CC BY
44
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА
УДК 632.954:633.854.78
Влияние гербицидов на активность почвы в посевах подсолнечника
Л.М. ПАТАЛАХА, старший научный сотрудник Всероссийского НИИ защиты растений МСХ РФ И.Н. ГОРИНА,
заведующая лабораторией Л.Г. БУЛАВИНА, научный сотрудник
Применение гербицидов оказывает определенное воздействие на микробиологический состав почвы и ее ферментативную активность, что обусловливает необходимость всестороннего изучения их последействия на почвенный покров. Важной задачей является оценка степени влияния гербицидов на компоненты, ответственные за создание почвенного плодородия и выполняющие роль нейтрализаторов и минерализаторов ксенобиотических соединений.
К сожалению, способность почвенных микроорганизмов осуществлять эти функции не беспредельна, она может подвергаться воздействию как самих гербицидов, так и продуктов их трансформации, являющихся физиологически активными соединениями. Одним из решений данной проблемы является постоянный контроль самоочищения почвы путем наблюдения за ключевыми организмами, не являющимися объектами обработки, или процессами, проявляющими специфические ответные реакции на гербициды. Подобного рода индикаторным процессом может быть ферментативная активность почвы (ФАП) -показатель, характеризующий ее способность к биохимической
трансформации природных ксено-биотических соединений с помощью ферментов. Ферменты - биологические катализаторы белковой природы, образуемые живыми организмами, принимают непосредственное участие в синтезе и распаде гумуса, гидролизе органических соединений, остатков высших растений и микроорганизмов и переводе их в доступное для усвоения состояние, осуществляют разложение и превращение минеральных соединений, участвующих в окислительно-восстановительных реакциях.
Биокатализаторы обладают высокой чувствительностью, благодаря которой они быстро сигнализируют о загрязнении почвы ксе-нобиотическими соединениями. Согласно данным многих авторов, методы определения ФАП характеризуются экспрессностью определения, достаточно высокой точностью и стабильностью показателей по сравнению с существующими методами микробиологического анализа почвы.
В 2006-2007 гг. проводили исследования по определению влияния гербицидов на различные показатели почвенного плодородия в посевах подсолнечника. Изучали действие гербицидов, применяемых до всходов подсолнечника и по ве-гетирующей культуре: дуала голд, кэ (960 г/л метолахлора) - 1,4 и 1,3 л/га; стомпа, кэ (330 г/л пенди-металина) - 5 л/га; миуры, кэ (125 г/л хизалофоп-П-этила) -1,2 л/га; трофи 90, кэ (900 г/л аце-тохлора) - 2 л/га. Учеты проводили в день применения гербицидов; че-
рез 30, 60 дней после применения; в день уборки урожая. Биологическую активность почвы определяли аппликационным методом по методике Е.Н. Мишустина и А.Н. Петровой, активность ферментов - по общепринятым методикам.
Проведенные исследования выявили неоднозначное действие гербицидов на отдельные показатели почвенного плодородия и ферментативную активность почвы. Изменение этих показателей было вызвано не только действием применяемых гербицидов, но и погодными условиями вегетационных периодов. Биологическая активность почвы через 30 дней после применения гербицидов превысила контрольный вариант (без гербицидов) на 33,9-173,8 % (табл. 1).
Снижение биологической активности почвы отмечено через 60 дней после применения стомпа (на 30,8 % по отношению к контролю) и в день уборки урожая на делянках, обработанных дуалом голд (на 19,8 %). Применение ми-уры не снижало биологическую активность почвы, а наоборот стимулировало ее в течение всего периода вегетации подсолнечника.
Для нормального протекания почвенных процессов важное значение имеют ферменты пероксида-за, участвующая в минерализации азота в почве, и полифенолокси-даза - в синтезе гуминовых кислот. По активности этих ферментов судят о процессах образования гумуса. Проведенные исследования показали существенное различие в их активности при внесении гербицидов (табл. 2).
Через 30 дней после применения гербицидов отмечено достоверное снижение активности пе-роксидазы во всех вариантах опыта по сравнению с контролем. В 2006 г. снижение активности пе-роксидазы в вариантах с применением гербицидов сохранялось до
ИЗ ОПЫТА ПРИМЕНЕНИЯ ГЕРБИЦИДОВ
Таблица 1
Биологическая активность почвы в посевах подсолнечника после применения гербицидов
Срок отбора проб почвы Биологическая активность (% к контролю)
Дуал голд, 1,4 л/га Стомп, 5 л/га Миура, 1,2 л/га
В день применения гербицида 100 100 100
Через 30 дней после применения 223,9 273,8 133,9
Через 60 дней после применения 184,4 69,2 100,9
В день уборки урожая 88,2 107,9 122
Таблица 2
Активность пероксидазы и полифенолоксидазы в почве посевов подсолнечника (% к контролю) после применения гербицидов
Срок отбора проб Дуал голд, 1,4 л/га Стомп, 5 л/га Миура, 1,2 л/га Дуал голд, 1,3 л/га Трофи 90, 2 л/га
почвы ПО* ПФО* ПО ПФО ПО ПФО ПО ПФО ПО ПФО
В день применения гербицида 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
Через 30 дней после применения 69,4 96,8 62,8 97,4 80,3 103,8 76,4 90 75,6 95
Через 60 дней после применения 99,4 85,4 95,1 90,1 91,1 99,3 174,5 117,6 171,1 115,3
В день уборки урожая 58,3 100 43,4 100 99,1 63,3 31,3 200 52,6 400
* ПО - пероксидаза, ПФО - полифенолоксидаза.
Таблица 3
Активность каталазы и протеазы в почве посевов подсолнечника (% к контролю) после применения гербицидов
Срок отбора проб Дуал голд, 1,4 л/га Стомп, 5 л/га Миура, 1,2 л/га Дуал голд, 1,3 л/га Трофи 90, 2 л/га
почвы K* П* K П K П K П K П
В день применения гербицида 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
Через 30 дней после применения 99,2 91,2 99,6 83,5 143,1 96,8 100 257 76,8 243,1
Через 60 дней после применения 116,9 103,3 98,9 99,7 105,4 100,3 130 82 112,5 102
В день уборки урожая 101,1 82,7 101,1 105,9 93,3 40,8 40,4 121,3 51,8 124,4
* К - каталаза, П - протеаза.
уборки урожая. В 2007 г. через 60 дней после обработки гербицидами активность этого фермента превысила контроль на 71,174,5 %, но к уборке урожая она снизилась на 47,4-68,7 %.
Активность полифенолоксидазы в почве в 2006 г. существенно не отличалась по вариантам опыта, только после внесения миуры отмечено снижение ее активности на 26,7 % в день уборки урожая. В 2007 г. с меньшим количеством
осадков за вегетационный период активность полифенолоксидазы была очень низкой во всех вариантах опыта, но в вариантах с гербицидами выше, чем в контроле.
В биодинамике черноземов исключительную роль играет активность ферментов протеазы и ката-лазы. Протеаза непосредственно связана с мобилизацией азотного фонда и азотным питанием растений. Ее активность определяет скорость всей цепи превращения
азота в минеральные формы. По данным Ф.Х. Хазиева и Е.Н. Мишу-стина, протеазная активность положительно коррелирует с урожаем и является лучшим биохимическим тестом эффективности различных агротехнических приемов на черноземе. Используя активность протеазы и каталазы, можно рассчитать энзиматичес-кий показатель, который считается универсальным при оценке степени антропогенного воздействия на ферментативную активность почвы. Проведенные исследования показали неоднозначную активность протеазы и каталазы (табл. 3).
В 2006 г. активность протеазы через 30 дней после применения гербицидов достоверно снизилась во всех вариантах опыта, через 60 дней - в варианте с внесением стомпа. Дуал голд и миура стимулировали активность протеазы, но к уборке урожая она снизилась. В 2007 г. негативное влияние на протеазу через 60 дней после применения оказал дуал голд, однако к уборке урожая ее активность превысила контроль на 21,3 %. Применение трофи 90 оказывало стимулирующее действие на протеазу в течение всего вегетационного периода.
Каталаза способствует обогащению почвы кислородом за счет разложения перекиси водорода на воду и кислород. Значительных изменений в активности каталазы после применения гербицидов не отмечено, за исключением вариантов с дуалом голд в 2007 г. и трофи 90 в день уборки урожая (табл. 3).
Проведенные исследования выявили изменения ферментативной активности почвы под влиянием применяемых гербицидов. Эти показатели можно использовать для ранней диагностики побочного влияния гербицидов на процессы образования гумуса в почве.
27
5 Защита и карантин растений № 3, 2009
