Здоровье почв: как не допустить потерь урожая от почвоутомления в сезоне 2024?
Конец января ... все мысли о предстоящем сезоне. Не буду повторяться о важности ревизии каждого технологического приема – об этом вы узнаете и от других экспертов. Предлагаю обратить внимание - как спрогнозировать и предупредить потери урожая от почвоутомления или точнее от угнетения растений от аллелохимикалиев и остаточных количеств гербицидов, сохранившихся в почве с предыдущих сезонов.
Прежде чем обсудить конкретный план действий, предлагаю немного вспомнить – что вкладывается в понятие почвоутомление и какие фитотоксические соединения чаще всего встречаются (аллелохимикалии растений и биоты, гербициды с почвенным действием).
Мы уже стали привыкать к термину Здоровье почв “Soil Health” - но есть и термин Почвоутомление “Soil Sickness”.
Почвоутомление - «потеря или сильное снижение плодородия почвы вследствие выращивания некоторых сельскохозяйственных растений или при бессменной культуре одних и тех же видов».
Среди причин почвоутомления выделяют :
1.Вынос питательных веществ, нарушение баланса питательных веществ в почве.
2.Нарушение физико-химических почвенных свойств и её структуры.
3.Развитие фитопатогенных микроорганизмов.
4 Одностороннее развитие отельных групп почвенных микроорганизмов в ущерб другим группам.
5.Размножение вредителей.
6. Увеличение доли сорных растений.
7. Изменение рН.
8. Накопление в почве фитотоксических соединений - аллелохимикалиев - аллелотоксинов и гербицидов.
Аллелохимикалии/аллелотоксины.
За последние годы внимание к аллелопатии существенно возросло, поскольку она во многом определяет возможность получения запланированных урожаев сельскохозяйственных культур. Разные исследователи считают, что до 25 % урожаев теряется в результате аллелотоксичности почв.
Известны различные пути поступления в почву аллелотоксинов – прижизненные выделения растений и микробиоты и посмертные – при ферментации растительных остатков.
Какая природа явления-аллелопатия?
Растения используют химические вещества для борьбы со стрессовыми воздействиями и конкурентами . В процессе эволюции растения стали самостоятельно вырабатывать универсальные вещества, предназначенные для преодоления негативных воздействий. Их проявление во время вегетации обусловливает усиление выработки растениями аллелотоксинов, выделение их, а следовательно, повышение аллелотоксичности почв .
Наибольшей аллелотоксичностью обладают аллелохимикалии выделяемые частями растения не подвергшиеся минерализации, однако у плевела и овсюга аллелотоксичность сохраняется более 30 дней после минерализации.
Аллелотоксины также вырабатывают микроорганизмы, разлагающие растительные остатки и фитопатогены.
Гербициды с почвенным действием
Характер отрицательного последействия гербицидов в почве может значительно разниться по глубине и признакам подавления роста и развития чувствительных растений и проявляться как в угнетении и гибели, а также в скрытом действии на культурные растения.
Визуальные признаки отрицательного действия гербицидов на чувствительных культурах севооборотов проявляются чаще всего при двойном наложении рабочего раствора гербицида в момент прохождения опрыскивателя, что обусловливает локальную передозировку используемого препарата. В таких ситуациях наблюдаются полосы с сильно угнетенными или погибшими растениями.
Скрытое проявление отрицательного действия остатков гербицидов выражается 3–30%-м снижением урожая сельскохозяйственных культур, обусловленным ингибированием метаболитических процессов на ферментивном уровне. При этом заметных изменений внешних признаков у чувствительных растений (пожелтение листьев, их деформация, искривление стебля) не наблюдается, может отмечаться лишь некоторое утончение стебля, уменьшение листовых пластинок и т.п. Уловить скрытые изменения в росте и развитии удается только путем сравнения с растениями, выращенными на незагрязненной остатками гербицидов почве.
Биотестирование.
Существуют различные методы определения фитоксических соединений - но мне бы хотелось сконцентрировать ваше внимание на биотестировании, с помощью которого можно спрогнозировать наличие фитотоксических соединений в почве на конкретных полях вашего хозяйства.
В сравнении с методами химического анализа биотестирование позволяет судить о наличии фитотоксических соединений – ключевом вопросе при оценке качества почв, не исследуя при этом состава токсикантов. Главное преимущество биотестирования – доступность в любом хозяйстве.
Следует отметить, что биотестирование имеет свои ограничения. Одно из них заключается в том, что растения обладают различной восприимчивостью к аллелотоксинам . В результате, определив уровень аллелотоксичности на тестовых объектах, однозначно нельзя экстраполировать на другие культуры.
Не только видовая или сортовая принадлежность определяют угнетение растений аллелотоксинами, но также и стадия их развития. Особенно выраженно аллелотоксичность проявляется при прорастании семян, поэтому аллелотоксичность часто изучают, ориентируясь на прорастание семян . Наиболее значимым среди фитометрических показателей прорастания семян является величина замедления развития проростков. Уже при 8-10% ингибировании могут появиться признаки почвоутомления на уровне продуктивности и состояния агроценозов.
Методика - отбирается почва с поля в основном корнеобитаемом слое – 25-30 см ( для гербицидов - если в вашей зоне в сезонах 2022-2023 был отмечен промывной или чередование промывного и выпотного водных режимов -рекомендую взять почву и с глубины 50 и 70 см). Исследуемая почва помещается в стаканчики – рекомендуемый объем 0,5л и высеваются семена либо самых чувствительных культур – салат/крестоцветные или культуры ,которая будет высеяна в сезоне 2024. Параллельно высеваются семена и в почву, где гарантированно не применяли гербициды и отсутствовала сорная растительность сходная с полем. Инкубируете в оптимальных для растений условиях -влажность почвы 70-80%, температура 22-25 град. Через 10 дней следует сравнить развитие растений. Угнетение/ этиолированные листья/более медленное развитие - сигнал наличия токсикантов в фитотоксических концентрациях.
Какие почвы есть смысл протестировать на наличие фитотоксикантов:
- где в предыдущие годы применяли гербициды с почвенным действием, в сезонах 2022-2023 был отмечено чередование промывного и выпотного водных режимов
- на части полей, где было зафиксировано угнетение растений – перекрытия/ снос/смыв
- в предыдущие годы было сильное засорение культурами с ярко-выраженным аллелопатическим действием – осоты, овсюг, смолевка, ..
Меры по снижению негативного влияния фитотоксикантов Аллелохимикалии
В научной среде обсуждаются два механизма снижения аллелотоксичности почв.
Первый из них основан на увеличении численности и активности в почвах микроорганизмов, способных использовать аллелотоксины для своего питания в качестве источников углерода.
Второй механизм основан на закреплении аллелотоксинов в гумусовой матрице почвенных гелей и переводе их в недоступное для растений состояние.
На данный момент можно рекомендовать:
1. Краткосрочные меры ( горизонт сезона 2024) – отказ от сева чувствительной культуры на данном поле, стимуляция прорастания чувствительной культуры регуляторами роста, повышение биологической активности почвенной биоты в зоне роста для ускорения разложения фитотоксических соединений - биопрепараты, насыщение почвы легкодоступным органическим веществом для активизации микробиоты
2.Среднесрочные меры (горизонт сезона 2025+) – повышение сорбционной способности ППК насыщением почвы легкодоступным органическим веществом
Гербициды – профилактические меры
Снизить риск отрицательного последействия можно путем использования комбинированных препаратов, в которые входят разные по стойкости компоненты. При необходимости широкого применения стойких препаратов в севообороте их надо чередовать с гербицидами, имеющими короткий период распада. Для снижения возможного отрицательного последействия гербицидов в севообороте надо разработать гербицидооборот, то есть систему применения разных по стойкости препаратов в севообороте, включающую в себя чередование стойких, нестойких и отрицательно стойких препаратов для конкретных условий вашей зоны с учетом самоочищающейся способности почвы.
Гербициды - контроль фитотоксичности при наличии гербицида в фитотоксической концентрации
Выбор для данного поля устойчивой культуры.
При подготовке сообщения были использованы литературные источники, находящиеся в открытом доступе:
Аллелотоксичность почв и её влияние на прорастание семян зерновых культур, Горепекин И.В.,2023
РОЛЬ КОРНЕВЫХ ВЫДЕЛЕНИЙ В АЛЛЕЛОПАТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ПОДСОЛНЕЧНИКА (HELIANTHUS ANNUS), РЖИ (SECALE CEREALE) И ЛЮПИНА (LUPINUS SPP.) , Демина О.С. 2017
АЛЛЕЛОТОКСИЧНОСТЬ ПОЧВ, МЕХАНИЗМЫ ЕЕ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И ВОЗМОЖНЫЕ ПУТИ СНИЖЕНИЯ, Федотов Г.Н., 2020
ВЗАИМОСВЯЗЬ ПРЕДЫСТОРИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВ С ИХ АЛЛЕЛОТОКСИЧНОСТЬЮ, Федотов Г.Н., 2020
АЛЛЕЛОПАТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СОРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ РАСТИТЕЛЬНЫХ ОСТАТКОВ В ПРОЦЕССЕ МИНЕРАЛИЗАЦИИ, Передериева В. М., 2011
АЛЛЕЛОПАТИЯ КАК ФОРМА ВЗАИМООТНОШЕНИЙ РАСТЕНИЙ В АГРОФИТОЦЕНОЗЕ, Шутко А.П.
ВОЗМОЖНОСТЬ СНИЖЕНИЯ АЛЛЕЛОТОКСИЧНОСТИ ПОЧВ ДЛЯ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР, Федотов Г.Н., 2020
ПОСЛЕДЕЙСТВИЕ ГЕРБИЦИДОВ И ДИНАМИКА ИХ РАЗЛОЖЕНИЯ В РАЗЛИЧНЫХ АГРОЛАНДШАФТАХ, СПИРИДОНОВ Ю.Я, 2019
Осознаю, что не смогла всесторонне и детально обсудить все аспекты связанные с уменьшением вредоносности загрязнения почвы аллелохимикалиями и гербицидами, но, надеюсь, что вы нашли что-то полезное, что поможет контролировать ситуацию как в краткосрочной, так и среднесрочной перспективе.
Буду благодарна за ориентир - интересна ли тема Аллелопатия - как с позиции ботаники, так и с позиции микробиологии?
5 комментариев