CC BY
95
Л
г
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
ч.
УДК 631.461:632.954
Л.Н. Щапова, Л.Н. Пуртова
ПРИМЕНЕНИЕ ГЕРБИЦИДА НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ В БОРЬБЕ С СОРНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТЬЮ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА МИКРОФЛОРУ И ГУМУСОВО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ АГРОГЕННЫХ
ПОЧВ ПРИМОРЬЯ
В статье приведены результаты исследований по обработке фабианом посевов сои в период вегетации растений, оказывающей позитивное влияние на микробный ценоз почвы и увеличение численности аммонифицирующих и амилолитических групп микроорганизмов. Высокая активность микроорганизмов, по мнению авторов, приводила к снижению содержания гумуса и его энергозапасов, что негативно сказывалось на плодородии почв. Последействие же фабиана ингибировало развитие микроорганизмов и способствовало сохранению и накоплению гумуса.
Ключевые слова: гербицид, фабиан, микробный ценоз, гумус, энергетические запасы, почва, микроорганизмы.
NEW GENERATION HERBICIDE APPLICATION IN ORDER TO CONTROL UNDESIRABLE WEED PLANTS AND ITS INFLUENCE ON MICROFLORA AND HUMUS -ENERGY INDICES OF THE PRIMORYE REGION
AGROGENIC SOILS
The research results on fabian processing of the soya crops in plant vegetation making positive impact on soil microbic cenosis and number increase of the ammonifying and starch-splitting microorganism groups are given in the article. The authors consider that microorganism high activity led to decrease of humus and its energy content availability that negatively affected the soil fertility. Fabian aftereffect inhibited microorganism development and promoted humus preservation and accumulation.
Key words: herbicide, fabian, microbic coenosis, humus, energy content, soil, microorganism.
Введение. В настоящее время защита сельскохозяйственных растений от распространения особо опасных многолетних корневищных, корнеотпрысковых и карантинных сорных растений предполагает применение гербицидов, без которых невозможно управление фитосанитарным состоянием агроэкосистем [3]. Потери урожая в Приморском крае из-за сильной засоренности полей составляют 30-35 % урожая [11]. Почва выполняет активную функцию в детоксикации гербицидов. К основным компонентам, ответственным за эту функцию, относятся микроорганизмы и органическое вещество. Почвенные микроорганизмы способны к активному разложению гербицидов и связыванию токсических соединений, образующихся в процессе разложения.
Влиянием гербицидов на почвенные микроорганизмы исследователи занимаются достаточно давно [2; 4]. Работы, посвященные взаимодействию пестицидов с почвенными микроорганизмами, сосредоточены, главным образом, на выявлении ингибирующего или стимулирующего влияния пестицида на микроорганизмы и микробиологические показатели почв [4-8].
Известно, что показатели численности и биохимической активности почвенной микрофлоры могут быть обусловлены не столько токсичностью гербицида, сколько количеством органического вещества, попадающего в почву при отмирании сорных растений [4-5]. Это приводит к нарушению условий гумусообразо-
L.N. Shapova, L.N. Purtova
вания и отражается на содержании относительно устойчивых показателей почвы, таких, как гумус и гумусовые вещества. В связи с этим при разработке эффективных приемов борьбы с сорной растительностью необходимо выяснение роли микробиологических процессов в превращении органического вещества и прогнозирование направленности процесса гумусообразования, связанного с деятельностью микрофлоры под влиянием гербицидов, которые практически не рассматривались для Дальневосточного региона.
При использовании гербицидов возникают вопросы, связанные с изучением особенностей микробиологических процессов разложения, образования и накопления гумуса, от решения которых во многом зависит плодородие почв.
Цель исследований - изучить изменения микробиологической активности и процессов гумусообра-зования при применении гербицида фабиана и его влияние на снижение засоренности посевов сои агроген-ных почв Приморья.
Объекты и методы исследований. Исследования проводились на опытных полях Приморского научно-исследовательского института сельского хозяйства Россельхозакадемии в течение 2005-2006 гг. Полевой опыт был заложен по следующей схеме: 1 - контроль - без гербицида; 2 - фабиан (д.в. имазетапир) в дозе 0,1 кг/га, внесенный в фазу 1-2 тройчатого листа; 3 - фабиан в дозе 0,1 кг/га, внесенный до всходов. Фабиан - комбинированный гербицид системного действия для борьбы с однолетними и многолетними двудольными и злаковыми сорняками в посевах сои. Действующее вещество - имазетапир 450 г/га + хлориму-рон - этил 150 г/га; препаративная форма - водно-диспергируемые гранулы (ВДГ). Объектом исследований были лугово-бурые отбеленные почвы, составляющие основной пахотный фонд Приморья.
Лугово-бурые отбеленные почвы характеризовались следующими агрохимическими показателями: гидролитическая кислотность - 5,4 мгэкв/100г почвы, рНс - 4,8, гумус - 3,75 %, сумма поглощенных оснований - 14,42 мгэкв/100 г почвы, степень насыщенности основаниями - 72%, Р2О5 (по Кирсанову) и К2О (по Масловой) - 1,2 и 11,8 мг/100 г почвы соответственно [11-12].
Выделение различных физиологических групп микроорганизмов, участвующих в превращениях органического вещества, проводили на общепринятых питательных средах [9]. Общую биогенность рассчитывали как сумму бактерий, грибов и актиномицетов.
Содержание гумуса, водорастворимый органический углерод определены по бихроматной окисляе-мости методом Тюрина [1], запасы энергии, связанные с содержанием гумуса, определены по формуле, предложенной Д.С. Орловым и Л.Н. Гришиной [10]:
Ог= Г-Н- d -517,2,
где Г - содержание гумуса, %;
Н - мощность пахотного слоя, м;
с1 - объемная масса почв, г/см3;
517,2 - коэффициент пересчета в млн ккал/га. Исследования проводились в трехкратной повторности в смешанных образцах почв.
Результаты исследований и их обсуждение. Обработка посевов сои водорастворимым фабианом в первый год исследований стимулировала численность всех групп сапрофитных микроорганизмов, заметно увеличивая биогенность с 90,8 до 97,7 млн КОЕ на 1 г почвы (табл.1). Необходимо отметить, что действие фабиана оказывало стимулирующее влияние на развитие процесса аммонификации по сравнению с контролем и позитивно сказывалось на жизнедеятельности микроорганизмов, развивающихся за счет минеральных форм азота (амилолитические формы). Подобное изменение в структуре микробоценоза способствовало разложению органического вещества с образованием большого количества его водорастворимых форм. Отмечено некоторое ингибирование в развитии мицелиальных микроорганизмов (грибы, актиномицеты). Однако подобная закономерность наблюдалась только в первый срок отбора образцов (начало вегетации сои). В дальнейшем численность микроорганизмов заметно уменьшалась. Возможно это связано не столько с ингибированием гербицидом, сколько со снижением количеств поступающего свежего органического вещества, хотя некоторые исследователи объясняют подобную флуктуацию микроорганизмов ингибирующим действием гербицидов [5].
Таблица 1
Влияние гербицида фабиана на численность микроорганизмов и показатели гумусового состояния
Микроорганизмы и показатели гумусовых веществ Единица учета на 1г почвы Вариант
Контроль без Фабиан в фазе гербицида 1-2 тройчатого листа Фабиан до всходов
Год отбора образц ов
2005 2006 2005 2006 2006
Биогенность млн КОЕ 90,8 53,4 97,7 70,9 27,9
Аммонифицирующие млн КОЕ 70,8 17,7 73,5 52,5 12,3
Амилолитические млн КОЕ 17,4 35,1 21,9 18,6 15,3
Оксикарбофилы млн КОЕ 10,1 2,3 9,0 3,4 1,2
Микромицеты тыс. КОЕ 42,5 60,0 40,5 14,0 13,7
Актиномицеты млн КОЕ 2,65 0,5 2,3 0,35 0,2
Гумус % 3,99 3,39 3,86 2,94 3,02
Водорастворимое органическое вещество % ОТ Собщ 0,77 0,50 0,88 0,70 0,80
Энергозапасы гумуса млн ккал/га 455 385 440 335 343
В 2006 году обработка посевов сои фабианом оказала положительное влияние на развитие микроорганизмов. По сравнению с контролем существенно увеличилась численность микроорганизмов, развивающихся за счет органического азота (аммонификаторов) и резко снизилось содержание амилолитических бактерий (табл. 1). Достаточно интенсивное развитие получили оксикарбофилы, участвующие в процессах разложения гумуса. Развитие двух последних групп микроорганизмов отрицательно сказывается на процессах гумусообразования. Особенно негативное влияние на микрофлору оказала обработка полей сои фабианом до всходов растений. На вариантах полевого опыта в посевах сои при обработке фабианом (фаза 1-2 тройчатого листа) усилились процессы минерализации и по сравнению с контролем снизился энергопотенциал почв (с 385 до 335 млн ккал/га). В этом варианте отмечалось также возрастание содержания водорастворимого углерода по сравнению с контролем (с 0,5 до 0,7 % от Собщ.), что свидетельствовало об усилении процессов трансформации органического вещества микробиотой почв. При применении фабиана до всходов процессы минерализации гумуса протекали менее интенсивно. По сравнению с контролем содержание гумуса снизилось с 3,39 до 3,02 %, а энергопотенциал почв уменьшился с 385 до 343 млн ккал/га.
Помимо изучения влияния гербицида фабиана на микробиологическую активность и гумусовоэнергетические показатели почв, рассматривалось его последействие на микрофлору и биохимические процессы трансформации органического вещества в почве. Исследования показали, что последействие фабиана оказывает отрицательное влияние на жизнедеятельность микроорганизмов (табл. 2).
Сильное ингибирующее последействие оказывает гербицид на развитие микроорганизмов, участвующих в процессах минерализации органических веществ. Численность амилолитических форм микроорганизмов в первый срок последействия составила 17,9 млн КОЕ на 1 г почвы, что в 1,5 раза ниже, чем на контроле.
Последействие гербицида отрицательно сказалось на развитии оксикарбофилов, участвующих в разложении гумусовых веществ, численность которых заметно снизилась в 2006 году по сравнению с 2005 годом. Установлено, что последействие применения фабиана в вариантах полевого опыта не оказывало существенного влияния на содержание и запасы гумуса. Эти показатели оставались близкими к контрольным вариантам опыта (табл. 2).
Таблица 2
Влияние последействия фабиана на численность микроорганизмов и показатели гумусового состояния, 2006 г.
Микроорганизмы и показатели гумусовых веществ Единица учета на 1г почвы Вариант
Контроль без гербицида Фабиан в фазе тройчатого листа
1 2 3 4
Биогенность млн КОЕ 37,1 34,9
Аммонифицирующие млн КОЕ 19,5 15,9
Амилолитические млн КОЕ 27,0 17,9
Окончание табл. 2
1 2 3 4
Оксикарбофилы млн КОЕ 2,9 1,9
Микромицеты тыс. КОЕ 61,3 34,5
Актиномицеты млн КОЕ 0,5 1,1
Гумус % 4,25 4,25
Запасы гумуса т/га 93,5 93,5
Следует особо отметить, что последействие фабиана прослеживается на изменении засоренности полей на протяжении 2-х лет после его внесения.
Применение фабиана в чистом виде по вегетации сои в дозе 100 г/га уничтожал осот желтый практически полностью. Наблюдения за последействием препаратов, внесенных по всходам сои, свидетельствуют о том, что фабиан, уничтожая осот желтый в посевах сои, освобождает в последующем посевы пшеницы от засоренности данным сорняком. Как показали наши наблюдения, последействие фабиана снижает засоренность на протяжении 2-х лет после его внесения. Так, численность сорняков в посевах пшеницы в 2006 г. после обработки фабианом в 2005 г., была в 2,5-3 раза ниже по сравнению с контролем. Осот желтый в этот год полностью отсутствовал. В 2006 г. посевы сои, обработанные фабианом, который вносился в 2004 г., были свободными от злаковых и двудольных сорняков до середины июня. И только в результате окончания действия препарата отмечено появление двудольных и злаковых сорняков, кроме осота желтого. В результате урожайность сои по 2-му году последействия фабиана составила 18,2 ц/га, а на контроле -11,3 ц /га. Отмечено увеличение густоты стояния всходов сои по фабиану через два года после его внесения на 23-30% по сравнению с контролем, что, вероятно, связано с воздействием корневых выделений осота желтого на контроле, которые губительно действуют на проростки сои.
Фабиан, внесенный по вегетации сои, уничтожал большинство однолетних сорняков и полностью подавлял осот желтый. Осот розовый в посевах сои в первый период угнетался под действием гербицида, но в дальнейшем не уничтожался полностью и продолжал развитие. При внесении фабиана до всходов на протяжении 40 дней наблюдалось сдерживание развития осотов розового и желтого, но затем отмечался их интенсивный рост. Это указывало на нецелесообразность применения гербицида до всходов сои при сильном засорении осотами. Более того, на данном варианте отмечено увеличение численности и интенсивности развития амброзии полыннолистной.
Двухлетние наблюдения показали, что при обработке посевов сои фабианом можно в значительной степени снизить применение гербицидов в посевах 2-х последующих культур в севообороте.
Заключение. В результате проведенных исследований установлено, что обработка фабианом посевов сои в период вегетации растений оказывала позитивное влияние на микробный ценоз почвы, увеличивая численность аммонифицирующих и амилолитических групп микроорганизмов. Высокая активность микроорганизмов приводила к снижению содержания гумуса и его энергопотенциала, что негативно сказывалось на плодородии почв.
Последействие фабиана ингибировало развитие микроорганизмов и способствовало сохранению и накоплению гумуса. Проведенными исследованиями по изучению влияния фабиана на засоренность посевов сои сорными растениями установлена низкая эффективность его применения до всходов.
Литература
1. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. - М.: Изд-во МГУ, 1970. - 487 с.
2. Головлева Л.А., Головлев Е.Л. Микробиологическая деградация пестицидов // Успехи микробиологии. - М., 1980. - № 15. - С. 137-179.
3. Захаренко В.А. Пестициды в аграрном секторе России конца ХХ - начала XXI века // Агрохимия. -2008. - № 11. - С. 86-96.
4. Круглов Ю.В. Микрофлора почвы и пестициды. - М.: Агропромиздат, 1991. - 129 с.
5. Круглов Ю.В., Герш Н.Б. Последействие систематического применения гербицидов на развитие са-
профитных микроорганизмов в почве // Микробиологические процессы в почвах и урожайность сельскохозяйственных культур. - Вильнюс, 1978. - С. 174-176.
6. Ксенофонтова О.Ю. Влияние пестицидов на почвенные микроорганизмы Нижнего Поволжья: тез. докл. Всерос. конф. - СПб., 2001. - 28 с.
7. Кутузова Р.С., Воробьев Н.И., Круглов Ю.В. Структура микробного комплекса ризосферы пшеницы в условиях гербицидного стресса // Почвоведение. - 2006. - № 2. - С. 220-227.
8. Минеев В.Г., Ремпе Е.Х. Агрохимия, биология и экология почвы. - М.: Росагропромиздат, 1990. - 206 с.
9. Методы в почвенной микробиологии и биохимии. - М.: Изд-во МГУ, 1991. - 303 с.
10. Орлов Д.С., Гришина Л.А. Практикум по химии гумуса. - М.: Изд-во МГУ, 1981. - 287 с.
11. Система земледелия в Приморском крае. - Новосибирск, 1982. - 328 с.
12. Федоров А.А., Хавкина Н.В. Влияние системы удобрений и доз извести на содержание и качественный состав гумуса в лугово-бурых почвах // Агрохимия. - 1987. - № 8. - С. 58-60.
13. Хавкина Н.В. Гумусообразование и трансформация органического вещества в условиях переменно-глеевого почвообразования. - Владивосток, 2004. - 270 с.
УДК 630.182.2+ 630.114.3(571.63) Е.В. Жабыко, Г.А. Гладкова, Г.Н. Бутовец
НАЧАЛЬНЫЕ ЭТАПЫ ФОРМИРОВАНИЯ РАСТИТЕЛЬНОСТИ НА ВЕТРОВАЛЬНО-ПОЧВЕННЫХ КОМПЛЕКСАХ*
В статье приведены результаты шестилетних наблюдений за зарастанием ветровальнопочвенных комплексов в кленово-лещинном кедровнике с липой, дубом и пихтой цельнолистной. Сделаны выводы о том, что восстановление растительности на вывале происходит быстрее, чем почвы.
Ключевые слова: заповедник "Уссурийский", вывал, ветровально-почвенный комплекс.
Ye.V. Zhabyko, G.A. Gladkova, G.N. Butovets PRIMES OF VEGETATION FORMATION ON THE WINDFALL-SOIL COMPLEXES
The results of six-year observation over the windfall-soil complex overgrowing in the cedar and avellane cedar forest with linden, oak and entire-leaved fir are given in the article. The conclusions that vegetation restoration on a fall occurs faster than soil restoration are drawn.
Key words: Ussuriysk Natural Park, fall, windfall-soil complex.
Естественные, коренные, ненарушенные леса принято рассматривать как устойчивые, сложившиеся лесные экосистемы с выработанной столетиями структурой. Наиболее распространенными естественными нарушениями таежных лесов являются ветровалы. На их долю приходится до 10-50 % площади лесов [1-5]. В лесах российского Дальнего Востока ветровалы широко распространены, однако их влияние специально не изучалось. Ветровальные комплексы варьируют по размерам и конфигурации. Наиболее распространены относительно небольшие по площади окна вывала, приводящие к локальным нарушениям лесных экосистем. Менее распространены крупные ветровальные комплексы, где основной древесный ярус уничтожен на десятках и тысячах гектаров, что, например, наблюдается на Сахалине. Ветровалы чаще происходят в спелых и перестойных лесах, но могут вызывать нарушения и в средневозрастных насаждениях. Характерной особенностью локальных ветровалов является то, что они в большинстве случаев не приводят к смене коренных лесов производными. Разрушение различных по площади участков древостоя сопровождается ускоренным развитием второго яруса и подроста и они быстро заполняют образовавшееся в пологе древостоя
* Исследования поддержаны грантом ДВО РАН № 09-I П 23-11.
