Биотесты на гербициды

Чередование культур в севообороте – это также и чередование гербицидов. В том числе персистентных (стойких), остаточное действие которых может проявляться в течение 6–24 месяцев после внесения. Сельскохозяйственная культура может «споткнуться» на остатках гербицида, внесенного в прошлом (или позапрошлом) сезоне.

Для того чтобы избежать риска гибели или повреждения посевов, необходимо избегать посева культур, чувствительных к гербицидам-«зомби». И учитывать степень чувствительности определенной культуры к конкретному действующему веществу.

Нут реагирует даже на незначительное (для других культур) остаточное действие сульфонилмочевин

Вероятность последействия гербицида определяется тремя факторами: адсорбцией, миграцией (перемещением в почве) и деградацией (разрушением) действующего вещества. Действие этих факторов зависит от химических свойств д. в., нормы и способа внесения. А также от почвенно-климатических условий и технологии обработки почвы.

На скорость распада д. в. гербицидов влияет механический состав, содержание органического вещества, ферментативная активность рН почвы. Наличие либо отсутствие растительных остатков на поверхности почвы. Температурный режим и количество осадков.

Обильные осадки, например, способствуют быстрой миграции растворимых в воде действующих веществ гербицидов вглубь почвы. Это уменьшает концентрацию остатков препарата в верхнем слое почвы до безопасных значений. И, наоборот, продолжительная засуха «консервирует» гербициды с почвенной активностью, существенно замедляя их распад.

Последующие осадки реактивируют сохранившиеся в верхнем слое почвы остатки гербицидов. Иногда это происходит в межсезонье и не создает проблем последующей культуре. Но бывает и так, что остаточная активность гербицида, внесенного в прошлом/позапрошлом сезоне, проявляется после посева.

Последействие аминопиралида на различные полевые культуры в Казахстане

Горох посевной. Акмолинская область, Жаксынский район

Подсолнечник. Восточно-Казахстанская область, Бородулихинский район.

Всходы чечевицы. Акмолинская область, Зерендинский район.

Последствия такого «подарка из прошлого» могут проявляться явно: повреждение/угнетение всходов культуры имеет симптомы, типичные для д. в. конкретной химической группы. На локальных участках, где вносилась увеличенная норма препарата (разворотные полосы, перекрытия), симптомы выражены более ярко и отчетливо, чем там, где норма внесения гербицида не превышалась. Визуальные эффекты усиливаются при наступлении засухи, когда растения слабеют, а концентрация пестицида в почвенном растворе возрастает.

Гораздо чаще последействие проявляется «бессимптомно»: растения медленно растут и развиваются, имеют вид больной и «печальный». Но типичные симптомы повреждения гербицидами отсутствуют. Причину отставания в росте не всегда удается выяснить: подобную картинку можно наблюдать при дефиците питательных веществ и/или влаги, на переуплотненной почве, при поражении всходов бактериальными или вирусными болезнями. Для установления истины необходимо, во-первых, знать историю поля. То есть знать, какие гербициды, в каких нормах и обстоятельствах вносились за последние три-четыре года. А во-вторых, провести тест на содержание в почве остатков вероятных виновников угнетения растений.

Последействие клопиралида на чечевицу. Акмолинская область, Зерендинский район.

Последействие никосульфурона на хлопчатник. Туркенстанская область.

Казалось бы, что может быть проще: отобрал образцы почвы, отвез в лабораторию, получил результат. Тем более что анализ проводится по «наводке»: почва исследуется на содержание остатков ранее внесенного действующего вещества.

Проблема в том, что стандартные технологии анализа позволяют обнаружить присутствие лишь относительно высокой концентрации д. в. гербицида. А для угнетения всходов чувствительной культуры достаточно буквально миллиграмма ранее внесенного гербицида.

Например, картофелю и томатам хватает 0,1% средней гектарной нормы препаратов клопиралида или пиклорама. Это меньше одной десятой грамма действующего вещества, распределенного в верхнем слое почвы на площади 1 га.  Примерно такое же количество имидазолинонов, сульфонилмочевин, пиколиновых кислот может стать причиной угнетения сельскохозяйственных культур, чувствительных к этим д. в.

Обнаружить микроскопическое количество опасных веществ не проще, чем иголку в стоге сена. И не дешевле: современные анализы стоят немалых денег.

Тест-растения вместо хроматографа

Для того чтобы установить факт присутствия/отсутствия пестицида в почве или растении, используют различные методы. Аналитическая химия, хроматография, спектральный анализ на газо-жидкостном спектрографе –  есть из чего выбирать. Но это в теории. А что на практике?

Лабораторный инструментальный анализ эффективен тогда, когда известно, что именно мы ищем. Поиск конкретного действующего вещества – это та задача, с которой можно справиться по методичке. А если поле «новое», без достоверной истории? Проводить анализ по каждой группе/классу химических веществ – дорогое удовольствие. К тому же не гарантирует того, что удастся обнаружить все гербициды-«зомби».

Во-вторых, возможность использовать качественную лабораторию и услуги квалифицированных специалистов есть не у всех аграриев. А ехать за тридевять земель, чтобы выяснить гербицидное прошлое взятого в аренду пая, не всегда возможно. И, опять же, дорого.

В-третьих, данные анализов необходимо интерпретировать. Для того чтобы выяснить, например, можно ли сеять томаты в почву, содержащую 20 ppm дикамбы или/и 15 ppm йодосульфурон-метила, придется изучить много специализированной литературы. А зачем тратить время на изучение научных трудов, если хочется получить простой ответ на простой вопрос: ЭТО можно сеять ТУТ?

Можно поступить проще. Отобрать образцы почвы и посеять в нее семена той культуры, которую собрались сеять на поле. И через некоторое время ответ дадут сами растения – без слов, но наглядно. Яркие показатели жизненного успеха растений – размеры и масса. Вне зависимости от механизма действия гербицид их снижает.

Подробный метод обнаружения остатков пестицидов называют биологическим тестированием, или, сокращенно, биотестом. Чтобы получить более точный результат, в биотестах используют виды растений с очень высокой чувствительностью к определенным действующим веществам гербицидов. Их называют тест-растениями, или биоиндикаторами.

Для каждой группы гербицидов существуют свои «подопытные кролики», которые реагируют на незначительное количество действующего вещества.

Стандартными биоиндикаторами ингибиторов ацетолактатсинтазы (ALS) (сульфонилмочевины и имидазолиноны) являются сахарная свекла и рапс.

Рост сахарной свеклы останавливается при содержании в почве метсульфурон-метила до 0,08 мкг/кг почвы (эквивалентно 80 мг/га). Биоиндикаторами синтетических ауксинов (феноксикислота (2,4-Д и пр.), бензойной кислоты (дикамба), пиридиновой кислоты (клопиралид, пиклорам) являются бобовые культуры (горох, бобы, чечевица) и лен.

На огурце и гречихе тестируют образцы почвы на присутствие производных мочевины и фенилкарбаматов. Реакцию огурца определяют по росту первичного корня, гречихи – по утолщению стебля, деформации зародышевых листьев, остановке роста. Для выявления остатков метрибузина используют огурец, овес, сахарную свеклу. Овес и рис используют для обнаружения остатков почвенных противозлаковых гербицидов. Это наиболее чувствительные виды злаковых культур, у которых «почвенник» ингибирует роста зародышевого корня и листа. При работе с гербицидами, ингибирующими рост проростков (ингибиторы митоза), можно использовать экспресс-метод проростков или методики с использованием колеоптилей или гипокотилей. Но такой метод бесполезен при работе с гербицидами, действующими на фотосинтез. Для развития фотосинтетического аппарата растениям требуется не менее 10–14 дней, поэтому продолжительность тестирования требует не менее 30–40 дней.

Для анализа почвы на остатки гербицидов с помощью растений-биоиндикаторов можно обойтись без специальной лаборатории и штата сотрудников. Вполне достаточно самостоятельно отобрать образцы почвы на интересующем участке, подготовить смешанную пробу и контроль. А затем наполнить почвой контейнеры, высеять семена и обеспечить оптимальные условия для появления и роста всходов. Через три-четыре недели по визуальным признакам и массе растений в различных вариантах опыта можно сделать вывод о пригодности участка для выращивания определенной сельхозкультуры.

Александр Гончаров

Фото Дины Мырзакуловой

(Полную версию статьи читайте в журнале «Аграрный сектор» №2 (44) за июнь-июль 2020 года).