Повернення кукурудзи й соняшника на поле раніше, ніж рекомендовано науковими дослідженнями, перенасичує сівозміни цими культурами. Як це впливає на ґрунти та як така історія попередників може позначатися на майбутніх посівах, розповідають фахівці Ukravit Institute.
Небезпечні залишки
Кукурудза, соняшник і соя — культури, на які завжди є попит і ціна як на внутрішньому, так і на міжнародних ринках. Та щоб отримати високі кількісні та якісні показники врожайності, їм потрібно забезпечити належні захист і живлення.
— Кукурудза, соя та соняшник — рослини з тривалими гербокритичними періодами: цьому сприяють їхній повільний розвиток на ранніх фенофазах і широкорядний посів, що дає бур’янам «місце для маневру», — зазначає керівник сервісно-технологічного відділу Ukravit Сергій Сальніков. — У цей період культури надзвичайно чутливі до конкуренції з боку сегетальної рослинності. Досходові схеми захисту, страхові гербіциди створюють молодим рослинам сприятливе середовище для росту, розвитку та споживання потрібних ресурсів, щоб вони змогли реалізувати закладений у них високий потенціал продуктивності.
Звичне і дієве рішення для контролю бур’янової рослинності в посівах кукурудзи — препарати на основі мезотріону або такі, що містять його у своєму складі. Вони дозволяють одночасно проконтролювати широкий спектр дводольних видів, а завдяки вираженій ґрунтовій дії — утримувати поле чистим від нових хвиль сходів бур’янів досить тривалий період — до чотирьох місяців (залежно від погодних умов).
Водночас часте повернення на поля однієї й тієї самої культури означає регулярне застосування аналогічних препаратів. А це за порушення технології вирощування, надто — за несприятливих погодних умов, провокує накопичення в ґрунтах діючих речовин однієї хімічної групи або їх метаболітів.
— Залишкові кількості пестицидів у ґрунтах — реальна проблема сучасного агро, — розповідає Сергій Сальніков. — Досліджуючи сім років поспіль ґрунти в Ukravit Institute, ми у 70% зразків виявляємо залишки таких діючих речовин. Як правило, агровиробники звертаються по дослідження, коли вже бачать проблему в полі — пригнічення рослин, нетиповий розвиток, випадання окремих ділянок тощо. На випередження діють тільки одиниці. Та якщо питання залишкових кількостей пестицидів сьогодні досліджують доволі ґрунтовно, то метаболіти та їх вплив на культури почали потрапляти в поле зору науки тільки кілька років тому. В Україні це питання майже не вивчають, через що аграрій може навіть не здогадуватися, де корінь проблеми.
Наслідки всередині наслідків
Що ж таке метаболіти, та як вони можуть вплинути на врожай?
— Метаболіти пестицидів — це похідні та продукти трансформування діючих речовин пестицидів, що утворюються в живих системах (рослини, тварини, мікроорганізми) або в навколишньому середовищі (ґрунт, вода) внаслідок розпаду, — пояснює Сергій. — Вони є складниками залишкових кількостей пестицидів, можуть бути більш токсичними за вихідну речовину й зберігатися в об’єктах довкілля тривалий час. Одна діюча речовина може мати 5–10 основних метаболітів, не кажучи вже про вторинні сполуки, які складно ідентифікувати. Саме тому їхню дію на культурні рослини так складно передбачити.
Метаболіти діють підступно: на відміну від прямого опіку гербіцидом, вони спричиняють у рослини хронічний стрес. По-перше, можуть зв’язуватися з тими ж активними центрами ферментів рослин, що й вихідна діюча речовина, і таким чином їх блокувати. По-друге, можуть спричиняти порушення в культур транспірації: рослина витрачає енергію на детоксикацію залишків, замість того щоб формувати врожай. За несприятливих погодних, стресових умов рослина сильно пригнічується або й взагалі гине.
По-третє, метаболіти різних діючих речовин можуть проявляти синергію і примножувати шкоду для рослин. До прикладу, метаболіти від кукурудзяного гербіциду та фунгіциду можуть підсилювати дію один одного, створюючи ефект, який неможливо спрогнозувати.
Що лишається після мезотріону
Сьогодні аграрії найчастіше звертаються до Ukravit Institute за ідентифікацією в ґрунті мезотріону. Адже саме він і його метаболіти шкодять наступним дводольним культурам у сівозміні й знижують урожайність.
Діюча речовина мезотріон належить до групи трикетонів і є класичним HPPD-інгібітором. Її післядія на наступні культури — це результат балансу між швидкістю розпаду материнської молекули та накопиченням її метаболітів.
Згідно з науковими даними ЄС, період напіврозпаду мезотріону (ДТ50) в ґрунті в польових умовах становить до 44 днів, тоді як ДТ90 (період розпаду діючої речовини на 90%) може становити до 80 днів; у рослині напіврозпад фіксується вже після п’ятого дня.
— Після внесення мезотріону в ґрунт мікробіота починає його трансформацію, відбувається розпад на низку метаболітів, головним продуктом з яких є MNBA (4-метилсульфоніл 2-нітробензойна кислота), — розповідає фахівець. — Саме він і є небезпечним для подальших культур. На відміну від материнської молекули, MNBA вважається нефітотоксичним для більшості культур. Він не блокує фермент HPPD так ефективно, як власне мезотріон, однак є значно стабільнішим у ґрунті — як зазначається в наукових джерелах, понад 120 днів. Якщо ж розпад не завершився (через посуху або низький pH), наступна культура демонструє специфічні ознаки ураження навіть через понад рік.
Мезотріон блокує синтез каротиноїдів, що призводить до руйнування хлорофілу під дією сонячного світла. Основний симптом — поява абсолютно білих або лимонножовтих молодих листків. Ураження починається з верхівки (точки росту) — мезотріон рухається по ксилемі акропетально. Якщо побіління охоплює понад 50% площі листкового апарату, рослина гине, бо не може здійснювати фотосинтез.
Головна проблема — не в токсичності самого MNBA, наголошує Сергій, а в тому, що він є маркером: якщо в ґрунті багато MNBA, це означає, що процес повної мінералізації мезотріону (розпаду до CO2) ще не завершено і в мікропорах ґрунту все ще можуть бути залишки активної діючої речовини.
В умовах України є два чинники, що підсилюють залишкову токсичність пестицидів. Перший і головний, особливо в зоні Степу та південного Лісостепу, — це посуха. Мікроорганізми, що мають сприяти деградації залишків мезотріону та його метаболітів, впадають в анабіоз, і процес розпаду зупиняється на 3–4 місяці літньої спеки.
Другий, але не менш важливий — це pH ґрунту. Наприклад, на кислих ґрунтах (pH<6,0) мезотріон зв’язується з ґрунтовими частинками. Він не розкладається, але й не діє на культуру, доки не будуть застосовані добрива або не підуть рясні дощі. Це запускає хімічні процеси, і коренева система починає активно поглинати діючу речовину.
Рішення
Науковці Ukravit Institute досліджують вплив метаболітів діючих речовин на культурні рослини в лабораторних умовах уже понад три роки. Для цього вони вирощують чутливі рослини на ґрунтах, де в попередні роки застосовували мезотріон, або де є підозра накопичення діючих речовин, що можуть спричинити фітотоксичність.
— Ми спостерігаємо за розвитком рослин, порівнюємо їх із контрольними зразками, фіксуємо зовнішні розбіжності, — ділиться Сергій Сальніков. — Цікаво, що результати залежать від різних чинників — рН ґрунту, його вологості, мікробіологічної активності тощо, тож вивести якусь чітку класифікацію поки що неможливо. Паралельно визначаємо вміст мезотріону та його метаболітів у ґрунті й вирощених на ньому рослинах. Наприклад, мали окремі випадки, коли рослини сої відчували фітотокс навіть після 11–12 місяців після застосування мезотріону. Основна причина — вже згадані вище посушливі умови, які ми змоделювали в лабораторії за аналогією до тих, що спостерігаються в Україні в останні роки, низька мікробіологічна активність ґрунтових організмів, рН ґрунту, ефект накопичення діючих речовин у ґрунтах і синергізм їх метаболітів. Словом, причин та їх комбінацій може бути безліч, і дати відповідь на запитання, чому рослини пригнічуються, а врожаї — зменшуються, може тільки наука.
Матеріал надала компанія Ukravit
The Ukrainian Farmer
