Влияние пестицидов на почвенные микроорганизмы и обеззараживание почвы.

Гербициды вносят в почву в небольших количествах — несколько килограммов на 1 га. Водорастворимые препараты не создают в местах внесения токсичных для большинства микроорганизмов концентраций. При распылении порошков и эмульсий образуются микрозоны, в которых селекционируется микрофлора, разлагающая пестицид, но основное микронаселение почвы остается незатронутым. В то же время использование гербицидов несколько снижает количество гумуса по сравнению с необработанными почвами. Это объясняется тем, что гербициды уменьшают поступление в почву растительных остатков сорняков.

Обычно применяемые в практике дозировки пестицидов, как правило, не влияют на жизнь почвы. Однако иногда происходит задержка процесса нитрификации, так как нитрификаторы очень чувствительны к различного рода сильным воздействиям. Некоторые исследователи отмечают большую чувствительность по сравнению с другими сапротрофными микроорганизмами азотобактера и клубеньковых бактерий. Малоустойчивы к гербицидам микроскопические грибы и водоросли.

Отмеченная чувствительность к пестицидам относится в основном к повышенным их дозам. На основную же массу микроорганизмов дозы, даже в 50—100 раз превышающие применяемые на практике, не оказывают существенного влияния.

Несомненно, что не все микроорганизмы одинаково чувствительны к определенным препаратам. Каждое химическое соединение больше всего поражает какую-то свою «мишень». Разработка этого вопроса может способствовать выявлению микробиологических показателей наличия и детоксикации определенных гербицидов в почве.

Отмеченное можно проиллюстрировать примерами. Э. А. Шти- ной было установлено, что Phormidium tenue погибает при незначительных концентрациях 2,4-Д, а другие организмы (Chlorella vulgaris, Nostoc punctiforme и т. д.) весьма устойчивы к действию этого гербицида. Ю. В. Круглов показал, что чувствительность водоросли Chlorella vulgaris к некоторым гербицидам приближается к чувствительности растений овса. Очевидно, Chlorella может быть использована как тест-организм при выяснении токсичности гербицидов для растений.

Некоторые исследователи пытались определить суммарный эффект действия гербицидов на микрофлору почвы по изменению ее дыхания. В опытах, проводимых по методике Варбурга, тормозящее действие на «дыхание» почвы оказывали лишь дозы гербицидов, в десятки раз превосходящие используемые на практике. Однако, если энергию дыхания почвы определяют в течение длительного срока (за 28 и 56 дней), то даже небольшая доза симазина снижает выделение С02 почвой.

Возникает весьма важный вопрос: за какой срок обезвреживаются в почве применяемые обычно в практике дозы гербицидов. На это влияет целый ряд факторов — биологические и химические свойства почвы, ее температура, влажность и т. д. На быстроту распада гербицидов в почве большое влияние может оказывать присутствие легкодоступных микроорганизмам органических и минеральных соединений. Следовательно, без учета комплекса факторов трудно определить быстроту распада гербицида в почве. Известны случаи, когда в европейских странах ориентировались на американские данные по освобождению почв от симазина. Так, в результате недоучета особенностей климата резко снижался урожай пшеницы, высеянной после кукурузы, обработанной симазином.

Несмотря на условность сроков распада различных гербицидов, приведенные в таблице 15 данные свидетельствуют о стабильности в почве подобных соединений. Например, одни гербициды распадаются в почве через несколько недель, другие сохраняются больше года, существуют и еще более устойчивые вещества.

Таблица 15

Примерные сроки разрушения в почве

проктически используемых1 дозировок гербицидов, мес.

До1

1-3

4-6

7-12

Более 12

Пропан ид Ялан

2,4-Д Бета нал Далапон Пирамин Ронит Эптам

Диурон Котора н Вензар

Прометрин

Трихлораиетат

натрия

Атразин

Симазин

В связи с тем что скорость детоксикации пестицидов в почвах и окружающей среде (грунтовые воды, водные бассейны и т. д.) зависит от географических, почвенных, гидрологических и других условий, составлена карта, дающая представление о способности отдельных регионов самоочищаться от вносимых в почву токсических соединений.

Следует отметить, что при частичном разрушении гербицида могут образоваться сильнотоксичные вещества. Например, когда из атразина отщепляется группировка С2Н5, образуется хлорамино- изопропиламинотриазин:

Большинство приведенных в таблице гербицидов в настоящее время запрещено для применения; таблица оставлена лишь как пример.

Иногда происходит конденсация веществ, образующихся из гербицидов, в трудноразлагаемые сложные соединения. Некоторые гербициды (симазин и др.), а также продукты их распада образуют с гумусовыми соединениями прочные комплексы. Это задерживает процесс их детоксикации.

В отношении инсектицидов имеются данные, свидетельствующие о довольно быстром распаде в почве фосфорорганических соединений (полтора—четыре месяца); хлорорганические соединения устойчивее.

Рассмотрим влияние пестицидов на взаимоотношения бобовых растений с клубеньковыми бактериями. Здесь наблюдаются значительные различия. Так, гербициды, ингибирующие фотосинтез (симазин, атразин), не действуют на образование клубеньков, но процесс азотфиксаиии подавляется ими вследствие недостатка асси- милятов для клубеньковых бактерий. Другие гербициды депрессиру- ют активность находящихся в клубеньках бактерий и снижают азот- фиксацию.

Таким образом, для бобовых культур следует особенно тщательно подбирать гербициды и желательно употреблять их в сниженных дозах. Предпочтительнее вообще использовать для этих культур почвы, очищенные от сорняков при выращивании предшественников.

Протравливать семена бобовых растений целесообразно не позднее чем за две недели до посева. Заражение же посевного материала клубеньковыми бактериями надо проводить в день посева.

Обработка почвы в защищенном грунте пестицидами в последнее время запрещена. Частично стерилизовать почву для парников и теплиц можно высокой температурой (пастеризация). В таких случаях горячий пар вводят в почву при помощи специальных приспособлений. Многие фитопаразиты погибают при температуре 55—60 °С, в связи с чем почву пастеризуют нагреванием до 70 °С в течение 1 ч. За это время погибают грибы родов Sclerolinia и Phy- tophtora. Другие патогенные организмы гибнут еще быстрее. Если температура прогрева ниже 70 °С, то время прогревания увеличивают.

Контрольные вопросы и задания

1. Как изменились взгляды ученых на воздействие обработки почвы на почвенное микронаселенис со времен формирования теории обработки почвы В. Р. Вильямса? 2. Какое влияние оказывает внесение извести на отдельные группы микроорганизмов? 3. Расскажите о воздействии гипсования на микроорганизмы почвы. 4. Как сказывается превращение микроорганизмами в почве солей аммония в азотную кислот)' на азотном питании растений? 5. Приведите схему использования азота минсразьных удобрений посевами сельскохозяйственных культур. 6. Какие приемы позволяют снизить потери азота удобрений? 7. В каких доступных для растений формах присутствует в почве фосфор? 8. Какие процессы распада минералов, содержащих кадий, идут с участием микроорганизмов? 9. Чем определяется быстрота разрушения пестицидов в почве? 10. Как влияют пестициды на формирование микробных ценозов в почве? 11. Приведите примеры условий, в которых задерживается процесс деструкции гербицидов.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >