1The Far Eastern Research Institute of Plant Protection - Branch of Federal State Budget Scientific Institution “Federal Scientific Center of Agricultural Biotechnology of the Far East named after A.K. Chaiki” (director)
from 01.01.1984 to 01.01.2025
The Far Eastern Research Institute of Plant Protection - Branch of Federal State Budget Scientific Institution “Federal Scientific Center of Agricultural Biotechnology of the Far East named after A.K. Chaiki” (Director)
employee
Russian Federation
employee
employee
employee
The purpose of the study is to determine the sensitivity of a number of crops to the residual amount of successive applications of Flex 1.5 l/ha and Fusilad Forte 1.5 l/ha herbicides in soybean crops. The stud-ies were carried out in 2020–2021 in the Far Eastern Research Institute of Plant Protection in the condi-tions of a growing house using the method of biological indication of soil stocks of herbicides (determina-tion of volumetric phytotoxicity of the area). The seeds of the tested crops were sown in meadow-brown podzolized soil, especially after harvesting soybeans treated with herbicides in the phase of two trifoliate leaves. During the growing season, test cultures recorded all signs of damage and inhibition of plants by residual amounts of herbicides. After cutting the experimental plants to reduce their wet aboveground weight and height compared to the control (without the use of herbicides), final conclusions were made about the degree of toxicity for the tested crops of herbicide residues and their active metabolites pre-served in the soil. According to the reduction in plant mass, as the most objective criterion for assessing the phytotoxicity of herbicides, the crops were arranged in order from the most sensitive to the most re-sistant as follows: tomatoes < carrots < rapeseed < buckwheat < table beet < white cabbage < cucumber < rice. Tomatoes showed the maximum negative reaction to soil residues of herbicides, both in terms of a decrease in the aboveground mass and plant height. Weight and height of barley, oats, wheat, corn and sunflower were at the level of control values. The next year after the use of preparations based on fomesafen, it is recommended to exclude crops sensitive to soil residues of Flex herbicide from the crop rotation with soybeans.
herbicide, residual amounts, aftereffect, sensitivity, phytotoxicity, test cultures
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. Zelenskaya O.V. Ekologicheskiy risk rasprostraneniya na risovyh polyah sornyh rasteniy, ustoychivyh k gerbicidam. Obzor // Risovodstvo. 2021. № 1. (50). S. 76–87. DOI:https://doi.org/10.33775/1684-2464-2021-50-1-76-87.
2. Ftorsoderzhaschie analogi promyshlennogo antidota Furilazol / A.S. Golubev [i dr.] // Agro-himiya. 2017. № 6. S. 62–67.
3. Tereshkova L.P. Kurs – na bezopasnoe primenenie gerbicidov // Zaschita i karantin rasteniy. 2020. № 4. S. 3–6.
4. Petrova M.O., Chermenskaya T.D., Dolzhenko V.I. Razvitie issledovaniy v analiticheskoy la-boratorii VIZR po ocenke ostatochnyh kolichestv pesticidov // Vestnik zaschity rasteniy. 2020. № 2 (103). S. 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. Danilova A.A. Kontrol' ostatochnyh kolichestv gerbicidov v ob'ektah okruzhayuschey sredy // Agrohimiya. 2021. №. 6. S. 49–56. DOI:https://doi.org/10.31857/S0002188121030042.
7. GOST 21507-2013. Zaschita rasteniy. Terminy i opredeleniya. Vzamen GOST 21507-81; vved. 2015.07.01. M.: Standartinform, 2014. 22 s.
8. Adaptivno-integrirovannaya zaschita rasteniy: Monografiya / Yu.Ya. Spiridonov [i dr]. M.: Pe-chatnyy gorod, 2019. 628 s.
9. Posledeystvie gerbicidov: prognozirovanie i profilaktika // Resursosberegayuschee zemle-delie. 2019. № 42 (02). URL: https://agriecomission.com/base/posledeistvie-gerbicidov-prognozirovanie-i-profilaktika (data publikacii: 04.03.2020 g.).
10. Luk'yanyuk N.A. Regulirovanie posledeystviya gerbicidov agrotehnicheskimi priemami v zvene sveklovichnogo sevooborota // Zemledelie i selekciya v Belarusi. 2020. № 56. S. 28–39.
11. Stecov G.Ya. Posledeystvie gerbicidov v Zapadnoy Sibiri // Zaschita i karantin rasteniy. 2015. № 3. S. 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. Chuvstvitel'nost' sel'skohozyaystvennyh kul'tur k ostatochnym kolichestvam gerbicida «Fa-bian» v pochve / V.N. Morohovec [i dr.] // Vestnik DVO RAN. 2017. № 3. S. 47–51.
14. Spiridonov Yu.Ya., Halikov S.S. Razrabotka ekologicheski bezopasnyh protraviteley s uni-kal'nymi fiziko-himicheskimi, tehnologicheskimi i protektornymi svoystvami // Agrohimiya. 2019. № 1. S. 42–47. DOI: 10. 1134/S0002188119010125.
15. Filipchuk O.D. Sistemnoe biotestirovanie komponentov agrocenoza na ekologicheskuyu bez-opasnost' (problemno-metodologicheskiy obzor) // Agrohimiya. 2018. № 9. S. 84–92. DOI:https://doi.org/10.1134/S0002188118090065.
16. Posledeystvie gerbicidov i dinamika ih razlozheniya v razlichnyh agrolandshaftah / Yu.Ya. Spiridonov [i dr.] // Agrarnyy nauchnyy zhurnal. 2019. № 4. S. 27–31.
17. Sanin S.S. Zaschita rasteniy i ustoychivoe zemledelie v XXI stoletii // Zaschita i karantin rasteniy. 2020. № 4. S. 9–16.
18. Innovacionnyy podhod v sozdanii protraviteley s antidotnym deystviem protiv pochvennyh ostatkov gerbicidov sul'fonilmochevinnogo ryada / Yu.Ya. Spiridonov [i dr.] // Agrohimiya. 2019. № 5. S. 35–47. DOI:https://doi.org/10.1134/S0002188119050089.
19. Dvoryankin E.A. Reakciya saharnoy svekly na primesi zernovyh gerbicidov v bake opryskiva-telya pri vnesenii razlichnyh sveklovichnyh gerbicidov // Agrohimiya. 2022. № 5. S. 56–63. DOI:https://doi.org/10.31857/S0002 188122040068.
20. Dvoryankin E.A. Vliyanie zagryazneniya opryskivatelya ostatochnymi kolichestvami sul'fonil-mocheviny i imidazolinona na produktivnost' saharnoy svekly // Agrohimiya. 2021. № 4. S. 62–69. DOI: 10.31857/ S0002188121040037.
21. Sanin S.S. Problemy fitosanitarii Rossii na sovremennom etape // Zaschita i karantin ras-teniy. 2016. № 4. S. 3–6.
22. Izuchenie chuvstvitel'nosti sel'skohozyaystvennyh kul'tur k pochvennym ostatkam gerbicidov Pivot, Fabian, Lazurit i Proponit / V.N. Morohovec [i dr.] // Vestnik DVO RAN. 2019. № 3. S. 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. Spisok pesticidov i agrohimikatov, razreshennyh k primeneniyu na territorii Rossiyskoy Federacii. 2022 g. M., 2022. 879 s.
27. Effektivnost' i bezopasnost' dlya soi bakovyh smesey gerbicidov Fleks s graminicidami / T.V. Morohovec [i dr.] // Dal'nevostochnyy agrarnyy vestnik. 2020. № 3 (55). S. 48–57. DOI:https://doi.org/10.24411/1999-6837-2020-13033.
28. Effektivnost' posledovatel'nogo primeneniya gerbicida Fleks s graminicidami v posevah soi / T.V. Morohovec [i dr.] // Vestnik DVO RAN. 2020. № 4. (212). S. 106–115. DOI:https://doi.org/10.37102/08697698.2020.212.4.017.
29. Protivodvudol'nyy gerbicid Fleks, VR dlya zaschity posevov soi v Krasnodarskom krae / A.P. Savva [i dr.] // Dostizheniya nauki i tehniki v APK. 2022. T. 36. № 3. S. 69–73. DOI:https://doi.org/10.53859/02352451-2022-36-3-69.
30. Spiridonov Yu.Ya. K voprosu o posledeystvii sul'fonilmochevinnyh gerbicidov v pochvah RF i puti snizheniya ih otricatel'nogo deystviya na kul'turnye rasteniya // Vestnik zaschity ras-teniy. 2009. № 3. S. 10–19.
31. Ispol'zovanie metoda bioindikacii dlya ocenki ostatochnyh kolichestv gerbicidov v pochve i ih summar-noy fitotoksichnosti: rekomendacii. M.: Rosagropromizdat, 1990. 39 s.
32. Spiridonov Yu.Ya., Larina E.G., Shestakov V.G. Metodicheskoe rukovodstvo po izucheniyu gerbi-cidov, primenyaemyh v rastenievodstve. M.: Pechatnyy gorod, 2009. 252 s.
