Книга Теоретические основыэколого-биосферного земледелия - Юрий Алексеевич Овсянников

альгофлоры исчезали сине–зеленые водоросли. Эта потеря для почвенной экосистемы весьма существенна, так как они участвуют в фиксации молекулярного азота [275, 274]. В целом в альгоценозе доминирующее положение получают только один или два вида, то есть формируется новое сообщество с более низким видовым разнообразием. Это свидетельствует о его неустойчивости. Ю. В. Круглов считает, что такие изменения равнозначны экологическим катастрофам [274].

Многие пестициды отрицательно влияют на актиномицеты и грибы. Например, тигам, децис, каратэ, фастак, актелик снижали участие грибов в почвенной экосистеме под посевом ярового рапса с 28—30 до 17—25 видов [106]. Негативное действие особенно заметно при многократном или комбинированном применении пестицидов [276, 232]. В то же время среди почвенных микроорганизмов всегда находятся популяции, более устойчивые по отношению к определенным видам химических средств защиты растений, и поэтому их численность в составе микробиологической ассоциации остается прежней или даже увеличивается. Гербицид 2,4-Д способствовал размножению в почве микроорганизмов, растущих на МПА, но в то же время оказывал угнетающее действие на простейших [211].

Рост численности отдельных групп микроорганизмов под влиянием пестицидов происходит в результате гибели конкурирующих с ними популяций, а также улучшения питания за счет отмирающих почвенных организмов.

Ядохимикаты, попадающие в почву, подвергаются микробиологической деструкции. Роль микрофлоры в этом процессе оценивается в 10— 70% [142]. При микробиологической деструкции ядохимикатов в почве возможно образование химических веществ, токсичность которых выше исходных соединений. Из разлагающегося гептахлора образуется метаболит элоксид, который токсичнее препарата в 2 раза, при разложении хлорофоса — ДДВФ, токсичность которого в 7—8 раз выше исходного соединения [348]. Вероятность образования высокотоксичных метаболитов возрастает при комплексном использовании агрохимикатов. Их обнаружение в почве и растениях традиционными химическими способами затруднено. Для этого используются более совершенные методы. Однако при этом в несколько раз увеличиваются затраты на проведение анализов. Опасность накопления подобного рода метаболитов, а следовательно, и отрицательного их влияния на население почвы в условиях регулярного применения пестицидов, по оценкам специалистов, будет возрастать [273, 524].

Пестициды, оказывая влияние практически на все группы почвенных микроорганизмов, изменяют азотфиксирующие свойства почвы. Гербициды трефлан (1 кг/га) и базагран (1,5 кг/га) снижали интенсивность симбиотической азотфиксации сои на 25,8—92,0% [426]. Ю. В. Круглов, изучавший влияние пестицидов на почвенные микроорганизмы, пришел к выводу, что под влиянием гербицидов в клубеньках снижается активность ни'трогеназы, уменьшается содержание леггемоглобина, падает азотфиксирующая способность. Далее приведены данные о влиянии гербицидов на азотфиксирующие свойства сои, полученные в полевом опыте (табл. 48). В отдельных его вариантах происходило незначительное увеличение урожайности. Но следует учитывать, что растения при этом переходили на питание почвенным азотом, что значительно снижало агротехническое, экологическое и экономическое значение бобовых культур.

По сведению зарубежных ученых, большинство из 108 испытанных гербицидов уменьшали численность и биомассу клубеньков на корнях белого люпина [426]. Снижение эффективности работы азотфиксирующего аппарата происходит и в отсутствии внешне заметных признаков. Пестициды вмешиваются в обменные процессы и нарушают усвоение азота на физиологобиохимическом уровне. Ядохимикаты, попадая в растения, накапливаются не только в листьях, стеблях и корнях, но и в клубеньках бобовых. Так, при обработке гороха гербицидом его содержание в клубеньках было в 40 раз выше, чем в корнях [274].

Таблица 48 Влияние гербицидов на нитрогеназную активность и урожай сои в полевых опытах [274

Влияние ядохимикатов на ассоциативную азотфиксацию изучено слабо. Но можно с высокой долей вероятности предположить, что оно отрицательно. Основанием для такого заключения является характер воздействия средств защиты растений на почвенную микрофлору.

Средства защиты растений, так же как и минеральные удобрения, отрицательно влияют на почвенных животных. Особенностью этих видов живых организмов является то, что у большинства из них на поверхности тел отсутствует водонепроницаемый покров, и поэтому токсичные вещества, содержащиеся в почвенном растворе, легко поглощаются эпителиальными тканями [270]. После применения производственной дозы далопона количество отдельных видов дождевых червей снижалось в 5—8 раз, а в некоторых почвах два вида вообще исчезли. Восстановление их численности происходило только через 2—4 года. Использование хлорофоса, карбофоса, симазина и ТХА вызывало уменьшение выживаемости здоровых и поврежденных дождевых червей на 10—25%, а их массы на 22—68% [32, 35].

Опасность для дождевых червей увеличивается при совместном применении ядохимикатов и минеральных удобрений (табл. 49). В этом случае даже внесение соломы и навоза не устраняет их отрицательного влияния.

Таблица 49 Влияние средств химизации на численность дождевых червей [330]

Средства защиты растений, увеличивая мутагенный фон, отрицательно влияют на последующие поколения почвенных организмов. Его уровень при систематическом применении ядохимикатов в дозах, рекомендованных для производства, увеличивается в 10—20 раз [177]. Следствием применения пестицидов является сокращение разнообразия почвенных животных. В педоценозах начинают преобладать организмы, устойчивые к воздействию ядов. Так, в агроценозах Литвы, подвергавшихся интенсивной пестицидной нагрузке, видовой состав почвенных животных сократился со 150 до 5 доминирующих видов [601, 602].

Воздействие поллютантов на беспозвоночных проявляется на трех уровнях. На экосистемном уровне изменяется трофическая структура, вторичная продуктивность, функциональная структура, видовое разнообразие. На популяционном — плотность популяции, внутрипопуляционное разнообразие, размерно–массовая структура, соотношение полов, соотношение возрастов. На организменном — химический состав, морфологическое строение, плодовитость, смертность, продолжительность жизни.

Почвенным беспозвоночным присущ большой размах чувствствительности к химическим соединениям. Различие между отдельными видами по восприимчивости к загрязняющим веществам достигает 10 000—100 000 раз. Причем каждый вид имеет высокую чувствительность только к одному химическому соединению. Это создает непреодолимые трудности для определения допустимого уровня загрязнения [180,606].

Отрицательно влияя на население почвы или способствуя изменению соотношения между отдельными группами почвенного населения, пестициды затрагивают и биохимические свойства почвы. Анализ состояния изученности этого вопроса приведен в работе "Биохимические показатели почв как индикаторы загрязненности их пестицидами". В ней приведено достаточное количество результатов исследований, на основании которых можно констатировать существенные изменения в ферментативной активности и дыхании почв при использовании ядохимикатов [369].

Большинство приведенных данных получены в краткосрочных опытах и отражают в основном прямое влияние средств химизации на биологические свойства почвы. Их косвенное действие заметно проявляется только при систематическом применении, вызывающем изменения в физико–химических и биологических свойствах почвы и до сих пор остается неизученным. Следовательно, информация, которой мы располагаем, не в полной мере вскрывает последствия химического прессинга, и для получения объективных сведений необходимо ориентироваться на результаты, полученные в длительных стационарных опытах.

Таким образом, почва представляет собой среду, в которой обитает большое количество самых разнообразных организмов, и поэтому было бы ошибкой рассматривать ее в целом или ее отдельные параметры только с агрохимических позиций, то есть как источник доступных для растений элементов минерального питания. Кроме этой функции все без