УДК 664.696:[631.813+661.632]:632.95.024

ВПЛИВ ФОСФОРНИХ ДОБРИВ НА ШВИДКІСТЬ ДЕТОКСИКАЦІЇ ДЕСИКАНТУ ГЛІФОСАТУ НА ЗЕРНОВИХ КУЛЬТУРАХ ТА ЯКІСТЬ ПРОДУКЦІЇ РОСЛИННИЦТВА

О.М. Багацька, кандидат с.-г. наук, Т.В. Юрченко, О.М. Кузнєцова, А.П. Гринько кандидат хім. наук
О.М. Бердніков, доктор с.-г. наук

Інститут екогігієни та токсикології ім. Л.І. Медведя, м. Київ
Чернігівський інститут АПВ УААН

SUMMARY. The article deals with scientific results of investigation of the phosphate fertilizer influence on speed destruction of the pesticide Glifosate. It had been showed that phosphate fertilizer application promotes to metabolism processes exceeding in winter wheat and increasing Glifosate speed destruction. The model of the calculation of constant Glifosate speed destruction was demonstrated.

Сучасні технології вирощування зернових культур передбачають застосування цілого комплексу агрохімікатів, до яких входять мінеральні добрива, пестициди, фізіологічно активні речовини.

У цих умовах гігієнічна оцінка якості продукції рослинництва набуває все більшої актуальності, особливо, при використанні нових видів добрив та нових пестицидів. Особливо важлива — комплексна оцінка можливого негативного впливу сумісного застосування добрив та пестицидів на якість продукції рослинництва.

При формуванні високих врожаїв сільськогосподарських рослин та гігієнічно якісної продукції фосфорне живлення є одним із визначальних показників у агроекологічному виробництві. Фосфор відіграє важливу роль у мінеральному живленні рослин, має велике фізіологічне значення в процесах дихання і фотосинтезу, є необхідним для обміну вуглеводів і азотних речовин. Тобто оптимальне забезпечення фосфором ґрунтів позитивно впливає як на продуктивність культур, так і на якість рослинницької продукції [1].

Висока біологічна роль фосфору сприяє посиленню метаболічних процесів, підвищенню швидкості розпаду пестицидів у рослинах. Визначення цих процесів має екотоксикологічне та гігієнічне значення і дає можливість шляхом науково обґрунтованого раціонального застосування добрив впливати на швидкість детоксикації пестицидів, підвищувати їх ефективність і знижувати ризик надходження у генеративні органи рослин, а далі — в продукти харчування у вигляді залишків.

Мета роботи полягала у дослідженні впливу фосфорного добрива агрофоски на фоні азотно-калійного живлення на врожайність та якість зерна озимої пшениці та швидкість детоксикації гліфосату, який застосовувався як десикант.

Традиційні види фосфорних добрив мають високу кошторисну вартість, а часом — важкодоступні споживачу. В останні роки проводяться різносторонні дослідження з пошуку резервів фосфорної сировини, мобілізації ґрунтових запасів, підвищення коефіцієнта використання фосфору рослинами, а також вивчення та оцінка нових видів фосфорних добрив.

Агрофоска — новий вид фосфорних добрив, виробляється на основі вітчизняної сировини — зернистих фосфоритів, поклади яких розташовані в Амвросієвському районі Донецької області. Загальні запаси фосфоритової руди в надрах складають 27,0 млн.т (Р₂О₅ — 1,6 млн.т), при середньому вмісті Р₂О₅ у руді — 6,0%.

Агрофоска за своїми властивостями наближається до суперфосфату і має наступний склад макроелементів: Р₂О₅ — 14%, К₂О — 3,6-4,2%, СаО — 28%, МgО — 2,4%.

Для вивчення впливу агрофоски на продуктивність сільськогосподарськиx культур, швидкості розпаду гліфосату та гігієнічних показників якостей продукції рослинництва були закладені польові досліди в чотириразовій повторності, відповідно до загальноприйнятих методик [2] на базі Чернігівського Інституту АПВ УААН на дерново-середньопідзолистому ґрунті. Порівняння агрофоски проводили із суперфосфатом. Як тест — культура була використана озима пшениця. У польових дослідах з озимою пшеницею встановлено, що позитивна дія агрофоски на біологічну продуктивність даної культури проявилась у збільшенні кущистості, довжини колосу і маси зернин (табл. 1).

Так, урожайність озимої пшениці на варіантах з агрофоскою зросла відносно контролю на 47% при нормі внесення Р₆₀ та на 83% при нормі внесення Р₁₈₀. Довжина колосу збільшилась на 16 та 18 %, кількість зернин у колосі на 37 та 44 % відповідно. Маса тисячі зерен мала істотну різницю з контролем лише при нормі внесення агрофоски Р₁₈₀, така залежність зберігається і для суперфосфату.

На гігієнічні показники якості зерна впливає наявність залишкових кількостей пестицидів, а особливо десикантів, які застосовуються за 10—14 днів до збору врожаю зернових для підсушування сільськогосподарських рослин на корені та прискорення дозрівання культур і тим самим створення оптимальних умов для збору врожаю в стислий період із мінімальними затратами.

В якості десиканту в дослідженнях був використаний препарат Гліфоган (д.р.: гліфосат у формі ізопропіламінної солі, 480 г/л.).

Діюча речовина — гліфосат є інгібітором ферментативної системи, яка відповідає за синтез ароматичних амінокислот. Гліфосат проникає у рослини через надземну її частину та активно розноситься по всіх органах, у тому числі — корінні. Обробка препаратом озимої пшениці проводилася у фазу молочної стиглості з нормою розходу гліфосату 3 л/га (300 л/га робочого розчину). Залишкові кількості гліфосату в зерні пшениці визначали методом високоефективної рідинної хроматографії (МВ №363—2002 від 09.12.02) [3].

Було досліджено динаміку розпаду гліфосату на варіантах досліду 1, 3, 4 (табл. 2).

Початкова концентрація мікрокількостей гліфосату в зерні озимої пшениці в день обробки становила 2,5 мг/кг на всіх досліджуваних варіантах.

Однак, в агроценозах пестициди підпадають під дію багатьох факторів: біотичних (живі організми), абіотичних (сонячна інсоляція, температура, рН середовища, забезпеченість основними елементами живлення та ін.), унаслідок чого відбувається зменшення початкової концентрації їх діючих речовин.

Швидкість процесу детоксикації гліфосату, як і інших пестицидів описується константою швидкості, яка включає всі вищеназвані фактори, та є моделлю процесу [4]. Отримані експериментальні дані, а також дані літературних джерел визначають, що константа швидкості процесу детоксикації найбільш вірогідно може бути розрахована за експоненційною залежністю:

C_t=C₀•e^-kt

де C_t і C₀ — відповідно початкове та поточне (в момент часу t) значення концентрації пестициду в об'єкті,
k — константа швидкості процесу детоксикації (рис. 1).

Константа швидкості була розрахована за рівнянням першого порядку:

k=2,303/t•lg(C₀/C_t).

В умовах досліду константа швидкості k (доба^-1) розпаду гліфосату на контролі становила 0,19, на варіанті із суперфосфатом — 0,25, на варіанті з агрофоскою — 0,32, а період напіврозпаду (Т₅₀=0,693/k) відповідно складає: 3,6; 2,7; 2,2 доби. Тобто гліфосат найшвидше розпадається на варіантах, де вносилися фосфорні добрива (агрофоска та суперфосфат).

Швидкість розпаду пестицидів, як уже зазначалося, залежить від багатьох факторів, у тому числі й від забезпеченості рослин основними елементами живлення, зокрема фосфором.

Фосфору належить центральне місце в процесі дихання та фотосинтезу. Його роль у цих процесах визначається тим, що фосфорна кислота приймає участь у будові аденозинтри- і аденозиндифосфатів (АТФ і АДФ), які є акумуляторами великої кількості енергії та джерелом процесів біологічного окислення.

Біологічне окислення — сукупність реакцій окислення в клітині, основна функція — забезпечення організму енергією. Реакції біологічного окислення каталізуються ферментами класу оксидоредуктаз. Біологічне окислення пов'язано з передачею відновлюваних еквівалентів — атомів водню або електронів від донора до акцептора. Кінцевий акцептор — кисень, поставниками якого можуть бути як органічні, так і неорганічні речовини. Основний шлях використання енергії, що вивільняється при біологічному окисленні, це — накопичення її в молекулах АТФ.

У процесі біологічного окислення відбувається знешкодження чужорідних і шкідливих для організму речовин, у тому числі і пестицидів [6, 7].

Тому на варіантах із фосфорними добривами, де культури достатньо забезпечені фосфором, рослини мають більший запас енергії, яка і направляється на активніший процес розпаду гліфосату.

Отже, застосування певної системи удобрення є важливим засобом управління резистентності агроценозу, забезпечення умов внутрішньої динамічної рівноваги екосистем, протидії різним антропогенним факторам, особливо хімічної природи, до яких і відноситься застосування пестицидів. Науково обґрунтовані та гігієнічно безпечні технології вирощування зернових культур забезпечують високу якість сільськогосподарської продукції. Тому важливим є проведення санітарно-гігієнічної експертизи не тільки засобів хімізації, а й технологій їх застосування.

Якість зерна озимої пшениці під дією агрофоски також підвищувалась, особливо вміст клейковини (на 15%) та натури зерна (на 6%) відносно до контролю (табл. 3).

Натура зерна (об'ємна вага) впливає на борошномельні якості [7]. Високо натурне зерно дає великий вихід борошна. Вміст клейковини і скловидність впливає на борошномельні і хлібопекарські якості зерна. Кількість білку та скловидність зерна при застосуванні агрофоски знаходиться на рівні контролю, що пов'язано із фізіологічними особливостями сорту озимої пшениці Миронівської 61.

Залишкові кількості гліфосату в зерні озимої пшениці не були знайдені на всіх варіантах досліду.

Отже, використання фосфорних добрив, зокрема нового виду фосфорного добрива Агрофоски, сприяє підвищенню продуктивності озимої пшениці, якості зерна та збільшенню швидкості детоксикації десикантів.

Література
1. Городній М.М. Агроекологія. —К: Вища школа, 1993. —416 с.
2. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. —М.: Колос, 1979. —416 с.
3. Методичні вказівки з визначення гліфосату в овочах, фруктах, зерні хлібних злаків та кукурудзи, зернобобових та баштанних культурах методом високоефективної рідинної хроматографії №363—2002 від 09.12.02.
4. Справочник по контролю за применением средств химизации в сельском хозяйстве / Под. ред. В.П. Васильева, В.Н. Кавецкого, Л.И. Бублик и др. —К.: Урожай, 1989. —159 с.
5. Горовая А.И., Орлов Д.С., Щербенко О.В. Гуминовые вещества. —К: Наукова думка, 1995. —С. 201—205.
6. Большой энциклопедический словарь. Биология, Науч. Издательство: Большая энциклопедия. —М., 2001. —864 с.
7. ГОСТ 10840—64 Зерно. Методы определения натуры.