Вплив гербіцидів на мікрофлору та мікробіологічні процеси у ґрунті
В останні два десятиліття в багатьох країнах проведено численні дослідження з ефективності та фітотоксичності великої кількості гербіцидів, що використовуються.
Для боротьби з бур'янами при обробітку багатьох культур встановлені оптимальні препарати, дози, терміни та способи їх застосування. Проведено численні дослідження про вплив гербіцидів на мікробіологічні процеси у ґрунті, які здійснювалися за двома напрямками: вплив гербіцидів на біологічні процеси у ґрунті, а також метаболізм та детоксикація гербіцидів ґрунтовими мікроорганізмами.
Питання про вплив гербіцидів на ґрунтову мікрофлору дуже актуальне, оскільки необхідно знати, якою мірою застосування гербіцидів позначається на життєдіяльності ґрунтових мікроорганізмів і як це, у свою чергу, впливає на родючість ґрунту та живлення рослин.
На площах, оброблених гербіцидами, активність різних груп ґрунтових мікроорганізмів пригнічується зазвичай через 10-20 днів після внесення препаратів і залишається дуже низькою протягом кількох тижнів, а окремих випадках - 2-3 місяців. Внесення високих доз деяких гербіцидів може призвести до більш тривалого пригнічення активності ґрунтової мікрофлори. Наприклад, диназол-50, внесений у два прийоми дози 18 кг/га, пригнічує активність різних груп мікроорганізмів більш ніж на 6 місяців.
Вплив, що надається гербіцидами на ґрунтові мікроорганізми, залежить найчастіше від їхнього хімічного складу. Триазин та похідні карбаміду менш токсичні для ґрунтової мікрофлори, ніж похідні фенолу. Часто наявність іншого атома в молекулі подібних активності речовин збільшує їх токсичність. Так, наявність атомів хлору в гербіцидах, похідних карбаміду, призводить до збільшення їх токсичності для ґрунтовоїмікрофлори.
Ґрунтові мікроорганізми по-різному реагують на гербіциди. Анаеробні бактерії чутливіші до препарату 2,4-Д, ніж аеробні. За даними Мішустіна, аспорогенні бактерії більш стійкі до гербіцидів, ніж бактерії роду Bacillus та актиноміцети, а найчутливіші – гриби. Штейнбренер та ін також вважають, що бактерії більш стійкі до гербіцидів, ніж гриби. Міцковський зазначає, що спороутворюючі бактерії та актиноміцети стійкі до препарату 2,4-Д. Актиноміцети та гриби чутливі до гербіциду диназол-50, проте інгібування їхньої життєдіяльності буває короткочасним.
До препарату афалон (великі дози — 4 кг/га) більш чутливі бактерії, менш — актиноміцети або гриби. Після застосування препарату теноран відмічено інгібування розвитку бактерій та актиноміцетів та активування мікроскопічних грибів.
Результати дослідження Штіна показали, що препарат 2,4-Д у дозі 2 кг/га не є токсичним для ґрунтових мікроорганізмів, низькі дози цього препарату навіть активують їх розвиток. До підвищених доз гербіцидів найбільш чутливі ціанобактерії та діатомові водорості.
Чутливість до гербіцидів великою мірою залежить від виду та штаму мікроорганізмів. При вивченні впливу гербіцидів 2,4-Д, атразину та симазину на мікроорганізми не відмічено відмінностей у складі бактерій, що ростуть на м'ясо пептоновому агарі, проте чисельність флуоресцентних бактерій знижувалася, а мікобактерій – збільшувалася.
При дослідженні впливу гербіцидів, таких як диназол-50, афалон і димід, взятих у різних концентраціях (0,001-2%), на різні штами Ст tyсоides, Ст megaterium, Ст virgillus і Ст mesentericus встановлено, що диназол-50 більш токсичний для Ст. mycoides, ніж для Ст virgillus і Ст mesentericus. Найбільш чутливим дозазначеним гербіцидам виявився Ст. mycoides, штам 81, розмноження якого пригнічувалося при концентрації гербіциду в живильному середовищі 0,001%, і найбільш стійким Ст. virgillus, штам 92, який не реагував на жодну з досліджуваних концентрацій. Аналогічний вплив надавав також препарат афалон: найбільш чутливими до нього виявилися штами Ст mycoides, а стійкими Ст mesentericus. Токсичність афалону для штамів, що вивчаються, трохи слабше, ніж диназолу-50. Всі досліджувані концентрації диміду були токсичними для штамів зазначених бактерій (Ранков, 1967).
Штейнбренер та ін. спостерігали різну чутливість ґрунтових мікроскопічних грибів до препаратів симазину та В-6658, що вносяться в живильне середовище в дозах від 0,0065 до 0,1650%. В основному вивчалася чутливість штамів роду Fusarium. Препарат симазин для різних штамів і видів токсичніший, ніж В-6658. Аналогічні дослідження проводив Штін (1957) із ґрунтовими водоростями. Результати експерименту з гербіцидом 2,4-Д (концентрація від 0,05 до 0,0005%) показали, що для всіх ґрунтових водоростей токсичними виявилися дози 0,01 і 0,05%. Однак для виду Phormidium tenue токсична навіть найнижча концентрація гербіциду. У той же час гербіцид у дуже низьких концентраціях (0,00002%) стимулює зростання деяких водоростей, наприклад, Chlorella vulgaris.
Вплив симазину на ґрунтову мікрофлору великою мірою визначається агротехнічними прийомами. Застосування симазину та міжрядна обробка ґрунту стимулюють розвиток ґрунтової мікрофлори. У добре удобрених ґрунтах інгібуюча дія цього препарату проявляється слабше, ніж на ґрунтах, бідних на поживні речовини. Отже, вплив гербіцидів на ґрунтові мікроорганізми також залежить від добрива. Метрибуцин на алювіально-луговийґрунті слабо інгібував життєдіяльність ґрунтових мікроорганізмів при внесенні органічних (40 т/га гною) та органо-мінеральних (40 т/га гною + N240P240 К240) добрив. При застосуванні одних мінеральних добрив (N240P240К240) інгібуюча дія гербіциду на ґрунтову мікрофлору також незначна, найбільш сильно вона виражена на землях, що не удобрюються. Аналогічні результати були отримані при внесенні мінеральних добрив та гербіциду аретан у алювіально-лугові ґрунти.
Внесення гною знижує інгібуючу дію гербіциду в розвитку різних груп мікроорганізмів. При збільшенні доз гербіциду, що вноситься, повинні бути збільшені дози органічних добрив для детоксикації гербіциду в грунті. Так, протягом 6 місяців після внесення гною спостерігається мінімальний ефект пригнічення активності мікрофлори. Зниження інгібуючого впливу аретану на життєдіяльність різних мікроорганізмів, відмічене при удобренні земель гною, спричинене внесенням у ґрунт органічної речовини, яка адсорбує частину гербіциду. Отже, цей ефект може мати місце не тільки на важких і багатих на органічну речовину грунтах, але також на легких за механічним складом, бідних на гумус грунтах, але удобрених гною.
На думку багатьох дослідників, зниження інгібуючої дії гербіцидів при внесенні добрив спричинене покращенням живильного режиму ґрунту. Для вирішення цих особливо важливих для практики питань необхідно з'ясувати значення фізико-хімічних властивостей ґрунту та різних агротехнічних прийомів, що мають місце при впливі гербіцидів на ґрунтову мікрофлору, що дозволить прогнозувати токсичність гербіцидів, що використовуються.