Забота о здоровье почвы – одно из важнейших направлений в современном сельском хозяйстве. Группа ученых из Румынии исследовала данные о влиянии триазольных фунгицидов в разных концентрациях на этот показатель

Ученые из Западного университета Тимишоары, Румыния, опубликовали в журнале Сельское хозяйство 2021 на портале MDPI обзорную статью, содержащую важные выводы, поскольку в Европейском Союзе, как в принципе и везде, проводится политика экологизации землепользования и многие пестициды находятся на особом контроле.

Триазольные фунгициды являются основой борьбы с болезнями растений во всем мире и используются в качестве обработки семян или опрыскивания растущих культур, таких как зерновые, овощные, ягодные или декоративные. Их широкое применение связано с очень широким спектром эффективности против патогенов и, по прогнозам, продажи будут расти. В Европейском союзе (ЕС) продажи фунгицидов составили более 40% от общего объема продаж пестицидов в 2019 году.

Здоровье почвы отвечает за жизненное функционирование экосистем с целью способствовать продуктивности животных и растений, зависит от типа почвы и разнообразия почвенных микроорганизмов. Более того, роль почвенных микроорганизмов и ферментов в поддержании плодородия и продуктивности почвы посредством биологических процессов считается ключевой стратегией обеспечения устойчивости сельского хозяйства.

Воздействия пестицидов многочисленны и включают реакцию почвенных микроорганизмов и влияние на активность ферментов, обнаруженных в почве. Эти эффекты зависят как от физико-химических свойств пестицида (особенно молекулярной массы, липофильности), так и от свойств почвы (текстуры, структуры, pH, адсорбционной способности, биологической активности, содержания кислорода, температуры и влажности и т. д.).

«В этом исследовании основное внимание уделяется влиянию триазольных фунгицидов на почвенные микроорганизмы и активность ферментов, обнаруженных в почве, поскольку микроорганизмы и ферменты очень чувствительны к стрессу и быстро реагируют на загрязнение. – Пишут авторы. - Триазольные фунгициды являются ингибиторами фермента ланостерин 14α-деметилазы, который необходим для биосинтеза эргостерола, ключевого компонента клеточной мембраны грибов, подавляя, таким образом, рост грибов.

Научные публикации показывают, что триазольные фунгициды могут быть токсичными для широкого круга нецелевых организмов, поскольку они легко достигают водных экосистем и оказывают как прямое, так и косвенное воздействие на почвенные микроорганизмы.

Поэтому в рамках этого систематического обзора предоставлен обзор воздействия нескольких триазольных фунгицидов: ципроконазол, дифеноконазол, эпоксиконазол, флутриафол, гексаконазол, метконазол, миклобутанил, паклобутразол, пропиконазол, тебуконазол, тетраконазол, триадименол, триадимефон и тритиконазол.

Дифеноконазол

Влияние дифеноконазола на почвенные микроорганизмы изучали на глинистой почве в одном исследовании.

Фунгицид применяли в концентрациях 5, 50 и 500 мг / кг почвы, и образцы инкубировали в лабораторных условиях в течение трех месяцев. Микробные показатели регистрировали на 7, 30, 60 и 90 сутки. Дифеноконазол в концентрации 5 мг / кг почвы не вызывал значительных изменений микробных показателей почвы, но в концентрации 500 мг / кг почвы дифеноконазол снизил микробную активность.

Эпоксиконазол

Действие эпоксиконазола изучали на супесчаной почве, применяя в концентрациях 0,25 мг / кг и 25 мг / кг почвы, что соответствует двукратной и 20-кратной полевой норме соответственно. Образцы почвы инкубировали 28 дней. Содержание эргостерола почвенных грибов снизилось примерно на 30% после семи дней инкубации в образцах почвы, обработанных эпоксиконазолом, и не было различий между двумя применяемыми концентрациями.

Это показывает, что определенная фракция популяции почвенных грибов была затронута фунгицидом, и более низкая концентрация фунгицида была достаточной для ингибирования этой фракции. Через 14 дней инкубации содержание эргостерола почвенных грибов и микробная биомасса почвы в образцах, обработанных эпоксиконазолом в обеих концентрациях, были аналогичны таковым в контрольной почве. Кроме того, микробная биомасса почвы не была затронута применением эпоксиконазола, этот параметр был идентичным в течение 28 дней инкубации.

Флутриафол

Влияние флутриафола на почвенные микроорганизмы проверяли на коричневой почве после растений кукурузы.

Скорость разложения целлюлозы использовали для измерения влияния флутриафола на целлюлозолитическую активность микробов в образцах почвы. Были рассмотрены четыре концентрации флутриафола (0,17, 1,7, 17 и соответственно 170 мг / кг почвы), что примерно в 1, 10, 100 и 1000 раз превышает нормальную норму внесения. Время инкубации составляло 50 дней.

При низких концентрациях фунгицида (0,17 и 1,7 мг / кг) не наблюдалось значительных различий в течение первых 15 дней инкубации по сравнению с необработанной почвой. Целлюлолитическая активность грибов подавлялась высокими дозами флутриафола (17 и 170 мг / кг) в первые 15 дней инкубации, и побочные эффекты исчезли через 15 дней. Изменения в почвенной микрофлоре привели к уменьшению численности грибов в пользу бактерий.

Гексаконазол

В исследовании рассматривались почва с рисового поля и концентрации гексаконазола 0,5, 1, 2,5, 5, 10 мг / кг почвы, а также изучалось влияние фунгицида на общую микробную популяцию и на различные виды бактерий. В этом случае образцы почвы инкубировали до 35 дней при 28 ° C.

Общая микробная популяция снизилась в первые 21 день после применения, независимо от дозы фунгицида, до 61% при концентрации 10 мг / кг почвы. После этого фунгицид разложился, что сопровождалось увеличением популяции актиномицетов. Следовательно, гексаконазол оказывал ингибирующее действие на микрофлору почвы, и это могло повлиять на плодородие почвы.

Миклобутанил

Миклобутанил вносили в дозах 0,1, 1 и 10 мг / кг почвы и инкубировали в течение 10 дней.

Отбор проб проводили через 1, 3, 5 и 10 дней инкубации. Это исследование обнаружило уменьшение микробной биомассы почвы с увеличением концентрации миклобутанила и времени инкубации.

Паклобутразол

Анализ действия паклобутразола на почвенные микроорганизмы проводили на супесчаной почве из манговых садов путем внесения 8 мг / кг почвы в полевых условиях. Исследование показало снижение общего количества жизнеспособных бактерий, актиномицетов и грибов на 58%, 28% и 28% соответственно.

При нанесении паклобутразола на образцы почвы в тепличных условиях в концентрациях 80 и 160 мг / кг почвы не было никакого воздействия на почвенные микроорганизмы.

Пропиконазол

Воздействие пропиконазола на популяции почвенных бактерий было исследовано на супесчаной глинистой почве с плантации садовой земляники.

Фунгицид применяли в двух концентрациях (10 мг / кг и 100 мг / кг почвы) как в стерильных, так и в нестерильных образцах почвы с двумя содержаниями воды (20,2% и 26,0%) и инкубировали в течение 75 дней.

Скорости растворения фунгицида были аналогичными для нестерильной почвы с двумя содержаниями воды, и после 75 дней инкубации в почве, обработанной концентрацией фунгицида 10 мг / кг, оставалось около 60% и около 80% пропиконазола, оставшегося в почве, обработанной фунгицидом в концентрации 100 мг / кг.

Почвенные микробы подавлялись фунгицидом при применении в высоких дозах. Микробные сообщества почвы были нарушены сразу после применения пропиконазола, но восстановились через 60 дней.

Тебуконазол

Ученые провели 63-дневную лабораторную инкубацию для оценки рассеивания тебуконазола и его влияния на микробную активность почвы в суглинистой песчаной почве. Отбор проб производился на 7, 14, 21, 28, 42 и 63 день соответственно.

Это исследование показало, что тебуконазол не оказывает значительного влияния на микробную биомассу почвы при применении в полевых условиях.

В другом исследовании тебуконазол в дозах 2,7 (максимальная прогнозируемая концентрация в окружающей среде в полевых условиях), 13,5 и 270 мг / кг почвы использовался на образцах супесчаной почвы, которые не использовались в сельскохозяйственных целях в течение нескольких лет до этого и не подвергались воздействию никаких пестицидов или удобрений в течение трех предшествующих лет.

Микробную биомассу оценивали через 1, 7, 14 и 28 дней. Результаты этого исследования показали, что тебуконазол, по-видимому, в незначительной степени влиял на почвенные микроорганизмы, отрицательное воздействие наблюдалось только при максимальной концентрации тебуконазола и вскоре после применения. Это также подчеркивает, что микроорганизмы могли использовать фунгицид в качестве субстрата, который позволял им выжить в измененной почве.

В целом, в большинстве исследований сообщалось об умеренном (иногда временном) токсическом воздействии тебуконазола на микробную биомассу и разнообразие почвы, причем токсичность зависит от дозы.

Тетраконазол

Применение тетраконазола в дозах, превышающих рекомендованную полевую норму, снизило микробную биомассу и активность почвы в течение всего инкубационного периода, но при более высоких концентрациях негативное воздействие на микробиоту почвы не восстановилось в течение 90 дней.

Также изменилась структура микробных сообществ в почве, обработанной тетраконазолом. Общее количество грибов уменьшилось в первые 30 дней и увеличилось к 90-му дню, вероятно, потому, что за гибелью микробов последовал рост популяций организмов, использующих убитую биомассу в качестве источника углерода. Более того, тетраконазол повлиял на нецелевые бактериальные сообщества. Дозировка тетраконазола была основным фактором, ответственным за его влияние на генетическое разнообразие бактериальных сообществ.

Триадимефон

Действие триадимефона изучали на супесчаной почве, где фунгицид применяли в концентрациях 0,125 мг / кг (полевая норма) и 1,25 мг / кг почвы. Образцы почвы инкубировали 7, 14 и 28 дней соответственно.

Обработка снизила содержание почвенных грибов снизилось примерно на 30% после 7 дней инкубации в образцах почвы, обработанных триадимефоном, без существенных различий между двумя применяемыми концентрациями. Это указывает на то, что определенная часть популяции почвенных грибов, по-видимому, подвержена действию триадимефона, причем более низкая концентрация фунгицида достаточна для ингибирования этой фракции.

Микробная биомасса почвы зарегистрировала ингибирование примерно на 12% после 13 дней инкубации, что свидетельствует о побочном действии триадимефона на бактериальную популяцию почвы.

Тритиконазол

Тритиконазол применяли в качестве протравителя для семян ячменя в концентрациях 150 и 200 мл / 100 кг зерна.

Семена высевали на суглинистую песчаную почву, и отбор проб проводился в соответствии с фазами развития ярового ячменя: экстренная (10–13 дней), кущение (21–25 дней), цветение (51–69 дней) и после уборки урожая (71–82 день).

Было обнаружено, что тритиконазол стимулирует размножение бактерий в почве и снижает популяцию грибов. Это может быть связано с тем, что бактерии используют фунгицид как дополнительный источник питательных веществ.

Выводы

В настоящее время борьба со многими грибными заболеваниями растений зависит от применения триазольных фунгицидов, и отказ от этой группы имел бы драматические последствия для сельского хозяйства.

Информация, представленная в этом обзоре, показывает, что триазольные фунгициды при правильном использовании в полевых условиях не представляют опасности для окружающей среды. Научные литературные данные показали, что при использовании в полевых условиях триазольные фунгициды разлагаются почвенными микроорганизмами из-за восстановления микробных популяций, которые могут использовать их в качестве источников пищи.

Чрезмерное применение триазольных фунгицидов вредно: более высокие дозы фунгицидов обычно приводили к сокращению общей микробной популяции и влияли на структуру этой популяции.

Следовательно, необходимы меры, гарантирующие правильное применение: использование фунгицида, который имеет более низкую токсичность в отношении нецелевых организмов; обеспечение того, чтобы рекомендуемые дозы не превышались, соблюдался интервал применения и чтобы использовались адекватные методы обработки почвы (например, удаление зараженного растительного материала, очистка используемого оборудования, севооборот, вспашка)».

По статье группы авторов (Диана Лариса Роман, Дениса Иоана Войкулеску, Мадалина Филип, Василе Остафе, Адриана Исворан), опубликованной на портале www.mdpi.com.