CC BY
82
УДК 632.934
Значение
биоиндикации пестицидов
для формирования экологически безопасных систем защиты персика
М.Е. ПОДГОРНАЯ, заведующая центром защиты плодовых и ягодных растений Северо-Кавказского зонального НИИ садоводства и виноградарства Э.Б. ЯНУШЕВСКАЯ, ведущий научный сотрудник Всероссийского НИИ цветоводства и субтропических культур
Приоритетной задачей при применении пестицидов является стабилизация функционального состояния агробиоценозов за счет мобилизации адаптивного потенциала его биологических компонентов [1]. Сохранение гомеоста-за при действии экотоксикантов в значительной степени зависит от активности почвенной биосреды, обеспечивающей биотрансформацию и детоксикацию органических веществ. В то же время, установлено угнетающее влияние отдельных пестицидов и их метаболитов на функциональное состояние мик-робоценоза с последующим нарушением адаптивных механизмов [2].
Эта проблема крайне актуальна при возделывании персика в условиях влажных субтропиков, где интенсивное поражение этой культуры болезнями (курчавость, класте-роспориоз, парша, монилиоз и др.) и вредителями (восточная плодожорка, калифорнийская щитовка, персиковая тля и др.) требует многократного применения химических средств защиты. Нами разработан комплексный подход для формирования ассортимента препаратов с учетом экологической устойчивости агробиоценоза.
Для этого применялся интегральный критерий оценки функционального состояния почвенной биосреды - уровень ее аэробного дыхания, как результирующий показатель взаимосвязанных метаболических процессов в почвенной биоте [3].
На первом этапе определяли влияние пестицидов на биологическую активность бурой лесной слабоненасыщенной почвы персикового сада, подвергавшегося многолетним (11 лет) пестицидным нагрузкам, и естественного экото-па (под лесом).
В условиях лабораторного опыта образцы этих почв (горизонт 020 см) однократно обрабатывали пестицидами,наиболее часто применяемыми в системе защиты персика (медный купорос, делан, скор, топсин, хорус, золон). Уровни воздействия соответствовали 1; 3 и 5 ПДК, что отражало содержание действующих веществ этих препаратов в почве после их применения [4]. Опытные и контрольные (без обработки пестицидами) образцы почвы содержались при благоприятных для почвенной биоты температуре и влажности.
Интенсивность дыхательной активности почвы определяли в динамике через 1, 7, 14, 21 и 30 суток после обработки по уровню выделения СО2 из почвы в течение суток [5].
На втором этапе на протяжении 3 лет оценивали комплексное действие пестицидов на агробиоценоз персикового сада, из которого отбирали почву для лабораторного
опыта. Систему защиты персика строили, исходя из всего перечня изучаемых пестицидов, кроме зо-лона, который по результатам лабораторного биотестирования оказывал крайне негативное воздействие на почвенную биоту. За вегетационный период проводили 6-7 обработок фунгицидами и 2 -инсектицидами.
Дыхательную активность определяли в динамике с марта до ноября ежемесячно. Одновременно устанавливали интенсивность почвенного дыхания естественного экото-па (лес), входящего в единый ландшафт с персиковым садом.
Лабораторный опыт позволил выявить основные закономерности влияния пестицидов на функциональное состояние почвенной биоты, оценить характер и выраженность экотоксического действия на экосреды с различной степенью устойчивости к пестицидным нагрузкам.
Ответная реакция почвы в значительной мере зависела от уровня воздействия химических средств защиты. Существенные изменения дыхательной активности мик-робиоты отмечали при уровне пестицидов 5 ПДК, причем подвергавшаяся длительное время (11 лет) техногенным воздействиям была более чувствительна к изучаемым препаратам. Особенно интенсивно угнетал дыхательную активность делан (рис. 1). Его негативное действие отмечали в тече-
Примечание. * P < 0,05
1. Динамика дыхательной активности почвы, обработанной деланом (5 ПДК)
Примечание. * P < 0,05
2. Динамика дыхательной активности почвы, обработанной скором (5 ПДК)
ние 7 суток после обработки. Биоценоз естественного экотопа был устойчивее.
Скор, хорус и медный купорос повышали интенсивность почвенного дыхания в течение 1-2 недель после обработки. Почва, сформировавшаяся в естественных условиях, реагировала на действие этих препаратов более интенсивно. На рисунке 2 представлена динамика ее дыхательной активности при обработке скором. Она отражает также общую закономерность развития адаптивного процесса, наблюдаемого под влиянием хоруса и медного купороса.
На обработку топсином метаболические процессы в почвенной биоте отвечали кратковременным всплеском - через сутки после применения активность аэробного дыхания возрастала в 2,5 (почва персикового сада) и в 3 раза (почва под лесом). В последующие сроки наблюдений определяемые
Примечание. * P < 0,05
3. Динамика дыхательной активности почвы, обработанной золоном (5 ПДК)
показатели находились в пределах контрольных значений.
Из всего комплекса изучаемых инсектицидов золон оказался наиболее сильным экотоксикантом. Его применение приводило к продолжительному (до 30 суток) инги-бированию аэробного дыхания микробоценоза в образцах лесной почвы и персикового сада (рис. 3).
Биологический компонент почвы естественного агробиоценоза был устойчив к димилину, а почвы персикового сада более чувствителен, что выражалось в кратковременном ингибировании аэробного дыхания (до двух недель). Более благоприятная ситуация складывалась при обработке актелликом. Этот препарат оказывал на функциональное состояние микробоценоза стимулирующее действие.
По результатам биотестирования пестицидов в лабораторных условиях определены препараты для применения в системе защиты персика с учетом экологической устойчивости почвенной биоты. Наиболее предпочтительным является использование скора, хоруса, медного купороса и топсина.
Реакция биоценоза на действие делана носила стрессорный характер, однако интенсивность его эко-токсического влияния даже при уровне воздействия 5 ПДК находилась в пределах адаптивного потенциала почвенной биоты.
Продолжительное угнетение биологической активности почвы после обработок золоном указывает на значительную напряженность адаптивных процессов в почвенной биосреде.
На втором этапе опыта установлены основные закономерности характера влияния пестицидов, применяемых в насаждениях персика, на функциональное состояние агробиоценоза и определено соответствие комплексной экоток-сической нагрузки уровню адаптивного потенциала биогенного компонента экосистемы.
Во всех проведенных нами исследованиях негативное действие на почвенную биоту оказали делан и пиретроиды. Использование этих препаратов в апреле с незначительным промежутком времени между обработками оказывало крайне отрицательное воздействие на функциональное состояние биоценоза. Последующие обработки скором и хорусом улучшали ситуацию, интенсивность почвенного дыхания приближалась к исходным значениям. В то же время уровень аэробного дыхания микробоценоза персикового сада в летний период был значительно ниже, чем в лесном экотопе.
Несмотря на изменение функционального состояния агробиоце-ноза в результате многолетнего воздействия химического экофак-тора, наблюдалась нормализация биологической активности почвы до значений естественного биоценоза. Динамика изучаемого процесса указывает на наличие скрытых потенциальных возможностей почвенной биоты, которая после прекращения пестицидной нагрузки восстанавливает свою биологическую активность.
Таким образом, примененный нами подход позволяет не только определить характер влияния пестицидов на почвенную биоту с выделением опасных препаратов, но и является основой формирования системы защиты растений с учетом адаптивного потенциала агро-биоценоза. Данный прием исследований следует рассматривать в качестве дополнения к традиционно существующим методам обеспечения экологической безопасности пестицидов. Он особенно актуален при необходимости применения химических средств защиты в агробиоценозах с истощенными почвенными ресурсами.
Работа выполнена в рамках межрегионального проекта р_офи № 09-04-99113.
УДК 635.21:631.5
Фунгициды и регуляторы роста при возделывании и хранении картофеля
ЛИТЕРАТУРА
1. ЖученкоА.А. Эколого-генетические основы высокой продуктивности и экологической устойчивости агроэкосис-тем и агроландшафтов /Производство экологически безопасной продукции растениеводства. - Пущино, 1995, с. 5-20.
2. Соколов М.С. Экологизация защиты растений. - Пущино, 1994, 462 с.
3. Ландина М.М. Физические свойства и биологическая активность почв. - Новосибирск, 1986, 143 с.
4. ОсташеваН.А. Биоресурсы, биотехнологии, экологически безопасное развитие агропромышленного комплекса. -Сочи, 2007, с. 358-370.
5. Янушевская Э.Б. Методические указания по определению биологической активности почв при пестицидных нагрузках. - Сочи, 2005, 42 с.
Аннотация.Проведена биоиндикация пестицидов, применяемых в насаждениях персика, по интенсивности и характеру их воздействия на биологическую активность почвы. По результатам лабораторного эксперимента выделен ассортимент химических средств защиты, выраженность экотоксического действия которых находится в пределах адаптивного потенциала почвенной биоты.
Разработанный подход позволил сформировать экологически обоснованную систему защиты персика с учетом устойчивости к химическому стрессу биогенного компонента экосистемы.
Ключевые слова. Экология, биологическая активность, агроэкосистемы, экотоксикология, почвенная биота, пестициды.
Abstract. Bioindication of the pesticides, used in the cultivations of peach, in intensity and according to nature of their action on the biological activity of soil is carried out. According to the results of laboratory experiment the assortment of chemical means of protection is isolated, the manifestation of ecotoxicological action of which is within the limits of the adaptive potential of soil's biota.
The developed approach made it possible to form the ecologically substantiated system of the protection of peach taking into account stability to the chemical stress of the biogenic component of ecosystem.
Keywords. Ecology, biological activity, agro-ecosystem, ecotoxicology, soil's biota, pesticides.
A.А. МОЛЯВКО, В.Н. СВИСТ,
B.Н. ЗЕЙРУК, Н.П. БОРИСОВА, А.В. МАРУХЛЕНКО
В системе защиты картофеля важное место отводится использованию нового класса фиторегу-ляторов для усиления естественных защитных реакций растений на неблагоприятные условия произрастания. Синтетический аналог брассиностероидов эпин-эк-стра зарекомендовал себя как стимулятор антистрессового действия и может применяться как в полевых условиях, так и в культуре ткани картофеля. Иммуноцито-фит предназначен для повышения устойчивости растений к болезням (фитофторозу, альтернариозу, ризоктониозу, черной ножке, парше), снижает потери урожая при хранении. Силк обладает полифункциональным действием. Он активизирует защитные реакции растений к неблагоприятным ус-
ловиям внешней среды, патогенам грибного происхождения, стимулирует ростовые процессы.
В 2001-2005 гг. изучали эффективность биопрепаратов на сортах Погарский и Брянский надежный.
Обработка рострегуляторами клубней перед посадкой и растений в период вегетации снижала распространение болезней, повышала урожай картофеля, улучшала его качество и сохранность. Наиболее эффективным было двойное применение регуляторов роста при весенней обработке клубней и растений во время вегетации. Обработка клубней и растений иммуноцитофитом снизила пораженность сорта Погар-ский фитофторозом на 2,5 %, альтернариозом - на 3,6 %; Брянский надежный - на 1,6 и 3,4 %, эпи-ном-экстра - соответственно на 1,9 и 3,1 и 0,9 и 3,5 %.
Применение иммуноцитофита и эпина-экстра было более эффек-
Таблица 1
Урожай и качество картофеля при использовании биостимуляторов (среднее за 2001-2004 гг.)
Погарский Брянский надежный
Вариант обработки урожай (т/га) содержание крахмала в клубнях (%) урожай (т/га) содержание крахмала в клубнях (%)
Контроль 20,9 11,3 22,5 17,6
Иммуноцитофит — клубни (0,3 г/4 т) 22,1 11,8 25 19
Иммуноцитофит — клубни (0,3 г/4 т) и растения (всходы + цветение по 0,3 г/га) 22,5 12,7 25,8 19,4
Эпин-экстра — клубни (20 мл/т) 23,6 12,7 25 18,9
Эпин-экстра — клубни (20 мл/т) и растения (цветение, 80 мл/га) 24,1 12,5 25,7 19,2
Силк — растения (1-я — цветение, 2-я через 7 дней, 100 г/га) 23,2 11,7 26 18,3
НСТ^т 0,5-1,1 для сорта
НСТ^т 1,3-2,4 для рострегуляторов
