прополки возникает необходимость применения препаратов общеистребительного действия перед посевом зерновых культур, а также в паровых полях [1]. Участившиеся в последние годы эпифитотии бурой ржавчины пшеницы (Puccinia recondite) и мучнистой росы (Blumeria graminis) уносят значительную часть урожая, если не применять средства защиты. В результате количество химических обработок и ассортимент пестицидов значительно возросли по сравнению с периодом, когда применяли традиционную (классическую) технологию. При таком прессинге химических средств на почву и растения возникает необходимость контроля качества продукции растениеводства. Однако качеству зерна на наличие в нем остаточного количества пестицидов уделяется недостаточно внимания. Научных данных по этому вопросу мало, и они противоречивы. Большинство результатов свидетельствует, что при соблюдении всех регламентов применения пестицидов уровень вредных химических веществ в зерне яровой пшеницы находится в пределах допустимых концентраций и не представляет опасности для человека. Объясняется это тем, что, например, гербициды преимущественно накапливаются в листьях защищаемой культуры, где за 2-3 недели происходит их деструкция, а аккумуляция в репродуктивных органах отмечена лишь в случае высоких доз или многократных обработок [2]. По данным исследований в Тюменской области [3] и в лесостепной зоне Западной Сибири [4] установлено, что длительное применение пестицидов в рекомендуемых дозах не ухудшает качество получаемой растениеводческой продукции. В то же время в зерне хлебных злаков, культивируемых в других регионах России, обнаружено превышение максимально допустимого уровня по хлорпикрину, диалену и следовые количества глифосата [5].
Цель исследований - выявить остаточное количество пестицидов и разработать приемы, позволяющие снизить их содержание в зерне яровой пшеницы при использовании ресурсосберегающих технологий.
Методика исследований. В 2016 и 2017 гг. образцы зерна яровой пшеницы для анализа на остаточные количества (ОК) пестицидов отбирали в трехпольном зернопаровом севообороте (стационарный опыт), где разрабатывают ресурсосберегающие технологии с разной интенсивностью применения средств химизации. Паровые поля обрабатывали тремя способами: химическим (двухкратная обработка смесью гербицидов Торнадо 500, 1,5 л/га + Магнум, 10 г/га), комбинированным (гербицидная обработка аналогичными препаратами и две культивации), классическим (основная обработка - вспашка). В борьбе с зимующими сорняками перед посевом первой и второй пшеницы после пара поля об-
рабатывали глифосатом. Химическую прополку посевов в период кущения пшеницы проводили баковой смесью гербицидов Эстерон (0,7 л/га), Магнум (5 г/га) и Скорпио супер (0,6 л/га). Для защиты от болезней применяются фунгициды: в 2016 г. - Ко-лосаль про (0,4 л/га), в 2017 г. - Фалькон (0,6 л/га). В 2017 г. в мелкоделяночном опыте дополнительно к стационарному в качестве средств защиты посевов пшеницы от сорняков применяли гербициды Банвел (0,3 л/га), Мортира (20 г/га) и Ларен про (10 г/га). От болезней посевы в мелкоделяночном опыте также защищали фунгицидами Фалькон (0,6 л/га) и Коло-саль про (0,4 л/га), но их применяли в более раннюю фазу (начало выхода флагового листа), чем в стационарном опыте (фаза колошения).
Образцы зерна урожая 2016 г. исследовали на содержание ОК глифосата, 2,4-Д, метсульфурон-метила, феноксапроп-п-этила, пропиконазола и те-буконазола в испытательной лаборатории филиала ФГБУ «Российский сельскохозяйственный центр» по Тюменской области. В этой же лаборатории в 2017 г. был проведен анализ зерна урожая 2017 г. со стационарного опыта на остаточные количества глифосата, 2,4-Д, метсульфурон-метила и тебукона-зола. В аналогичной лаборатории Республики Башкортостан анализировали образцы зерна с мелкоде-ляночных опытов урожая 2017 г., в которых определяли ОК дикамбы, трибенурон-метила, метсульфу-рон-метила и тебуконазола. Остаточное количество препаратов в зерне рассматривали относительно максимально допустимого уровня (МДУ) по техническому регламенту Таможенного союза «О безопасности зерна» ТР ТС 015/2011 (с изменениями на 16 мая 2016 г.) [6].
Вегетационный период 2016 г. отличался контрастными погодными условиями: май - засушливый, июнь-июль - влажные, количество осадков за этот период превысило норму в три раза, что вызвало активное развитие мучнистой росы, бурой листовой и стеблевой ржавчин, в августе, наоборот, установилась длительная засуха. В 2017 г. на фоне хорошей влагообеспеченности в начале вегетационного периода отмечался недобор тепла. В мае выпало 58 мм осадков (176% нормы), температурный режим оказался на 0,5°С ниже нормы. Июнь характеризовался достаточным количеством влаги и температурным режимом в пределах нормы (16,0-19,3°С). Первые две декады июля отличались обилием влаги, что способствовало формированию большой вегетативной массы яровой пшеницы, развитию мучнистой росы и бурой ржавчины. В третьей декаде августа температурный режим превысил норму на 5,4°С, установилась жаркая погода.
Почва опытного участка - чернозем выщелоченный маломощный малогумусный (3,6-4,9% по Тюрину) среднесуглинистого гранулометрического состава. В пахотном слое содержание валового азота составля-
ло 0,20-0,24%, подвижных форм фосфора 52-81, калия 197 мг/кг почвы (по Чирикову), pHкa 6,4-6,5.
Результаты и их обсуждение. В процессе лабораторных исследований установлено, что в зерне яровой пшеницы урожая 2016 г., возделываемой в севообороте по различным технологиям с комплексным применением средств химизации, обнаружены остаточные количества всех применяемых пестицидов (табл. 1). Содержание глифосата составило от 0,01 до 0,08 мг/кг, что значительно ниже максимально допустимого уровня (3,0 мг/кг). Следует отметить, что независимо от технологии возделывания пшеницы (способа обработки почвы, количества и сроков химобработок) концентрация данного гербицида в зерне оставалась на низком уровне: на фоне химического пара (две обработки гербицидами) - 0,06 мг/кг, комбинированного (одна обработка) - 0,028 и черного, где гербицид применяли перед посевом пшеницы, - 0,08 мг/кг. Низкое содержание глифосата (0,01 мг/кг) зафиксировано и в зерне второй пшеницы после пара в варианте с осенней вспашкой, которая ускорила процессы распада пестицида за счет повышенной активности почвенной биоты. По данным ряда авторов [4, 7], вспашка, внесение в почву органических удобрений, соломы и соблюдение оптимальных норм минеральных удобрений повышают устойчивость растений к воздействию глифосатсодержа-щих гербицидов и способствуют ускоренному их распаду, что также подтверждают результаты наших исследований: ОК гербицидов на основе глифосата в условиях Зауралья не накапливаются в зерне пшеницы выше МДУ при использовании этих препаратов для подготовки паровых полей и при допосевной химпрополке.
Относительно безопасными были гербициды из класса сульфонилмочевин. После применения препаратов Магнум (в половинной дозе 5 г/га), Ларен про (в полной норме 10 г/га) и Мортира (20 г/га) содержание метсульфурон-метила и трибенурон-метила в анализируемых пробах зерна яровой пше-
ницы составило менее 0,01 мг/кг, что ниже МДУ для этих действующих веществ. Выводы ряда исследователей [8, 9] о том, что данный тип гербицидов за счет низких доз применения и более быстрых темпов разложения является умеренно опасным для окружающей среды, подтвердились и результатами наших исследований. Остаточное количество феноксапроп-п-этила (действующее вещество гербицида Скорпио супер) также обнаруживалось в зерне ниже МДУ (0,01 мг/кг), за исключением зерна пшеницы, возделываемой по химическому пару, где содержание фе-ноксапроп-п-этила превысило норму на 0,01 мг/кг.
Более жесткие гигиенические требования предъявляются к гербицидам группы 2,4-Д, присутствие которых в зерне не допускается. Однако во всех изучаемых нами вариантах технологий возделывания яровой пшеницы зафиксировано наличие остаточного количества 2,4-Д с содержанием от 0,06 до 0,16 мг/кг. Причиной этого стала жаркая сухая погода августа 2016 г., которая наряду с ускорением процессов созревания могла способствовать более медленному разложению остаточных количеств гербицида в зерне. Видимо, в неустойчивых по увлажнению условиях Зауралья с относительно коротким вегетационным периодом и часто повторяющимися засухами риск загрязнения зерна ОК 2,4-Д вполне вероятен. Согласно техническому регламенту Таможенного союза, такое зерно может быть использовано только на кормовые цели для скота, поскольку для этой категории зерна допустимо содержание ОК 2,4-Д в пределах 0,6 мг/кг [6].
Вызывают опасение высокие остаточные количества в зерне тебуконозола - действующего вещества фунгицида Колосаль про, особенно на вариантах черного пара (0,70 мг/кг), в то время как количество пропиконазола оказалось ниже МДУ.
Для уточнения полученных результатов исследований 2016 г. проведен повторный анализ зерна 2017 г., выращенного в стационарном опыте. По данным таблицы 2, наблюдаются аналогичные закономерности по остаточному количеству пестицидов в зерне с
1. Содержание остаточных количеств пестицидов в зерне пшеницы, возделываемой
Пар и способ основной обработки почвы Глифосат 2,4-Д Метсуль-фурон-метил Фенокса-проп-п-этил Пропи-коназол Тебуконазол*
Максимально допустимый уровень (МДУ) 3,0 не допускается 0,05 0,01 0,1 0,2
Пшеница по пару
Черный** 0,08 0,13 менее 0,01 менее 0,01 менее 0,01 0,70
Комбинированный** 0,028 0,14 менее 0,01 менее 0,01 менее 0,01 0,15
Химический** 0,06 0,16 менее 0,01 0,02 менее 0,01 менее 0,01
Вторая пшеница после пара на фоне N60
Вспашка 0,01 0,07 менее 0,01 менее 0,01 менее 0,01 0,30
Без обработки почвы 0,04 0,06 менее 0,01 менее 0,01 менее 0,01 0,24
* фунгицид Колосаль про применен в фазе колошения пшеницы. ** суммарная пестицидная нагрузка в севообороте в технологии с черным паром составила 2416 г д.в/га, с комбинированным паром - 3166 г д.в/га, с химическим - 4128 г д.в/га.
2. Содержание остаточного количества химических веществ в зерне яровой пшеницы
Технология Пар и способ основной Глифосат 2,4-Д Метсульфурон- Тебуконазол*
возделывания обработки почвы метил
Максимально допустимый уровень (МДУ) 3,0 не допускается 0,05 0,2
Пшеница по пару
Ресурсосберегающая химический** 0,725 менее 0,03 менее 0,01 1,60
комбинированный** 0,475 менее 0,03 менее 0,01 0,40
Традиционная черный** 0,575 менее 0,03 менее 0,01 1,57
Вторая пшеница после пара на фоне N60
Ресурсосберегающая без обработки почвы 0,350 менее 0,03 менее 0,01 0,70
Традиционная вспашка 0,625 менее 0,03 менее 0,01 менее 0,01
* фунгицид Фалькон применен в фазу колошения пшеницы ** Суммарная пестицидная нагрузка в севообороте в технологии с черным паром составила 2692 г д.в./га, с комбинированным - 3442 г д.в/га, с химическим - 4204 г д.в/га.
3. Содержание остаточного количества химических веществ в зерне яровой пшеницы _в вариантах краткосрочного опыта (2017 г.), мг/кг_
Пар и способ основной обработки почвы
Дикамба
Трибенурон-метил
Метсульфурон-метил
Тебуконазол*
МДУ
0,5
0,01
0,05
0,2
Пшеница по пару
Ранний (черный)
менее 0,01
Бессменная пшеница
Без обработки
менее 0,01
менее 0,01
менее 0,01
* фунгицид Фалькон применен в фазе выхода флагового листа пшеницы
; в данном опыте такие препараты не применяли или не определяли.
**
проявлением небольших отклонений по отношению к результатам 2016 г. В частности, увеличилось содержание ОК тебуконазола по паровому предшественнику, глифосата по всем вариантам опыта и снизилось до минимального предела (менее 0,03 мг/кг) содержание 2.4-Д.
Результаты анализа зерна урожая 2017 г. в краткосрочном опыте на вариантах применения гербицидов Банвел, Мортира и Ларен про свидетельствуют, что содержание ОК дикамбы, трибенурон-метила и метсульфурон-метила в зерне не превышает 0,01 мг/кг и находится ниже МДУ соответственно 0,5 и 0,05 мг/кг (табл. 3). Для снижения рисков получения урожая зерна с остаточными количествами 2,4-Д можно применять вместо другой гормоноподобный гербицид на основе дикамбы, или препараты группы сульфонилмочевин (в зависимости от засоренности). Для снижения риска также можно использовать препараты на основе 2,4-Д в пониженных нормах расхода (0,2-0,3 л/га) в составе баковых смесей с сульфонилмочевинами.
По результатам мелкоделяночных опытов становится очевидным, что чем позднее применяют фунгицид (в стационарном опыте в фазе колошения пшеницы), тем выше вероятность наличия в зерне ОК тебуконазола. Это связано с тем, что данное вещество имеет продолжительный период полураспада, который, по данным лабораторных исследований Евросоюза, в полевых условиях может составлять 19,991,6 дней [10]. Большой диапазон периода разложе-
ния тебуконазола в полевых условиях прежде всего определяется погодными условиями [8]. Жаркая погода августа 2016 и 2017 гг. ускорила созревание хлебов и тем самым сократила период разложения действующего вещества препарата, что стало основной причиной его высокого содержания в зерне.
При переносе срока обработки фунгицидом с фазы колошения пшеницы на более ранний период (выход флагового листа) картина кардинально изменилась. Это наглядно видно из данных анализа зерна урожая 2017 г. в краткосрочном опыте, где фунгициды применяли за 45 дней до уборки урожая в фазе выхода флагового листа. По данным Всероссийского института защиты растений [11], где проводили исследования на содержание ОК тебуконазола и пропиконазола в зерне озимой пшеницы в динамике (через 2 часа после обработки, через 10, 20, 30 и 40 дней), установлено, что на 30-е сутки выявлены следы пропиконазола и тебуконазола ниже МДУ, на 40 сутки ОК препаратов в зерне отсутствовали.
Таким образом, полевыми экспериментами и лабораторными исследованиями, проводимыми в течение двух лет, установлено, что количество действующих веществ гербицидов Торнадо 500, Магнум, Ларен про, Мортира, Банвел и Скорпио супер, применяемых при возделывании яровой пшеницы в ресурсосберегающих технологиях, не превышало ПДК в зерне, что дает основание считать это зерно безопасным для использования в продовольственных целях.
Литература
1. Филиппов А.С., Немченко В.В. Технологии применения гербицидов на зерновых культурах в условиях мини-мализации обработки почвы. - Куртамыш: ООО «Куртамышская типография», 2016. - 100 с.
2. Куликова Н.А., Лебедева Г.Ф. Гербициды и экологические аспекты их применения: учеб. пособие. - М.: Книжный дом «Либроком», 2010. - 152 с.
3. Сергеева Е.А., Пашаян С.А. Анализ химических веществ в зерне яровой пшеницы юга Тюменской области // Вестник ГАУ Северного Зауралья, 2016, № 1(32). - С. 99-103.
4. Куликов С.В., Воронкова Н.А. Агроэкологические аспекты использования средств химизации на качество растениеводческой продукции // Омский научный вестник, 2011, № 1(104). - С. 185-188.
5. Шубина А.Г., Синютина С.Е., Шубин Р.А. Содержание пестицидов в зерне злаковых культур и пахотных почвах ряда районов Тамбовской области // Вестник Тамбовского ГТУ, 2009, Т. 15, № 1. - С. 208-212.
6. Технический регламент Таможенного союза «О безопасности зерна» ТР ТС 015/2011.
7. Соколова И.А., Беседин Н.В., Белкин А.А., Котельникова М.Н. Содержание тяжелых металлов и остаточного количества пестицидов в растениеводческой продукции // Вестник Курской ГСХА, 2012, № 5. - С. 44-46.
8. Телегин В.А., Гилев С.Д., Цымбаленко И.Н. и др. Повышение эффективности земледелия Зауралья в засушливых условиях. - Куртамыш: ГУП «Куртамышская типография», 2013. - 231 с.
9. Стецов Г.Я. О последействии гербицидов в засушливом земледелии // Аграрный сектор, 2014, № 2(20). - С. 75-77.
10. Электронный ресурс: [http://rupest.ru/ppdb/tebuconazole.html]
11. Гришечкина Л.Д. Фунгициды на основе тебуконазола в борьбе с фузариозом колоса хлебных злаков // Зерновое хозяйство России, 2012, № 22(4). - С. 24-25.
УДК 633.11«321»:631.53.027 DOI 10.24411/0235-2516-2018-10032
ВЛИЯНИЕ ФУНГИЦИДОВ И АГРОХИМИКАТОВ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ
А.А. Разина, к.б.н., О.Г. Дятлова
Иркутский НИИ сельского хозяйства, e-mail: [email protected]
Изучена биологическая и экономическая эффективность фунгицидов (Максим Плюс 1,2 л/т, БисолбиСан 1 л/т), регуляторов роста растений (Мелафен 10 мл/т, Стиммунол 10 мл/т) и удобрения на основе гуминовых кислот с добавлением макро- и микроэлементов (Гумилюкс 5 л/т) при предпосевной обработке семян яровой пшеницы сорта Бурятская остистая в чистом виде и в баковых смесях. Исследования проведены в ФГБНУ «Иркутский НИИСХ» в 2016-2017 гг. Фунгицид Максим Плюс и его баковые смеси с изучаемыми препаратами снижали зараженность семян до 6-11% при исходной зараженности 70-100%, а также сдерживали распространенность корневой гнили яровой пшеницы в 2,4-4,6раза. В среднем за два года исследований превышение по урожайности баковых смесей Максим Плюс + Стиммунол, Максим Плюс + Мелафен, Максим Плюс + БисолбиСан, Максим Плюс + Гумилюкс над контролем составило 27,8-34,8%. При комбинировании химического протравителя Максим Плюс с регулятором роста Мелафен и биопрепаратами БисолбиСан и Стиммунол рентабельность в 2016 г. составила 68,3%, 88,2 и 92,2% соответственно. В 2017 Г. использование смесей фунгицида Максим Плюс с Мелафеном, Стим-мунолом и Гумилюксом обеспечило рентабельность производства зерна пшеницы соответственно 36, 71 и 116%. Применение фунгицидов и агрохимикатов положительно сказалось на качестве зерна. Особенно выделился Стиммунол: по натуре зерна применение в чистом виде и в баковой смеси с Максим Плюс было на 3,6-3,8% выше контроля. По стекловидности и содержанию сырой клейковины Стиммунол превзошел контроль соответственно на 33,9 и 16,0%.
Ключевые слова: яровая пшеница, фунгициды, регуляторы роста растений, гуминовое удобрение, зараженность семян, корневая гниль, урожайность, рентабельность, качество зерна.
Работа выполнена в рамках Государственного задания ФАНО России (проект 0806-2014-0014).
