CC BY
126
УДК 632.934
Влияние
пестицидов
на экологическое
состояние
плодовых
агроценозов
Н.Н.КАРПУН, заместитель директора по науке Всероссийского НИИ цветоводства и субтропических культур Э.Б. ЯНУШЕВСКАЯ, ведущий научный сотрудник e-mail: [email protected]
Среди неблагоприятных последствий применения пестицидов для агроценозов плодовых культур особо выделяется экотоксическое действие на почвенную биосистему [6]. Установлено, что степень и продолжительность угнетения биологической активности микробио-ты зависит, в основном, от токсических свойств, нормы расхода и кратности применения пестицида [1, 2, 4]. Вследствие этого актуальны экотоксикологические исследования, позволяющие выявить наименее опасные для почвенного микробиоценоза пестициды,заре-гистрированные для применения на яблоне и персике. Результаты
этих исследований могут быть востребованы и в случае регистрации препаратов, используемых на персике. В настоящее время в Государственном каталоге пестицидов и агрохимикатов отсутствует ассортимент инсектицидов, позволяющих обеспечить эффективную защиту этой перспективной культуры южного садоводства от комплекса вредителей (восточная плодожорка, калифорнийская щитовка, большая персиковая тля, персиковая, или оранжерейная тля, всеядная листовертка).
Исследования проводили с 2000 по 2012 г. на опытных участках ВНИИЦиСК. Ассортимент пестицидов, экотоксикологическая оценка которых проводилась в насаждениях персика и яблони, представлен в таблице 1.Ежегодно персикобрабатывали в I декаде марта 3 % бордоской смесью и во II декаде апреля Деланом*.Третья обработка проводилась в конце апреля фунгицидом Скор, четвертая - в начале июня одним из триазолов или Хорусом. Инсектицидами персик обрабатывали двукратно за вегетационный период (III декада апреля, I декада июня). До 2007 г. применяли фосфороргани-ческие препараты, а в дальнейшем использовали более современные инсектициды.
* На культуре не зарегистрирован.
Экспериментальные исследования в насаждениях яблони выполнялись на устойчивом к парше сорте Прима, который обрабатывали двукратно только инсектицидами. Ассортимент инсектицидов был аналогичен применяемому в насаждениях персика. Все контрольные и опытные участки персика и яблони находились в одном агроландшафте на бурой лесной почве.
В качестве критериев оценки эко-токсикологического действия пестицидов использовали показатели актуальной дыхательной активности микробиоценоза, субстрат-индуци-рованного дыхания (субстрат - 5 % раствор глюкозы) и коэффициент микробного дыхания (КМД), которые наиболее адекватно отражают интенсивность негативного действия ксенобиотиков на почвенную биосистему [5]. Для установления характера влияния пестицидов на природную способность сообществ почвенных микроорганизмов к самовосстановлению биологической активности, нарушенной экотокси-кантами, определяли динамику изучаемых показателей в верхнем горизонте почвы (0-20 см).
Из фунгицидов, представленных в таблице 1, наибольшее негативное действие на почвенную биосистему оказывал Делан. Наблюдалось снижение субстрат-индуцируемого дыхания микробиоты и уровня актуальной дыхательной активности на 1820 %, субстрат-индуцированного дыхания - на 20-22 % относительно контроля. Их нормализация отмечалась через 2-3 недели после обработки.
Однократное применение 3 % бордоской смеси, Хоруса, триазо-лов не вызывало негативного воздействия на функциональное состояние биотического компонента почвы персикового сада. Использование этих препаратов на фоне других экотоксикантов (Делана, пиретрои-дов)также не приводило к отрицательному эффекту.
Значительно ухудшало экологическую ситуацию в агроценозах
Таблица 1
Ассортимент пестицидов, применяемых на опытных участках плодовых культур
Культура Препарат Действующее вещество Норма расхода препарата (л, кг/га)
Персик Бордоская смесь Меди сульфат + кальция гидроксид 30
Тоже Делан* Дитианон 0,7
Хорус Ципродинил 0,35
Скор Дифеноконазол 0,2
Топаз Пенконазол 0,2
Золон* Фозалон 2,4
Персик, яблоня Данадим* Диметоат 2,0
Тоже Децис* Дельтаметрин 0,5
Каратэ Зеон* Лямбда-цигалотрин 0,5
Димилин Дифлубензурон 1,0
Инсегар* Феноксикарб 0,4
* В России на культуре не зарегистрирован.
1. Влияние фосфорорганических инсектицидов на субстрат-индуцируемое дыхание почвенного микробиоценоза в насаждениях яблони (в процентах относительно контроля)
персика применение фосфорорганических пестицидов. После однократной обработки фиксировалось угнетение актуальной дыхательной активности микробоценоза на 3050 % по сравнению с контролем. Эти нарушения сопровождались ингибированием субстрат-индуци-рованного дыхания микробиоты, что свидетельствует о снижении
интенсивности внутриклеточных биоэнергетических процессов. На фоне установленных негативных последствий наиболее существенным является уменьшение коэффициента микробного дыхания, указывающее на снижение экологической устойчивости микробиоценоза к действию стресс-факторов.
Крайне отрицательным воздействием при применении фосфорорганических инсектицидов является угнетение процессов восстановления биологической активности почвы, нарушенной экотоксикантами. Только одна обработка Данадимом приводила к снижению дыхательной активности почвы на срок до 4-6 недель, Золоном - до 12 недель. После повторного применения негативный эффект этих препаратов усиливался, что проявлялось в более интенсивном угнетении субстрат-ин-дуцированного дыхания микробио-ты и увеличении продолжительности восстановительного периода.
Аналогичные негативные последствия наблюдались при использовании этих инсектицидов в насаждениях яблони (рис. 1). Столь выраженные нарушения жизнедеятельности почвенной полезной микробиоты в период ее максимальной биологической активности в естественных условиях (апрель-октябрь) являются одним из основных экофакторов, лежащих в основе дестабилизации агроценозов [3]. Обработка в III декаде апреля опытных участков яблони и персика Де-цисом приводила к кратковременному (до 2 недель) снижению (до 20 %) показателей общей биологической активности почвы (рис. 2). При этом процессы почвенного самовосстановления не нарушались. Аналогичные результаты получены при применении Каратэ Зеон.
Интенсивность экотоксического действия пиретроидов в летние месяцы существенно зависела от условий их применения. Обработка насаждений на фоне негативных последствий ранее использованных токсичных фосфорорганических препаратов создавала дополнительную нагрузку на экосистему и снижала ее устойчивость к пиретро-идам. В связи с этим восстановительный период возрастал в 2-3 раза. Применение пиретроидов в летний засушливый период также ухудшало экологическую ситуацию. В результате нарушения почвенно-
2. Влияние Дециса на субстрат-индуцируемое дыхание почвенного микробиоценоза в насаждениях яблони (в процентах относительно контроля)
Таблица 2
Уровень актуальной дыхательной активности и субстрат-индуцируемого дыхания почвенного микробиоценоза в насаждениях яблони после применения Димилина и Инсегара (в процентах относительно контроля)
Пестицид Время после обработки (недели)
1 2 3 4 5
ДИМИЛИН
Актуальная дыхательная активность 96,4 98,7 101,3 99,4 102,2
Субстрат-индуцируемое дыхание 97,5 101,4 99,2 97,8 104,8
ИНСЕГАР
Актуальная дыхательная активность 103,2 98,5 98,2 99,5 101,3
Субстрат-индуцируемое дыхание 105,3 101,7 97,2 98,4 102,5
го гидротермического режима чувствительность полезной микробио-ты к этим препаратам возрастала, вследствие чего увеличивалась продолжительность восстановительного периода в 2,5-3 раза по сравнению с весенними месяцами. Следует отметить положительную экологическую роль использования в плодовых насаждениях инсектицидов, отличающихся высокоспецифичным механизмом действия на вредителей. К этим препаратам относятся ингибитор синтеза хитина Димилин и аналог ювенильного гормона насекомых Инсегар. Эти вещества не оказывали отрицательного влияния на почвенное микробное сообщество (табл. 2). Уровень актуальной дыхательной активности и субстрат-индуцируемого дыхания микроорганизмов после применения Димилина и Инсегара находился в пределах контрольных значений.
Таким образом, в результате проведенных исследований установлено, что проявление экотоксическо-го действия пиретроидов (Децис, Каратэ Зеон) зависело от функционального состояния почвенного микробиоценоза. Экологчиески оптимальным было их однократное применение в весенний период, характеризующийся высокой биологической активностью почвы. Безопасными для почвенной микробиоты из инсектицидов являются Димилин и Инсегар, из фунгицидов - Хорус, Скор, Топаз.
Высокая специфичность воздействия этих препаратов на центры-мишени вредных организмов в соче-
тании с низкими нормами расхода обеспечивала сохранение природных биологических ресурсов и стабильное состояние агроценозов.
ЛИТЕРАТУРА
1. ИгнатоваЕ.А., КарпунН.Н., Осташе-ва Н.А., Янушевская Э.Б. Технологический регламент применения химических и биологических препаратов для защиты растений персика. - Сочи: ВНИИЦиСК, 2010, 39 с.
2. КарпунН.Н., Янушевская Э.Б., Игнатова Е.А., Леонов Н.Н. Методические положения по применению препаратов нового поколения в системах защиты персика. - Сочи: ВНИИЦиСК, 2013, 61 с.
3. Попова В.П. Агроэкологические аспекты формирования продуктивных садовых экосистем. - Краснодар: СКЗНИИСиВ, 2005, 242 с.
4. Соколов М.С., Монастырский О.А. Экологизация защиты растений. - Пущи-но: ОНТИ ПНЦ РАН, 1994, с. 199-206.
5. Янушевская Э.Б. Методические указания по определению биологической активности почв при пестицидных нагрузках. - Сочи: ВНИИЦиСК, 2013, 24 с.
6. Янушевская Э.Б., Карпун Н.Н. Основные этапы развития экотоксикологичес-ких исследований в садовых агроценозах Черноморского побережья России / Сб. науч. тр. «Субтропическое и декоративное садоводство». Вып. 47. - Сочи, 2012, с. 194-200.
Аннотация. По результатам экотокси-кологических исследований выделены пестициды, не оказывающие негативного воздействия на показатели общей биологической активности почвенного микробного сообщества в агроценозах плодовых культур. Из фунгицидов к ним относятся Хорус, Скор и Топаз, из инсектицидов - Димилин и Инсегар. Пиретро-
иды Децис, Каратэ Зеон, а также фунгицид Делан при однократном использовании в весенний период вызывали незначительное снижение интенсивности аэробного дыхания микробиоценоза, при этом его защитная функция не нарушалась.
Ключевые слова. Пестициды, миро-биоценоз, дыхательная активность почвы, агроэкосистемы, экологическая нагрузка.
Abstract. According to the results obtained from ecotoxicological studies, pesticides which have no negative impact on overall biological activity of the soil microbial community in fruit crops agrocenoses have been selected. They include fungicides -Chorus, Skor and Topaz, as well as insecticides - Dimilin and Insegar. Pyrethroids Decis, Karate Zeon, as well as a fungicide Delan significantly decreased the intensity of microbe cenosis aerobic respiration after a single use in the spring, while its protective function was not compromised.
Keywords. Pesticides, microbiocenosis, soil respiratory activity, agroecosystem, environmental pressures.
УДК 632.914
Прогноз развития ржавчины яровой пшеницы
В.В. ЧЕКМАРЕВ, заведующий лабораторией патофизиологии растений Среднерусского филиала Тамбовского НИИСХ e-mail: [email protected]
В борьбе с болезнями растений важное место занимает прогноз их развития, позволяющий заранее планировать защитные обработки или их отмену. В более ранних исследованиях было показано, что общей формулой прогноза бурой ржавчины зерновых культур может служить соотношение сумм относительной минимальной влажности воздуха, выше или равной 40 %, и его среднесуточной температуры,
бурой
