1Дальневосточный научно-исследовательский институт защиты растений – филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. Чайки» (директор)
с 01.01.1984 по 01.01.2025
Дальневосточный научно-исследовательский институт защиты растений – филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. Чайки» (Директор)
сотрудник
Россия
сотрудник
сотрудник
сотрудник
Цель исследований – определить чувствительность ряда сельскохозяйственных культур к остаточным количествам последовательно примененных в посевах сои гербицидов Флекс 1,5 л/га и Фюзилад Форте 1,5 л/га. Исследования проведены в 2020–2021 гг. в Дальневосточном НИИ защиты растений в условиях вегетационного домика с использованием метода биологиче-ской индикации почвенных остатков гербицидов (определения суммарной фитотоксичности почвы). Семена тестируемых культур высевали в лугово-бурую оподзоленную почву, отобран-ную после уборки сои, обработанной гербицидами в фазу двух тройчатых листьев. В течение вегетации тест-культур фиксировали все признаки повреждения и угнетения растений оста-точными количествами гербицидов. После срезки опытных растений по снижению их сырой надземной массы и высоты по сравнению с контролем (без применения гербицидов) делали окон-чательные выводы о степени токсичности для тестируемых культур остатков гербицидов и их активных метаболитов, сохранившихся в почве. По снижению массы растений, как наиболее объективному критерию оценки фитотоксичности гербицидов, культуры расположились в по-рядке от наиболее чувствительных до более устойчивых следующим образом: томаты < мор-ковь < рапс < гречиха < свекла столовая < капуста белокочанная < огурец < рис. Максимальную негативную реакцию на почвенные остатки гербицидов как по снижению надземной массы, так и высоты растений проявили томаты. Масса и высота ячменя, овса, пшеницы, кукурузы и под-солнечника были на уровне контрольных значений. На следующий год после применения препа-ратов на основе фомесафена из севооборота с соей рекомендуется исключить культуры, чув-ствительные к почвенным остаткам гербицида Флекс.
гербицид, остаточные количества, последействие, чувствительность, фитотоксичность, тест-культуры
Введение. В настоящее время для защиты растений от болезней и вредителей достаточно широко и успешно применяют биологические методы защиты. В борьбе с сорняками сегодня основным, наиболее эффективным и экономически целесообразным по-прежнему остается химический метод – использование гербицидов, прошедших процедуру государственной регистрации и допущенных к практическому применению [1–4].
Установлено, что даже при самом аккуратном применении рабочего раствора целевого объекта достигает лишь некоторая, небольшая доля пестицида; основная его часть распределяется в окружающей среде – в нецелевых организмах, воздухе и почве [5, 6]. В почве остатки некоторых гербицидов и их биологически активные метаболиты могут сохраняться в течение длительного времени, вплоть до нескольких лет, оказывая последействие, влияя тем или иным образом на последующие культуры в севообороте и сорные растения [7, 8]. По данным гербологов Всероссийского НИИ фитопатологии, характер и уровень последействия гербицидов определяется интенсивностью их адсорбции, скоростью деградации в почве и способностью миграции (перемещения) по почвенному профилю. В свою очередь эти факторы зависят от физико-химических свойств гербицидного препарата, погоды и агротехнических условий вегетационного сезона, региональных почвенно-климатических особенностей [9]. Сохранению гербицидов главным образом способствуют недостаточная активность почвенных микроорганизмов, низкая температура и недостаток влаги, нейтральная или щелочная реакция почвенной среды [9–12]. Важнейший фактор – срок применения препарата. Чем раньше в сезоне используется гербицид, тем больше появляется времени для его разложения. Так, например, ранее нами было выяснено, что при обработке Фабианом вегетирующих сорных и культурных растений через 30–40 сут после посева сои в почве к концу сезона остается не меньше гербицида, чем при его нанесении в той же норме на поверхность почвы до всходов культуры, сразу после посева [13].
Имеются обширные литературные данные и результаты собственных исследований, доказывающие наличие негативного влияния многих гербицидов на последующие культуры севооборота, особенно – на корнеплоды, подсолнечник, сою, гречиху [14–21]. Из ранее испытанных сотрудниками нашего института 13 сельскохозяйственных культур наиболее восприимчивой к почвенным остаткам гербицидов Лазурит, Фабиан, Пивот и Пропонит оказалась свекла столовая. Также значительное негативное последействие эти препараты (кроме Пропонита) оказывали на капусту белокочанную, морковь и гречиху, угнетая надземную массу их растений на 14–34 % [13, 22].
В США при изучении чувствительности покровных культур к остаточным количествам гербицидов и их смесей, используемых при производстве сои, было выяснено, что покровные культуры подвергаются наибольшему риску при применении на сое гербицидов, содержащих определенные активные ингредиенты, такие как фомесафен [23]. В других исследованиях фомесафен значительно угнетал высоту растений, длину корней и биомассу сахарной свеклы [24]. Из бахчевых культур наиболее чувствительным к этому действующему веществу оказался огурец [25].
С недавнего времени применение гербицидов на основе фомесафена (Флекс и другие) разрешено на территории нашей страны [26]. Исследования, проведенные в Приморском и Краснодарском краях, показали, что гербицид Флекс эффективно (на 80–100 %) контролирует большинство однолетних широколистных видов сорных растений, встречающихся в посевах сои, и весьма ограниченно действует на злаковые (мятликовые) сорняки. Поэтому при сложном типе засоренности рекомендуется применять Флекс в сочетании с граминицидами в баковых смесях либо последовательно [27–29].
При определении остаточных количеств гербицидов применяют физико-химические и биологические методы [30–32]. К последним относятся биотестирование (количественной метод определения содержания гербицидов в исследуемой среде) и биологическая индикация (биоиндикация) суммарной фитотоксичности почвы. Биотестирование и биоиндикация с оптимальным подбором тест-растений позволяют адекватно оценить степень возможного экологического риска от применения гербицидов, являются достаточно чувствительными, объективными и широко доступными методами. Известно, что метаболиты многих гербицидов зачастую обладают большей биологической активностью, чем исходный препарат [9]. Поэтому в исследованиях возможного действия почвенных остатков гербицидов на сельскохозяйственные культуры мы используем метод биоиндикации, позволяющий оценить общее интегрированное воздействие на тест-растения сохранившегося в почве гербицидного препарата и всех фитотоксичных продуктов его трансформации.
Цель исследований – определить чувствительность ряда сельскохозяйственных культур к почвенным остаткам гербицида Флекс КЭ (фомесафен, 250 г/л), примененного в посевах сои в норме 1,5 л/га с добавлением в рабочий раствор адьюванта Тренд 90 Ж (этоксилат изодецилового спирта) 0,2 л/га, по фону которого через трое суток использовали 1,5 л/га граминицида Фюзилад Форте (д.в. флуазифоп – П – бутил, 150 г/л).
Задачи: провести наблюдения за ростом и развитием растений культур, выращиваемых в почве, содержащих остатки препаратов Флекс и Фюзилад Форте; после срезки опытных растений по изменению их высоты и сырой надземной массы в сравнении с контролем оценить последействие гербицидов на тест-культуры.
Материал и методы. Исследования проведены в 2020–2021 гг. в ДВНИИЗР – филиале ФГБНУ «ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. Чайки». В полевых условиях гербицид Флекс 1,5 л/га + Тренд 90 0,2 л/га и через трое суток – Фюзилад Форте 1,5 л/га наносили ручным штанговым опрыскивателем ОРШ-2 на вегетирующие сорные растения при достижении соей фазы двух тройчатых листьев и высоты 10–15 см. В годы применения гербицидов (2019 и 2020) ГТК составил 2,2; за период вегетации сои (май-октябрь) количество выпавших осадков и температурные условия соответствовали среднемноголетним значениям –
Оценку чувствительности сельскохозяйственных культур к биологически активным остаткам примененных гербицидов провели в серии вегетационных опытов методом биоиндикации, подробно изложенном в работах [31, 32].
После уборки сои, через 3,5 месяца после применения гербицидов, отбирали почвенные образцы из горизонта 0–20 см на четырех опытных делянках (на каждой – в пяти точках). Образцы почвы в отсутствии солнечных лучей высушивали до воздушно-сухого состояния и сохраняли в полиэтиленовых пакетах в температурных условиях внешней среды. Почва лугово-бурая оподзоленная, по механическому составу – средняя глина, содержание органического вещества (ГОСТ 26213-91) – 3,8 %, подвижного фосфора и обменного калия (ГОСТ 54650-2011) – 16 и 120 мг/кг почвы, соответственно рНсол. (ГОСТ 26483-85) – 5,3. Весной почву просеивали через сито с отверстиями диаметром 5 мм и помещали в вегетационные сосуды емкостью 250 см3. При посеве извлекали из сосудов часть почвенной смеси (верхний двухсантиметровый слой), оставшийся объем слегка уплотняли, раскладывали на поверхности семена и засыпали возвращаемым верхним слоем почвы. Протестировали 13 культур 8 семейств: мятликовые – кукуруза П 8521, рис Долинный и ранние зерновые культуры: пшеница Приморская 40, ячмень Лаура, овес Макс; астровые – подсолнечник СИ Арко; гречиховые – гречиха Девятка; капустовые – капуста белокочанная Слава 1305, рапс Радикал; тыквенные – огурец Хабар; маревые – свекла столовая Бордо 237; сельдереевые – морковь Королева осени; пасленовые – томаты Алтайский красный. Одновременно по той же схеме закладывали контрольные варианты с чистой почвой, отобранной с участков опытного поля, не обработанных гербицидами. Полив сосудов осуществляли ежедневно водопроводной водой до уровня 60–70 % от полной влагоемкости (ПВ). Повторность опыта – 10-кратная.
В ходе экспериментов фиксировали любые признаки угнетения опытных растений – их отставание в росте и развитии, отклонения от контроля по морфологическим признакам. По прошествии 28–35 суток после посева проводили срезку и по изменению сырой надземной биомассы и высоты опытных растений в сравнении с контролем окончательно оценивали действие почвенных остатков гербицидов на тестируемые культуры.
Результаты и их обсуждение. При выращивании растений в почве, отобранной после обработки гербицидами, отмечали угнетение и симптомы повреждения некоторых тест-культур в сравнении с контролем. Через 7–10 суток после всходов проявилось отставание в росте и развитии опытных растений моркови, огурца, капусты, рапса, свеклы столовой и томатов. Без изменений в динамике развития только по высоте отставали от контроля гречиха и рис. Опытные растения всех культур, за исключением ранних зерновых, кукурузы и подсолнечника, также выделялись наличием листовых хлорозов разной степени проявления. Через следующие 5–7 суток на растениях томатов, гречихи, рапса, капусты и свеклы столовой наблюдали деформацию листьев; развитие хлороза и изменение окраски листовых пластинок. Наиболее заметно усилился хлороз опытных растений риса и особенно – огурца.
К этому времени отмечали незначительное осветление окраски опытных растений подсолнечника и кукурузы, а также – малозаметное отставание по высоте от контрольных ранних зерновых культур. К окончанию опытов каких-либо видимых отличий межу контрольными и опытными растениями подсолнечника, кукурузы и ранних зерновых культур уже не было.
После срезки растений выяснилось, что масса и высота опытных растений ячменя, овса, пшеницы, кукурузы и подсолнечника были на уровне контрольных значений. По обоим регистрируемым параметрам (надземной массе и высоте растений) существенному угнетению почвенными остатками гербицидов подверглись томаты, морковь, рапс, гречиха, свекла, капуста, огурец и рис (рис. 1, 2).
Рис. 1. Последействие гербицидов Флекс и Фюзилад Форте
на массу растений тест-культур
Рис. 2. Последействие гербицидов Флекс и Фюзилад Форте
на высоту растений тест-культур
Максимальную негативную реакцию на остаточные количества гербицидов по снижению как надземной массы, так и высоты растений проявили томаты – примерно на 39 и 28 % соответственно (рис. 3). Интересно, что в ранее проведенных нами исследованиях наиболее чувствительной к последействию таких разных по составу гербицидов, как Лазурит, Фабиан, Пивот и Пропонит, оказалась одна культура – свекла столовая.
Рис. 3. Последействие гербицидов на растения томата сорта Алтайский красный
Заключение. Таким образом, выявлено существенное негативное влияние остаточных количеств гербицида Флекс 1,5 л/га + Тренд 90 0,2 л/га с последующим применением через 3 суток граминицида Фюзилад Форте 1,5 л/га на восемь из тринадцати использованных в опытах тест-культур. По снижению массы растений, как наиболее объективному критерию оценки фитотоксичности, восприимчивые к почвенным остаткам гербицидов культуры расположились следующим образом (от наиболее чувствительных до более устойчивых): томаты Алтайский красный < морковь Королева осени < рапс Радикал < гречиха Девятка < свекла столовая Бордо 237 < капуста белокочанная Слава 1305 < огурец Хабар < рис Долинный.
Главный вывод, который можно сделать, основываясь на полученных экспериментальных данных, – на следующий год после использования гербицида Флекс из севооборота с соей следует исключить культуры с выявленным высоким уровнем чувствительности к почвенным остаткам фомесафена: томаты, морковь, рапс, гречиха, свекла столовая, капуста белокочанная, огурец, рис.
1. Зеленская О.В. Экологический риск распространения на рисовых полях сорных растений, устойчивых к гербицидам. Обзор // Рисоводство. 2021. № 1. (50). С. 76–87. DOI:https://doi.org/10.33775/1684-2464-2021-50-1-76-87.
2. Фторсодержащие аналоги промышленного антидота Фурилазол / А.С. Голубев [и др.] // Агро-химия. 2017. № 6. С. 62–67.
3. Терешкова Л.П. Курс – на безопасное применение гербицидов // Защита и карантин растений. 2020. № 4. С. 3–6.
4. Петрова М.О., Черменская Т.Д., Долженко В.И. Развитие исследований в аналитической ла-боратории ВИЗР по оценке остаточных количеств пестицидов // Вестник защиты растений. 2020. № 2 (103). С. 93–99. DOI:https://doi.org/10.31993/2308-6459-2020-103-2-13571.
5. Odukkathil G., Vasudevan N. Toxicity and bioremediation of pesticides in agricultural soil // Rev. En-viron. Sci. Biotechnol. 2013. V. 12. P. 421–444.
6. Данилова А.А. Контроль остаточных количеств гербицидов в объектах окружающей среды // Агрохимия. 2021. №. 6. С. 49–56. DOI:https://doi.org/10.31857/S0002188121030042.
7. ГОСТ 21507-2013. Защита растений. Термины и определения. Взамен ГОСТ 21507-81; введ. 2015.07.01. М.: Стандартинформ, 2014. 22 с.
8. Адаптивно-интегрированная защита растений: Монография / Ю.Я. Спиридонов [и др]. М.: Пе-чатный город, 2019. 628 с.
9. Последействие гербицидов: прогнозирование и профилактика // Ресурсосберегающее земле-делие. 2019. № 42 (02). URL: https://agriecomission.com/base/posledeistvie-gerbicidov-prognozirovanie-i-profilaktika (дата публикации: 04.03.2020 г.).
10. Лукьянюк Н.А. Регулирование последействия гербицидов агротехническими приемами в звене свекловичного севооборота // Земледелие и селекция в Беларуси. 2020. № 56. С. 28–39.
11. Стецов Г.Я. Последействие гербицидов в Западной Сибири // Защита и карантин растений. 2015. № 3. С. 17–19.
12. Grey T.L., McCullough P.E. Sulfonylurea herbicides fate in soil: Dissipation, mobility, and other pro-cess // Weed Technol. 2012. V. 26. P. 579–581.
13. Чувствительность сельскохозяйственных культур к остаточным количествам гербицида «Фа-биан» в почве / В.Н. Мороховец [и др.] // Вестник ДВО РАН. 2017. № 3. С. 47–51.
14. Спиридонов Ю.Я., Халиков С.С. Разработка экологически безопасных протравителей с уни-кальными физико-химическими, технологическими и протекторными свойствами // Агрохимия. 2019. № 1. С. 42–47. DOI: 10. 1134/S0002188119010125.
15. Филипчук О.Д. Системное биотестирование компонентов агроценоза на экологическую без-опасность (проблемно-методологический обзор) // Агрохимия. 2018. № 9. С. 84–92. DOI:https://doi.org/10.1134/S0002188118090065.
16. Последействие гербицидов и динамика их разложения в различных агроландшафтах / Ю.Я. Спиридонов [и др.] // Аграрный научный журнал. 2019. № 4. С. 27–31.
17. Санин С.С. Защита растений и устойчивое земледелие в XXI столетии // Защита и карантин растений. 2020. № 4. С. 9–16.
18. Инновационный подход в создании протравителей с антидотным действием против почвенных остатков гербицидов сульфонилмочевинного ряда / Ю.Я. Спиридонов [и др.] // Агрохимия. 2019. № 5. С. 35–47. DOI:https://doi.org/10.1134/S0002188119050089.
19. Дворянкин Е.А. Реакция сахарной свеклы на примеси зерновых гербицидов в баке опрыскива-теля при внесении различных свекловичных гербицидов // Агрохимия. 2022. № 5. С. 56–63. DOI:https://doi.org/10.31857/S0002 188122040068.
20. Дворянкин Е.А. Влияние загрязнения опрыскивателя остаточными количествами сульфонил-мочевины и имидазолинона на продуктивность сахарной свеклы // Агрохимия. 2021. № 4. С. 62–69. DOI: 10.31857/ S0002188121040037.
21. Санин С.С. Проблемы фитосанитарии России на современном этапе // Защита и карантин рас-тений. 2016. № 4. С. 3–6.
22. Изучение чувствительности сельскохозяйственных культур к почвенным остаткам гербицидов Пивот, Фабиан, Лазурит и Пропонит / В.Н. Мороховец [и др.] // Вестник ДВО РАН. 2019. № 3. С. 73–78. DOI: 10. 25808/08697698.2019.205.3.013.
23. Evaluation of cover crop sensitivity to residual herbicides applied in the previous soybean [Glycine max (L.) Merr] crop / D. Whalen [et al.] // Weed Technology.2019. № 33 (2). P. 312–320. DOI:https://doi.org/10.1017/wet.2019.10.
24. Fomesafen drift affects morphophysiology of sugar beet / X. Li [et al.] // Chemosphere. 2022. Vol. 287. Part 1. 132073. DOI: 10.1016/ j.chemosphere.2021.132073.
25. Peachey E., Doohan D., Koch T. Selectivity of fomesafen based systems for preemergence weed control in cucurbit crops // Crop Protection. Vol. 40. October 2012. P. 91–97. DOI:https://doi.org/10.1016/j.cropro.2012.04.003.
26. Список пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации. 2022 г. М., 2022. 879 с.
27. Эффективность и безопасность для сои баковых смесей гербицидов Флекс с граминицидами / Т.В. Мороховец [и др.] // Дальневосточный аграрный вестник. 2020. № 3 (55). С. 48–57. DOI:https://doi.org/10.24411/1999-6837-2020-13033.
28. Эффективность последовательного применения гербицида Флекс с граминицидами в посевах сои / Т.В. Мороховец [и др.] // Вестник ДВО РАН. 2020. № 4. (212). С. 106–115. DOI:https://doi.org/10.37102/08697698.2020.212.4.017.
29. Противодвудольный гербицид Флекс, ВР для защиты посевов сои в Краснодарском крае / А.П. Савва [и др.] // Достижения науки и техники в АПК. 2022. Т. 36. № 3. С. 69–73. DOI:https://doi.org/10.53859/02352451-2022-36-3-69.
30. Спиридонов Ю.Я. К вопросу о последействии сульфонилмочевинных гербицидов в почвах РФ и пути снижения их отрицательного действия на культурные растения // Вестник защиты рас-тений. 2009. № 3. С. 10–19.
31. Использование метода биоиндикации для оценки остаточных количеств гербицидов в почве и их суммар-ной фитотоксичности: рекомендации. М.: Росагропромиздат, 1990. 39 с.
32. Спиридонов Ю.Я., Ларина Е.Г., Шестаков В.Г. Методическое руководство по изучению герби-цидов, применяемых в растениеводстве. М.: Печатный город, 2009. 252 с.
