Содержание к диссертации
Введение
1. Место, условия и методы исследований 21
1.1. Краткая история вопроса и научно-теоретические предпосылки 22
1.2. Общая характеристика местности и почвенно-климатических условий проведения исследований 25
1.3. Общие методологические подходы к проведению исследований 29
1.4. Методы и способы исследований 36
1.5. Математическая обработка экспериментальных данных 39
2. Агробиологическая и экологическая характеристики почв виноградников северной части таманского полуострова 43
2.1. Общие физико-географические условия произрастания винограда и агробиологические особенности его возделывания в хозяйстве 43
2.2. Физические, химико-биологические и экологические характеристики почв северной части Таманского полуострова 47
2.3. Общая характеристика техногенного загрязнения агроландшафтов землепользования ОАО «Кубань» 58
2.4. Эколого-токсикологические особенности почв хозяйства 64
3. Общая характеристика проблемы загрязнения виноградников пестицидами 66
3.1. Вредоносные объекты и меры их подавления на виноградниках 66
3.1.1. Краткая история, общие сведения об особенностях применения и последействия пестицидов на виноградниках 67
3.1.2. Распространение вредоносных объектов на виноградных насаждениях 69
3.2. Методы, стратегия и тактика применения пестицидов при возде лывании винограда 81
3.2.1. Краткие сведения о развитии методов защиты растений 81
3.2.2. Пестициды на виноградниках и их классификация 83
3.2.3. Стратегия и тактика применения пестицидов 87
3.3. Оценка химического и биологического методов защиты винограда в интегрированной системе агротехнологических мероприятий 93
3.4. Резистентность - фактор экологической напряженности на агро-угодьях виноградников 101
3.4.1. Общие сведения 102
3.4.2. Явление резистентности на виноградниках ОАО «Кубань» 105
3.5. Аккумуляция и метаболизм токсичных химических веществ в почве виноградников 112
3.6. Применение экологически безопасных средств защиты винограда 125
3.7. Современные задачи безопасного применения пестицидов 131
3.8. Защита работников виноградарства, контактирующих с опасными токсичными Веществами 138
4. Экологическо-защитные функции почвы виноградников и влияние на них пестицидов 148
4.1. Мониторинг почв виноградников 152
4.1.1. Методология выполнения исследований 154
4.1.2. Результаты многолетнего мониторинга 157
4.2. Физическая и биохимическая активность почв 165
4.3. Характеристика и состояние почвенных микроорганизмов и микробиоценозов 172
4.4. Гумусное состояние почвы и содержание в ней элементов питания виноградного растения 176
4.5. Щелочно-кислотные и окислительно-восставительные почвенные условия и процессы 180
5. Сидераты на виноградниках 186
5.1. Основные характеристики зернокормового сортотипа тритикале 189
5.2. Агротехнология применения тритикале в междурядьях виноградного растения 191
5.3. Совершенствование агротехнологии применения тритикале 200
5.4. Влияние нового способа содержания почвы междурядий на развитие и продуктивность виноградного растения 205
5.5. Тритикале зернокормового типа — фактор оздоровления почв виноградников 207
6. Экологическая безопасность и пищевая ценность виноградной продукции 223
6.1. Остаточные количества пестицидов в ягодах и их влияние на биохимический состав виноградного сырья и виноматсриалов 223
6.1.1 Основные биохимические показатели виноградного сырья красных сортов винограда 229
6.1.2. Роль пестицидов в формировании качества сырья и продукции, производимой из винограда красных сортов 236
6.1.3 Механизм действия инсектицидов на составные компоненты вина и качественные показатели 239
6.2. Влияние агротехнических и технологических приёмов возделывания и заводской переработки винограда на деструкцию и трансформацию остатков пестицидов в пищевой
продкуции 243
6.3.1. Экологизированная технология производства виноградного эликсира «Сальвита» 248
6.3.2. Влияние ферментных препаратов на качество и пищевую безопасность винодельческой продукции 251
6.4. Токсикологический мониторинг - теоретическая основа и и организационно-технологический инструмент достижения экологичесской чистоты и пищевой безопасности продукции виноградарской отрасли 258
6.4.1. Регламентация остатков пестицидов как мера сокращения отрицательных экотоксикологических последствий 259
6.4.2. Явление «скрытой токсичности» а гро препаратов, проявляющееся при возделывании и переработке винограда 262
7. Технико-экономическое обоснование эффектив ности экологизированных ресурсосберегающих технологий производства продукции виноградар ской отрасли 266
7.1. Экономическая эффективность экологизированных агроприемов возделывания винограда 269
7.2. Экономический эффект новой технологии переработки винограда красных сортов при приготовлении натурального эликсира «Сальвита» 273
7.3. Расчет и обоснование ожидаемой социально-экономической эффективности экотоксикологических разработок 275
Заключение
Выводы
Рекомендации производству
Литература
Приложения
- Общая характеристика местности и почвенно-климатических условий проведения исследований
- Физические, химико-биологические и экологические характеристики почв северной части Таманского полуострова
- Методы, стратегия и тактика применения пестицидов при возде лывании винограда
- Гумусное состояние почвы и содержание в ней элементов питания виноградного растения
Введение к работе
Исторически сложилось, что виноградарство Российской Федерации в основном развивалось и находится в Северо-Кавказском регионе. Здесь, в силу агроклиматических и других условий, сосредоточено свыше 95 % всех виноградников страны. Несмотря на то, что в общем объеме площадей с.-х. угодий России доля многолетних насаждений (в том числе и виноградной культуры) сравнительно невелика и составляет, ориентировочно, всего около 2,5 %, они, вместе с тем, обеспечивают в структуре суммарного годового валового дохода растениеводческой отрасли значительную часть, — порядка 20 %. Виноградарство региона стабильно развивалось до середины 80-х годов XX столетия. Средний ежегодный валовой сбор винограда того периода достигал 1,0 млн. т. Постигшая отрасль в последующем сильная дестабилизация производства вызвала резкое сокращение площадей промышленных насаждений виноградной культуры-с 191,0 до 75,0 тыс. га. Из-за существенных просчетов в государственной экономической и социально-правовой политике последних десятилетий такие отрицательные изменения претерпело и виноградарство Кубани. Однако, она продолжает оставаться в России главным производителем и поставщиком винограда и продуктов его заводской переработки.
В последнее время в виноградарстве и в виноделии Краснодарского края обозначились тенденции восстановления прежних уровней производства, его роста и стабилизации дальнейшего развития. Так, уже в 1999 году на Кубани было заложено свыше 1500 га новых виноградников, выращено более 5 млн. саженцев перспективных сортов культуры. При средней урожайности 69 ц/га произведено порядка 150 тыс. т качественного винограда и достигнуты другие, положительно обнадеживающие, результаты. Вместе с этим, в целом, современное виноградарство Российской Федерации и, в частности Краснодарского края, продолжает претерпевать последствия глубокого социально-экономического кризиса, вызванного разрушением отраслевого механизма рентабельного функционирования экономики виноградарских хозяйств и винодельческих предприятий.
Кроме того, экономические проблемы отрасли усугубляются недостаточно совершенными технологиями возделывания винограда, что, наряду с текущими нарушениями и дисбалансом природно-равновесного состояния окружающей среды, создает потенциальную опасность наступления глобальных экологических катастроф, приводит к существенным потерям урожая, снижению качества и, как следствие, - малой конкурентоспособности производимых продуктов на потребительском рынке [9, 15, 94, 172,190,206, 225,256, 283].
В складывающихся рыночных отношениях экологические императивы требуют перестройки не только механизмов экономики, но и общественного сознания, пересмотра культурных и научных представлений и стереотипов, формирования на этой основе экологически безопасной модели организации производства продукции виноградарской отрасли, отвечающей по качественным показателям современным токсикологическим требованиям и гигиеническим нормативам. В этой связи, для предотвращения возможных природных катаклизмов и нежелательных социально-экономических стрессов, несомненно, необходим комплексный методологический подход к решению актуальных задач проблемы экологизации отраслевых технологий. В конечном итоге это создаст необходимые предпосылки и позволит разработать научно обоснованные принципы и положения устойчивого производства винограда с учетом многолетне продолжающегося в виноградарской отрасли интенсивного использования пестицидов и многообразных факторов и закономерностей их взаимосвязи и взаимовлияния в сложной агроэкосистеме: «почва — виноградное растение - конечная пищевая продукция».
Состояние вопроса. По мнению современных отечественных авторов [Л.М. Малтабар (1999), Л.П. Трошин (2000), А.И. Жуков (1999), Н.Н. Перов (2000), Е.А. Егоров (2001), К.А. Серпуховитина (1999-2001), АЛ. Бирюков (2000), Б.А. Музыченко (2001), A.M. Аджиев (1999), Т.Н. Воробьева (2000), Е.П. Шольц-Куликов (2000) и др.] в настоящее время наиболее важными направлениями научных поисков и разработок в области повышения эффективности ведения виноградарской отрасли являются: изучение экологических осо бснностей и совершенствование принципов размещения виноградников; разработка новых перспективных технологий выращивания виноградопосадочного материала; доработка методов и способов ведения н формирования виноградных кустов; повышение эффективности технологий омолаживания старых виноградников и сортовой реконструкции создаваемых виноградных насаждений; оптимизация существующих и создание новых систем и агротехнологий удобрения и содержания почв виноградников; разработка системы экологизированных технологий возделывания и защиты виноградной культуры от вредителей, болезней и сорняков; и др. Вместе с тем, из всего обширнейшего спектра неотложных задач ускорения экономического возрождения и стабилизации развития виноградарской отрасли особо важное, можно сказать, - стратегическое значение приобретают основополагающие из них. К ним, несомненно, относятся научно-практические аспекты проблемы экологотоксикологической оптимизации и нормализации агротехнологий возделывания культуры и промышленной переработки произведенного виноградного сырья.
По нашему мнению, лишь аналитически обобщенные результаты комплексных исследований процессов изменения экологического состояния агро-ландшафтов виноградников с учетом взаимовлияния многофакторных условий производства винограда при использовании пестицидов предопределяют разработку и научное обоснование более радикальных и эффективных мер ослабления и устранения нежелательных экотоксикологических последствий.
Как известно, основной причиной ухудшения экологического состояния сельхозугодий являются распыляемые на них с целью сбережения урожаев многочисленные пестициды [41, 50, 73, 90, 105, 261], Поэтому, несмотря на предпринимаемые меры, решение задач экологической безопасности их применения в виноградарской отрасли продолжает оставаться актуальнейшей социально-правовой проблемой сохранения окружающей природной среды и производства высококачественной пищевой продукции. В этой связи постоянно повышается уровень экотоксикологических и гигиенических требований безопасного использования пестицидов, а контролю за их последействием отводится особо важная роль и, в последнее время, придается всё большее значениє [104, 106, ПО, 165, 257, 263 и др.].
Для виноградников, с возделываемой на них монокультурой, характерна повышенная экологическая напряженность, обуславливаемая неоднократно повторяющимися в течение одного вегетационного периода рассеиваниями токсичных химических веществ, значительная часть которых переносится с воздушными и водными течениями на большие расстояния, загрязняя тем самым другие агроландшафты и территории, не связанные с целенаправленным применением пестицидов. Этой особенностью виноградарской отрасли объясняется её повышенная степень отрицательного воздействия на агроэкосистему окружающей природной среды, качество и безопасность производимой продукции, здоровье и жизнь человека [80, 89, 92, 225, 255,256 и др.].
По многим общеизвестным и специфическим причинам виноградники Кубани, несмотря на усилия и некоторые достижения ученых и специалистов-практиков по защите растений, ежегодно поражаются многочисленными вредоносными объектами. Большинство из них подавляется при помощи такого единственно высокоэффективного метода, каковым является использование средств химической защиты [273, 274 и др.].
Однако, наряду с этим, необходимо отметить, что перечень вредоносных объектов, составленный из числа выявленных на виноградниках несколько десятилетий назад [153, 237], к настоящему времени пополнен многими другими вредителями и болезнями. Это, в свою очередь, вызывает необходимость расширения ассортимента используемых против них пестицидов, а в ряде случаев - увеличения количества защитных обработок винограда в течение вегетационного периода. Неблагоприятные метеорологические и другие условия, недостаточно грамотное, низко профессиональное выполнение технологий нанесения на растения и их плоды средств химической защиты, ряд других специфических для сельхозпроизводства факторов и особенностей выполнения работы приводят к снижению иммунитета виноградного растения и результативности защиты при соблюдении регламентируемых для агропрепаратов расходных норм и доз. Как теперь широко известно, в результате этого возникает и проявляется так называемое явление резистентности, вследствие которого, как правило, пестицидная нагрузка на производственные участки резко возрастает, варьируя при этом в пределах от 180 до 250 кг/га.
Разрушение и дестабилизация нормально функционирующих процессов агроэкосистемы виноградников, наступающие как следствие развития выше указанных ситуаций и, особенно, - в периоды эпифитотий, присуща защитным обработкам хорошо известными и достаточно изученными пестицидами (фос-форорганические инсектициды, дитиокарбаматы и медьсодержащие агропре-параты), но, в ещё значительно большей степени, - химическими веществами нового поколения, нежелательное экотоксикологическое последействие которых остается по настоящее время мало изученным [32, 33, 41, 44, 51, 55, 65, 66, 76, 78 и др.].
В последние десятилетия ассортимент применяемых на виноградниках пестицидов значительно увеличился [157, 158, 159]. К ранее используемым группам химических соединений сельскохозяйственного назначения добавились и так называемые пиретроиды. Увеличилось и число разрешенных к применению фунгицидов. Так, если к началу 80-х годов прошлого столетия было известно порядка 200 наименований фунгицидных химических веществ [66], то в настоящее время их насчитывается уже более 250 единиц [67]. Расширились масштабы и увеличились объемы применения пестицидов на виноградниках. Поэтому вполне обоснованно можно констатировать, что лишь достаточно объективная и достоверная оценка последействия рассеивания а гропрепаратов, максимально приближенная к конкретным условиям практической их реализации обработками виноградных насаждений, будет служить основой научного обоснования и разработки экологически щадящих технологий виноградарства.
И хотя современная зарубежная и отечественная тактика выполнения защитных химических обработок виноградников и исходит из оптимальных предпосылок стратегии безопасного применения пестицидов, конкретная сущность используемых агротехнологий всё ещё остается на достаточно низком уровне экологотоксикологической безопасности и не позволяет достичь положительно значимого перелома в экологическом состоянии агроландшафтов промышленных насаждений виноградной культуры.
Это наглядно подтверждается выводами ряда авторов [204, 205 и др.], которые отмечают, что даже при ощутимом уменьшении в России размеров площадей с.-х. угодий, подвергающихся целевому нанесению химических аг-ропрепаратов - с 54,1 млн га в 1990 году до порядка 28,0 млн га в 1998 году, пестициды остаются главным антропогенным фактором загрязнения окружающей природной среды. Мировой научной мыслью по проблемам сохранения окружающей среды (Материалы ООН, Рио-де-Жанейро, 1992 г.) особо подчеркивается, что стремление к устойчивому развитию сельхозпроизводства наряду с удовлетворением материальных потребностей должно в сопоставимой мере отвечать и постоянно возрастающим социально-экологическим требованиям
Достигнутые к настоящему времени уровни и масштабы многолетнего нанесения на с.-х. угодья виноградных насаждений токсичных веществ различных групп химических соединений убеждают в давно назревшей необходимости организации и проведения фундаментальных исследований мало изученных и сложных физико-химических, биологических и других процессов, протекающих в макро- и микромире объектов окружающей среды под действием нежелательно накапливающихся здесь остатков агропрепаратов. Одно из основных мест в этих исследованиях должно отводиться изучению процессов, протекающих в почве, микромир которой служит основой её плодородия (следовательно, - продуктивности растений) и одновременно играет важную роль универсального нейтрализатора разнообразных загрязнителей.
Большинство современных исследователей [Т.Н. Воробьева (1991-2001), Р.В. Галиулин и др. (1987-1999), М.А. Глазовская (1978), Ю.В. Круглов (1986-1991), М.И. Лунев (1992), Е.С. Павловский и Э.Н. Сохин (1998), М.С. Соколов и др. (1976-1999)] отмечают ставший давно очевидным факт того, что природ-но-естественные почвенные процессы самоочищения уже не справляются со своими «обязанностями», в результате чего не происходит полное почвенное оздоровление. Это убедительно подтверждается наличием в винограде и продуктах его переработки остатков пестицидов, которые первоначально обнаруживаются в почве производственных участков обрабатываемых ими виноградников [49, 52, 74, 77, 177, 191,223,253].
Наряду с этим, становится также важным отметить и факт получившего в последнее время распространения недопустимого потребительского отношения к почвенной продуктивности, которая сама по себе уже несет достаточно многочисленные уроны за счет интенсивного развития эрозионных процессов, смывов и уносов её плодородного верхнего слоя потоками атмосферных осадков, сорняков, техногенных воздействий и др. В этой связи совершенно очевидно, что целенаправленное повышение или восстановление утратившегося плодородия почвы виноградников является главным и неотъемлемым элементом системы мероприятий устойчивого совершенствования и ведения производства виноградарской отрасли. Значение и важность положительного решения этих научно-практических задач подчеркивается зависимостью качества и пищевой безопасности виноградной продукции от состояния почвенной микрофлоры, изменяющейся, в свою очередь, под действием проникающих в неё и накапливающихся здесь токсичных химических соединении [47,50,54,58,59,329,341].
Известно всем, что интенсивное производство с.-х. продукции требует пополнения плодородия почвы и для этого обязательно должен осуществляться комплекс агротехнологических мероприятий, состоящий из внесения органических и минеральных удобрений, залуження, высева сидеральних культур и др. Все эти а гро приемы можно относить к разряду экологизированного подхода к ведению виноградарской отрасли. Однако, состав системы таких мероприятий не может быть одинаков не только для всех без исключения агроклиматических зон или подзон виноградарства региона, но, порой, даже для отдельных производственных участков виноградников того или иного конкретного виноград производящего хозяйства.
Кроме того, сам виноград относится к числу высоко затратных и экологически опасных сельскохозяйственных культур. По современным расчетам [136,138 и др.] потенциальные потери урожая винограда от поражаемости вредителями, болезнями и сорняками составляют около 34,2 %. При этом основное средство уменьшения этих потерь - химические меры защиты винограда, которые, по мнению большинства отечественных и зарубежных исследователей, и в отдаленном будущем не уступят своего лидирующего положения в де ле сбережения выращиваемых урожаев.
Актуальность темы исследований. В мировой практике [Buchenauer Н. (1987), Hubler War-Werman (1996) и др.] защиты виноградников от вредоносных объектов хорошо известны альтернативные пестицидам способы снижения потерь урожая (специальная агротехника, устойчивые сорта, биометоды и др.), но и они в зарубежных странах используются как дополнение к основному -химическому методу защиты [73, 263, 264]. Литературные данные и многолетняя практика сбережения урожаев убеждает, что используемые с этой целью на виноградниках химические агропрепараты являются отрицательно сильнейшим фактором, длительно и постоянно (с момента распыления) "терроризирующим" объекты окружающей среды и повышающим экологическую напряженность её состояния. В результате воздействия этого фактора в винограде и продуктах его переработки трансформируются и аккумулируются хлорорганические и фосфорорганические (ХОС и ФОС) соединения, препараты бензимидазольного и триазольного синтеза, медьсодержащие соединения и другие химические загрязнители.
Среди источников поступления токсикантов в виноградные ягоды (атмосферные течения - воздух и осадки, грунтовые воды, почва) и условий, способствующих их накоплению в пищевых виноградных продуктах, лидирующее положение занимает, однако, - почва виноградников, выступающая одновременно в роли своеобразных «аккумулятора» и «банка - поставщика» физиологически опасных веществ. Величина загрязненности почвы остатками агропре-паратов и процессы их трансформации и деградации, в свою очередь, так же зависят от её гидротермических режимов, физико-химических свойств и других характеристик, а также происходящих в ней под влиянием этих факторов локальных внутренних процессов. Эти аспекты общей экологической проблемы в виноградарской отрасли так же изучены недостаточно полно.
В общепроизводственном технологическом процессе возделывания виноградной культуры содержание почвы насаждений и уход за ней относятся к наиболее энергоёмким и затратным составляющим, поскольку приходится одновременно решать целый комплекс организационно-практических задач. Они включают: защиту от смыва плодородного слоя в периоды осенне-весенних и летних атмосферных осадков ливневого характера; борьбу с эрозией, уплотнениями и потерей плодородия; оздоровление - создание условий для эффективно-быстрого разложения (деградации) токсичных химических соединений (продукты минеральных удобрений и пестициды); максимально-возможное снижение уровня материально-энергетических затрат и многое другое.
Токсичные остатки агропрепаратов и других загрязнителей, как, например, - тяжелые металлы, поступая по пищевым цепям из почвы в растение, а оттуда - в виноградную продукцию и организм человека, могут вызывать увеличение уровней заболеваемости и потери трудоспособности населения. В то же время, аккумулируясь и накапливаясь в почве в больших количествах, пестициды отрицательно изменяют её многие качества и главное, - биологические свойства. В результате может наступать: уменьшение в почве общей численности полезных микроорганизмов; сужение их видового и составного разнообразия; нежелательные изменения структуры микробиоценозов; снижение уровня интенсивности основных микробиологических процессов и активности почвенных ферментных соединений и др. Следствием же проявления таких крайне нежелательных событий и ситуаций является частичная, а при максимально суммарном сочетании указанных и других неблагоприятных факторов, - полная утрата на виноградниках почвенного плодородия.
В имеющихся современных исследованиях в области изучения и решения сложных и многоплановых социально-правовых задач, санитарно-гигиенических, экологических, токсикологических и других аспектов общей проблемы безопасного использования разнообразных средств химической защиты растений существует ещё достаточно много теоретических и экспериментально-аналитических пробелов. Основным из них является отсутствие комплексного методологического подхода к изучению и результатов такого рассмотрения широкого спектра факторных взаимосвязей при изучении объектов окружающей среды в их неразрывной связи и развитии процессов, определяющих состояние агроэкологической системы «почва - растение - пищевая продукция».
Таким, сравнительно неутешительным, положением в уровне достигну тых экотоксикологических познаний и решений до настоящего времени в значительной степени характеризуется состояние исследований экологических аспектов производства в виноградарской отрасли. Поэтому, несомненно, заполнение накопившихся пробелов в данной области научных знаний новыми и теоретически обобщенными данными и результатами практической реализации конкретных разработок, апробированных в производстве отдельно рассмотренной подзоны виноградарства северной части Таманского полуострова Краснодарского края, полученными за счет комплексных многофакторных исследований, является своевременным и актуальным.
Время и место выполнения работы. Начало диссертационных исследований по выбранной тематике положено в 80-х годах XX столетия научно-производственными экспериментами по восполнению почвенного плодородия на виноградниках АОЗТ «Кубань» Темрюкского района Краснодарского края за счет обработки междурядий виноградных кустов по новому, позднее официально запатентованному в соавторстве с В.Б. Тимофеевым и А.И. Рындиным, способу (патент России по авт. свид. RU 2029453, СІ, 6А01 В 79/00, A01G 17/00).
Этот производственно-базовый первоначальный этап исследований в процессе выполнения всей научно-исследовательской работы был значительно расширен (1990-2003) и комплексно распространен целиком на Таманскую подзону виноградарства Кубани. Исследования проводились в основном на базе ОАО «Кубань», с охватом экспериментами ряда виноградарских хозяйств центральной и южной частей Таманского полуострова и с использованием услуг аккредитованных испытательных лабораторий (токсикологическая и переработки винограда) Северо-Кавказского зонального научно-исследовательского института садоводства и виноградарства (ГНУ РАСХН - СКЗНИИСиВ, г. Краснодар). К проведению и участию в экспериментально-аналитической работе и, особенно, - для выполнения физико-химических и других анализов, автором диссертации подключались научные сотрудники других различных специализированных государственных учреждений и организаций как, например, - Краснодарской краевой станции защиты растений (СТАЗР «Краснодарская»), Краснодарского проектно—изыскательского института «Гипроводхоз», опытных с.-х. районных станций, служб метео- и санитарно-эпидемиологического надзора и др.
Цель исследований - научное обоснование комплексной системы агротехни ческих ресурсосберегающих приемов и технологий экологизированного отраслевого производства с учетом прогрессирующего применения пестицидов. В задачи достижения цели исследований вошло определение:
? теоретических предпосылок, методологических подходов к разработке и научной концепции новых прогрессивных агроприемов ресурсосберегающего возделывания винограда и качественно оптимальных технологических операций его промышленной переработки;
? биологических и экотоксикологических свойств и характеристик почвы виноградников;
? факторов, изменяющих экологотоксикологическое состояние виноградников, и их оценочных показателей с учетом современных научных представлений и требований по гигиенически безопасному применению пестицидов;
? экологически защитных функций и свойств почвы виноградников и закономерностей влияния на них применяемых пестицидов;
? почвенно-оздоровительных функций и характеристик различных сиде-ратов (рожь, ячмень, озимый тритикале зернокормового типа селекции КНИ-ИСХ им. П.П. Лукьяненко), высеваемых в междурядья виноградных кустов;
? научно обоснованных параметров комплексной системы новых агротехнических приемов экологизированного возделывания винограда при ограничении вредного воздействия пестицидов на организм виноградарей и токсикологически безопасной технологии производства высококачественных винодельческих продуктов;
? обоснование эколого-производственной результативности и социально-экономической эффективности реализации разработанной в исследованиях системы агроприемов экологизированного возделывания винограда и гигиенически безопасной технологии производства высококачественной винодельческой продукции.
Научная новизна исследований состоит в том, что на основании результатов теоретического изыскания, многолетних (1985-2003 гг.) наблюдений и скооперированного с научно-экспериментальной базой ГНУ РАСХН СКЗНИИСиВ и другими организациями, экологического и токсикологического изучения, широкой производственной апробации впервые выработана научная концепция ресурсосберегающего отраслевого производства. Изучены и определены закономерности многофакторных агроэкотоксикологических взаимосвязей и зависимостей, разработана и научно обоснована комплексная система организационно-технологических мероприятий, направленных на совершенствование и оптимизацию экологизированного ведения отраслевого производства. При этом впервые для виноградарства Западного Предкавказья комплексно изучены: многофакторные особенности условий применения и отрицательного последействия применяемых пестицидов; установлены, научно обоснованы и аналитически обобщены новые принципиальные положения, закономерности и специфические агрофакторные взаимозависимости, предопределяющие развитие и экотоксикологаческое состояние виноградников и качество отраслевой продукции. Основные новые результаты выполненных исследований: • теоретические предпосылки и научная концепция использования озимого тритикале зернокормового типа селекции КНИИСХ им. П.П. Лукьяненко для повышения плодородия почвы виноградников и ее самооздоровительных функций;
? характеристики специфических особенностей и условий многолетнего применения пестицидов различных групп химических соединений применительно к природным ландшафтам агроугодий виноградников;
? количественная и качественная характеристики виноградников изученной подзоны в зависимости от содержания в почве насаждений остатков токсичных химических веществ;
•:• идентифицированы первичные - «фоновые» и вторичные - «сезонные» пестициды, выявленные в качестве экотоксикологически опасных загрязнителей почвы, соответственно: хлорорганические - изомеры гексахлорциклогексана (ГХЦГ), метаболиты ДЦТ и др.; фосфорорганические - метафос, карбофос, фосфа-мид, золон и др. химические соединения;
? уровни загрязнения токсичными остатками «фоновых» и «сезонных» аг-ропрепаратов почвы производственных участков, произведенного на них винограда и продуктов его заводской переработки;
? агроэкологические зависимости влияния «биологической деятельности» тритикале озимого зернокормового типа, используемого в междурядьях виноградных кустов по запатентованному способу, на оздоровление почвы, повышение её плодородия и качество винограда;
•:- закономерность и показатели повышения продуктивности виноградников и качества производимой виноградной продукции в зависимости от увеличения плодородия и уровня оздоровления почвы производственных участков;
•:• аналитические и агротехнологические параметры комплексной системы содержания почвы междурядий и ухода за ней с использованием тритикале озимого зернокормового типа селекции КНИИСХ им. П.П. Лукьяненко;комплексная система организационно-технологических мероприятий экологически обоснованного производственного отношения к окружающей среде, обеспечивающая ресурсосберегающее возделывание высококачественного винограда и производство винодельческой продукции, свободной от токсичных остатков применяемых химических веществ;
- разработка индивидуальной защиты виноградарей от вредного воздействия пестицидов, улучшающая условия и безопасность труда при повышении уровней работоспособности организма и производительности;
+ методологические принципы определения и аналитической оценки социально-экономической эффективности результатов проведенных исследований и предложенных разработок.
Теоретическая и практическая значимость работы, В рабочей гипотезе повышения устойчивости ресурсосберегающего содержания почвы за счет биоэнергетического потенциала тритикале использованы экспериментальные данные загрязнения виноградников пестицидами, идентификации их по химическому происхождению, динамики качественно-количественных показателей экотоксикологиче-ского состояния насаждений, подвергающихся отрицательным техногенным воздействиям. Устойчивое производство высококачественной продукции теоретически обосновано и практически подтверждено сбалансированным экологически и экономически выверенным перераспределением внутрихозяйственных агротехно-генных и природных ресурсов.
Основными результатами практической реализации предложенной системы ресурсосберегающего отраслевого производства явились:
•:• активизация процессов восстановления плодородия почвы виноградников и повышение содержания гумуса в среднем на 1% за период до 10 лет;
•:• снижение ветровой и водной эрозии, смыва плодородного верхнего слоя почвы осадками, особенно, ливневого характера;
сокращение в два и более раза материально-трудовых затрат на механизированные и другие операции по уходу за почвой междурядий;
•:• повышение активности и эффективного развития почвенных самооздоровительных процессов, обеспечение экологически оптимальных агробиологических ус
ловий для гарантированного повышения качества и токсикологической безопасности винограда, винодельческих и других продуктов его промышленной переработки;
? повышение уровня работоспособности и производительности труда виноградарей (до 20 %) за счет улучшения условий и безопасности труда в загрязненной пестицидами атмосфере, устранения вредного воздействия токсикантов на организм и снижения потенциальной опасности профзаболеваний использованием рационального средства защиты органов дыхания;
? восстановление прежних уровней и дальнейшее увеличение отраслевого производства, стабилизация устойчивости его прогрессивного развития на фоне выверенных социально-экономических связей экологических и техногенных ресурсов, а в целом, - укрепление общего экономического состояния специализированных виноградарских предприятий.
Основные положения, выносимые на зашиту 1. Новые концептуальные положения, теоретически и экспериментально-аналитически подтвержденные результатами изучения последействия многолетнего применения пестицидов в конкретных организационно-производственных условиях и практической реализацией системы ресурсосберегающих агро-приемов возделывания винограда на основе высокого биоэнергетического потенциала озимого тритикале, однократно высеваемого в междурядья виноградной лозы:
•:• условия и специфические особенности применения пестицидов в таманской подзоне виноградарства Краснодарского края, их последействие на объекты природной среды и отраслевую виноградную продукцию;
? динамика пространственно-количественного загрязнения почвы агро-ландшафтов виноградников применяемыми пестицидами;
? аккумуляционные и трансформационные процессы идентифицированного воздействия остатков токсичных веществ на составные компоненты агро-экологической системы «почва - растение - виноградная продукция»;
•:• закономерности и динамика изменения характеристик и показателей процессов экотоксикологического взаимовлияния различных факторов при использовании предложенной новой технологии обработки и содержания почвы междурядий виноградных насаждений:
- уровней эрозии и смыва плодородного верхнего слоя;
- состава и содержания гумусного вещества;
- степени самоочищения от токсичных остатков пестицидов;
- динамики деградации токсичных остатков химических соединений в виноградном сырье и продуктах его переработки;
- продуктивности виноградных насаждений.
2. Комплексная система ресурсосберегающих технологий экологизированного возделывания винограда и производства винодельческих продуктов его промышленной переработки с гарантированно высокими показателями качества, пищевой безопасности и рыночной конкурентоспособности:
•:• методологические принципы принятия решений при выборе способов сохранения урожаев винограда и научно-практические основы формирования операционного состава защитных обработок экологически щадящими средствами подавления вредоносных объектов в зависимости от экофитосанитарного состояния агроугодии виноградников;
? теоретические и организационно-функциональные основы агроэкологи-ческой службы предприятия по сбору и экотоксикологическому анализу экспериментального и информационного материала, характеризующего условия применения и последействие пестицидов на виноградниках, разработки и совершенствования агроприемов сбережения урожаев на основе карт-схем и другой документации экологического состояния производственных участков;
? система ресурсосберегающих агроприемов экологизированного возделывания винограда и оптимальных технологических операций заводской переработки виноградного сырья при приготовлении винодельческих продуктов;
? повышение гигиеничности условий, уровней безопасности и производительности труда виноградарей устранением опасного воздействия пестицидов при возделывании винограда и ограничением профотравлений и профзаболеваний, достигаемых применением индивидуального аппарата для защиты органов дыхания более рациональной защитно-эффективной конструкции.
3. Показатели технико-экономической оценки результатов и разработок выполненных исследований:
•: экономической эффективности системы ресурсосберегающих агроприемов экологизированного возделывания винограда и технологии переработки сырья при приготовлении высококачественной конкурентоспособной винодельческой продукции;
социально-экономического эффекта результатов проведенных исследований и выполненных разработок.
Апробация результатов исследований проведена на уровнях ученых советов, объединенных слушаний отделов и Межцународных научно-практических конференций СКЗНИИСиВ (1990-2003 гг.); тематической научно-практической конференции «Формы и методы повышения эффективности координации исследований для ускорения процесса передачи реальному сектору экономики завершенных разработок» (СКЗНИИСиВ, 2001 г.); V1II-XI Международных симпозиумах «Нетрадиционное растениеводство. Эниология. Экология и здоровье» (Алушта, 1999-2002 гг.); научно-практических семинарах и конференциях Международных выставок виноградо-винодельческой продукции (Москва, С.-Петербург, Краснодар, Сочи, Геленджик, Анапа, Темрюк, Кишинев, Ялта, 1997-2002 гг.); научно-технического совета комитета по виноградарству и алкогольной промышленности администрации Краснодарского края (1998-2002 гг.) и др.
Публикации. По результатам исследований опубликовано более 47 печатных работ, в т.ч. 2 монографии: «Ресурсосберегающее производство в виноградарстве на основе новых агроприемов и технологий (21,4 п.л.), «Средства индивидуальной защиты органов дыхания виноградарей в условиях применения пестицидов» (13,4 п.л.) и 3 издания научно-практических рекомендаций по внедрению исследовательских разработок. Получено 2 патента и 4 положительные заключения предварительной экспертизы ФИПС Российской Федерации по заявкам на изобретения. Четыре научные статьи находятся в печати
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 386 страницах компьютерного текста и состоит из введения, семи глав, заключения, выводов, рекомендаций производству; содержит 45 таблиц, 39 рисунков и 14 приложений. Список литературы включает 401 название, в том числе, - 99 иностранных авторов.
Общая характеристика местности и почвенно-климатических условий проведения исследований
Виноградарская отрасль сельскохозяйственного производства агропромышленного комплекса (АПК) Краснодарского края территориально (по географическому месту расположения) подразделяется на три основные зоны: 1-анапо-таманская, 2- черноморская, 3- южно-предгорная.
Как было выше отмечено, рассматриваемые в данной работе исследования выполнялись, в основном, на базе открытого акционерного общества (ОАО) «Кубань» Темркжского района, агроугодья промышленных насаждений винограда которого целиком входят в анапо-таманскую зону виноградарства Кубани. Часть опытно-экспериментальных работ по научно-методологическимским соображениям проводилась на производственных участках виноградников других хозяйств Таманского полуострова: «Голубая Бухта», «Юбилейное», «Мирный», «Приморский» и др.
Территориально указанная зона виноградарства охватывает два административных района Краснодарского края - Анапский и Темркжский. Общепроизводственные и хозяйственные земли ОАО «Кубань» своим единым массивом расположены на северо-восточной оконечности Таманского полуострова вокруг станицы Курчанской - административного центра хозяйства, С севера аг-роландшафты его сельхозугодий примыкают к Курчанскому лиману Азовского моря, а с юга - ограничены правым берегом русла главной водной артерии Краснодарского края, - реки Кубань (рис. 1.1 и 1.2).
Таманский полуостров по геоморфологической схеме районирования (Благоволин Н.А., 1962) относится к Керченско-Таманской области полого-волнистого района Курчанской гряды. Общий рельеф агроландшафтов анапо-таманской зоны виноградарства характеризуется, в основном, как равнинно-увалистый и представлен невысокими, порядка 150 м над уровнем моря, грядами с пологими склонами и слабовогнутыми долинами. Так рельефно в целом выглядят производственные участки виноградных насаждений ОАО «Кубань». К их местностным особенностям относится расположение на слабопологих склонах с незначительными ложбинами, залегание грунтовых вод на уровне глубже пяти метров и отсутствие их существенного влияния на почвенный покров сельхозугодий агроландшафтов.
Почвенно-образующие и подстилающие породы представлены лессовидными суглинками, надрудными супесями и песками. Лессовидные суглинки подстилаются третичными отложениями и, чаще всего, - супесями надрудных слоев [31, 36, 162]. Механический состав лессовидных отложений средне- и легкосуглинистый. В среди ссу глинистых отложениях содержание физической глины составляет порядка 30-40, в легкосуглинистых - 26-30 %. Для лессовидных отложений характерна светло-бурая или буровато-палевая окраска, высокая пористость, хорошая водопроницаемость и аэрация. Этими признаками отличаются черноземы южные карбонатные.
Надрудные отложения супесчаные и реже - песчаные. Имеют желто-серую или палево-серую окраску и рыхлое сложение. Содержание физической глины в них составляет 16-18 % с преобладанием в составе фракций песка. На надрудных отложениях формировались южные черноземы.
Для почвы агроугодий ОАО «Кубань» характерно сочетание черноземов южных выщелоченных, карбонатных, каштановых, дерново-перегнойных, лесных серых и бурых, коричневых и щебенчатых. По своим характерным свойствам они имеют следующие оценочные баллы: черноземы - 71-93, дерново-перегнойные - 64-73, щебенчатые - 59-65 [121, 162].
Климатические условия зоны считаются мягкими, но периодически засушливыми. Среднегодовое количество атмосферных осадков изменяется в пределах от 400 до 450 мм. Из их годового объема менее одной трети относится к летним месяцам, а свыше двух третей приходится на осенне-зимний период календарного года. Весной и вначале осени практически ежегодно имеют место засухи различной продолжительности.
По результатам многолетних наблюдений среднегодовая температура атмосферного воздуха колеблется с незначительными отклонениями около плюс 11 С, а абсолютный её минимум в некоторые годы достигает величины минус 27 С. Средняя суммарная продолжительность безморозных периодов изменяется в пределах от 198 до 233 дней. Общая же сумма величин активных температур колеблется в пределах 3440-3600 С, что обеспечивает возможность полного вызревания ягод гроздей сравнительно позднеспелых сортов виноградной культуры.
Важным ресурсосберегающим производственно-климатическим условием зоны является то, что сравнительное условно-ровное распределение температуры воздуха по осенне-зимним месяцам года позволяет гарантированно возделывать виноград без затрат на его зимнее укрытие [10, 23, 30]. Это обусловлено тем, что вторжение с севера значительных холодных масс воздуха на агроландшафты сельхозугодий ОАО «Кубань» происходит здесь эпизодически. Поэтому, в связи с непостоянством и сравнительно малой продолжительностью подобных ситуаций, наблюдаются длительные безморозные зимние периоды, а климат, в общем, характеризуется как мягкий.
Среднее количество атмосферных осадков, взаимосвязанное с рельефом местности, колеблется в интервале, близком к величине 350 мм. Дожди выпадают, в основном, небольшими разовыми количествами - в среднем по 0,1 мм. Величина гидротемпературного коэффициента (ГТК) за вегетационный период развития винограда колеблется в интервале от 0,6 до 0,63. Острый дефицит влаги приходится на период с июля по сентябрь. Районная метеостанция по результатам многолетних наблюдений выделяет таких дней в среднестатистическом календарном сельскохозяйственном году в среднем около 112.
По общей хозяйственной направленности анапо-таманская зона виноградарства Краснодарского края специализирована на производстве винограда столовых и технических сортов, марочных сухих белых и красных вин, а также - шампанских виноматериалов, крепких марочных вин, соков и другой пищевой продукции промышленной переработки виноградного сырья. ОАО «Кубань», являясь многоотраслевым сельскохозяйственным предприятием в АПК Темрюкского района (зерновые и овощные культуры, животноводство, сады и др.), специализировано, в основном, на производстве продукции виноградарской отрасли. Величина суммарной площади виноградников хозяйства в структуре сельхозугодий (2185 га), ежегодно изменяясь по агротехнологическим причинам, варьирует на протяжении последнего десятилетия в пределах 670 гектар. Сортовой состав возделываемой виноградной культуры также видоизменяется, количественно перераспределяясь между столовым и техническим направлениями в зависимости от агроклиматических и общепроизводственных факторов.
Физические, химико-биологические и экологические характеристики почв северной части Таманского полуострова
На сравнительно недавней Всероссийской научно-практической конференции , организованной и проведенной при содействий РАСХН, обсуждалось современное состояние и перспективы развития ландшафтного земледелия страны. В ходе заседаний отмечалось (академик А.Н. Каштанов), что на фоне сложившейся в АПК России общей неудовлетворительной ситуации прогрессирует уменьшение плодородия почвы и ее деградация. Указывалось (академик Н.З. Милащенко) на необходимость скорейшего принятия и использования нового экономического механизма, укрепленного более эффективной системой кредитования и научного обеспечения сельхозпредприятий. В частности отмечалось, что только комплексный подход к решению задач подъема уровня сельскохозяйственного производства России позволит выправить нежелательно сложившееся положение в этой главнейшей отрасли народного хозяйства. Практически во всех выступлениях ведущих ученых - участников конференции прозвучал весьма очевидный факт того, что базой для эффективного использования ресурсосберегающих агротехнологий должна служить научно-обоснованная система оптимизации воспроизводства и повышения плодородия почвы . Почвообразовательные процессы в исключительно большой мере зависят от ландшафтно-климатических условий местности, значение статуса которых изменяется под влиянием различных факторов. Взаимодействие агробиологической системы элементов почвы и метеорологических факторов, определяющих среднестатистическую погоду, происходит как непосредственно, так и опосредованно, через массу других факторов образования, - главным образом, через биомы. Атмосферный климат, непосредственно преломляясь через состав, поверхность и свойства почвенного тела, обуславливает и создает температурный и водный режимы почвы, формируя её особый специфический климат.
Опосредованное или косвенное влияние климата осуществляется посредством и через весь объем живого вещества, продукты его Метаболизма и отмирания. Именно атмосферные климатические условия определяют зональные типы ландшафтов биоценозов, взаимодействие которых с почвенным веществом характеризует главнейшие черты многообразия всей географической обо лочки Земли. Непосредственное и косвенное влияние климата на почвообразование едины и неразрывны, взаимно переплетены и взаимообусловлены, а в своем проявлении условиями увлажнения и тепловыми режимами предопределяют жизнедеятельность растительности и почвенной зоомассы. Одновременно, влажность почвы и её температурный режим зависят, в свою очередь, от особенностей жизнедеятельности заселяющих почвенную экобиосистему организмов. Поэтому непосредственное влияние атмосферных климатических факторов на эту многосложную систему оказывается преломленным через биологическую среду, в разной степени преобразуемую живыми микро- и макроорганизмами, а характеристики и показатели взаимовлияния всех факторов находятся в корреляционной зависимости. Следовательно, зональные типы почв обуславливаются вполне конкретными генетическими ха- рактеристиками, и, наоборот, - по свойствам почвы возможно определить основные показатели и особенности атмосферного климата. Особенности климата южного Приазовья и Северо-западного Предкавка зья обуславливают и предопределяют значительную интенсивность биологиче ского круговорота и практически круглогодичное течение физических, биохи мических и микробиологических процессов, что проявляется в специфике на копления гумуса и миграционных явлениях. К одной из особенностей накопле ния гумуса этих регионов относится формирование мощного или сверхмощно го слабо или малогумусного профиля. Миграция карбонатов по профилю вы- щ зывает и приводит к образованию карбонатного иллювиального горизонта (Вальков В.Ф. [36, 37, 38 и др.]). Естественный растительный покров рассматриваемой в данной работе территории характеризуется явно выраженным отпечатком глубокой антропогенной трансформации, отличительной чертой которой служит практически полное отсутствие традиционной степной растительности. Она сохранилась среди окультуренных сельхозугодий агро ландшафтов исключительно лишь фрагментарно незначительными по площади участками. В пределах административно-географических границ анапо-таманской зоны виноградарства Таманского полуострова степень распаханности агроландшафтов территории достигла 90 %, а сельскохозяйственные предприятия, наряду с возделыванием основной культуры - винограда, в незначительных количествах производят зерновую, овощную, животноводческую и другую сельхозпродукцию.
Методы, стратегия и тактика применения пестицидов при возде лывании винограда
Еще Гомер в Древней Греции упоминал об очищающем действии серы при устранении ржавчины злаковых культур и оидиума винограда. Демокрит за 400 лет до наступления нашей эры советовал опрыскивать возделываемые растения чистым настоем олив без добавления соли. Это, про его мнению, предотвращало гниение, вызванное поражением насекомыми. Плиний Старший в на-чале новой эры изложил некоторые сведения о болезнях растений и привел начальные рекомендации по защите от них. Период XV1-XVIII веков был ознаменован усилением научного интереса к осмыслению процессов развития болезней окультуренных человеком растений и значительной активизацией поисков эффективных способов подавления заболеваний сельхозкультур.
К этому времени относятся такие появившиеся способы зашиты растений от повреждаемости вредоносными объектами, как: замачивание семян пшеницы в растворе соли против головни - 1650 г.; использование хлорной ртути (сулема) для защиты от гниений - 1705 г.; применение смеси извести, мышьяка и сулемы против твердой головни пшеницы — 1755 г.; негашеной извести, серы, сока ягод бузины и табака при подавлении мучнистой росы - 1802 г.; серы и извести против курчавости листьев персика- 1834 г.; серы - 1845...50 гг., серы и полисульфидов кальция против оидиума винограда - 1851 г и др. Окончание 50-х годов XIX столетия ознаменовалось печальным событием в виноградарской отрасли ведущих стран. Суть его заключалась в том, что виноградные насаждения в Австрии, Германии и Франции одновременно подверглись (возникшему внезапно) сильному заболеванию милдью. В результате трагически сложившейся ситуации в этих странах погибло примерно 80 % всего возделываемого урожая винограда. Такая непредвиденная вспышка заболевания и понесенный, в итоге, огромный экономический урон послужили началом более энергичного научного поиска эффективных способов и средств зашиты этой хозяйственно важной культуры. По настоящее время считается, что сделанное во Франции Пьром Алексисом Мулярде в конце XIX века открытие основной сернокислой соли меди, в последствии получившее (по месту, в котором было сделано) название - «бордоская жидкость», стало отправной точкой современного этапа научных исследований и совершенствования химического метода защиты винограда. Бордоская жидкость и по настоящее время широко используется в обработках против болезней винограда.
Большой и ценный научно-практический вклад в решение задач зашиты сельхозкультур от вредоносных объектов на рубеже XI Х-XX веков внесли: А.С. Бондарцев (1877-1969), М.С. Воронин (1838-1903), СИ. Ванин (1890-1951), Д.И. Ивановский (1864-1920), Н.А. Пальчевский (1863-1909), В.В. Половцев (1862-1918), А.А. Потебня (1870-1919), СИ. Ростовцев (1862-1941), Н.В. Сорокин (1846-1909), Н.Н. Спешнев (1844-1907), В.Г, Треншель (1868-1941), А.А. Я невский (1863-1932) и многие другие отечественные ученые. Целый ряд важных научных статей по вопросам защиты растений было опубликовано в 1910 году великим русским ученым Н.И. Вавиловым.
В современное состояние научных исследований и достижений в области знаний по защите растений значимый вклад внесен работами Н.М. Голы шин а, Т.Н. Воробьевой, М.И. Зазимко, Ю.В. Круглова, М.И. Лунева, Л.И. Медведя, Н.Н. Мельникова, О.А. Монастырского, К.Ф. Новиковой, Т.Н. Паныпиной, Т.М. Петровой, Э.И. Пикушевой, В.А. Санина, Л.К. Седокур, С.Г. Серебряной, М.С. Соколовым, В.П. Сокирко, А.И. Талаш, В.И. Тереховым и многими др.
Благодаря научным и практическим результатам, полученным этими и многими другими современными исследователями, химический метод защиты растений и, в частности, винограда, с неослабевающим приоритетом и использованием широкого спектра пестицидных генераций и соединений применяется на промышленных виноградниках Краснодарского края.
Из современной практики химической защиты виноградников широко известно, что при выборе пестицидов для их производственного использования предпочтение отдается (при всех равных условиях) химическим соединениям высоко избирательного принципа действия. При этом учитывается их максимально возможная способность сравнительно быстро разлагаться до нетоксичных остатков и не привносить в агроэкосистему условия, разрушающие ее" природное равновесие.
В настоящее время считается, что пестицидные химические соединения первого поколения почти не отвечали таким требованиям. В этой связи примером нанесенного и до наших дней трудно поправимого экологического и санитарно-гигиенического ущерба [80, 89, 155, 158, 159, 197 и др.] служат печально известные ДДТ, ГХЦГ и ряд некоторых химических препаратов из группы исторически ранних хлорорганических соединений, а также их метаболиты.
Гумусное состояние почвы и содержание в ней элементов питания виноградного растения
Известно, что физические и химические свойства почвы определяют ее накопившиеся относительно консервативные признаки и качества. Вместе с тем, биология почвы располагает и оценивается показателями, характеризующими динамические свойства, которые относятся к индикаторам современного состояния режима ее жизни.
В общем случае, интегральным показателем происходящих в почве биологических процессов, как современных, так и прошлых лег, считается гумусное состояние, не только отражающее содержание механизма почвенных и экологических процессов, но и непосредственно оказывающее на их течение большое влияние. Поэтому комплексное изучение влияния на гумусное состояние почвы загрязнения ее широко используемыми в виноградарстве пестицидами, остающееся до настоящего времени не достаточным, имеет огромное научно-практическое значение.
Полагается, что привносимые в почву пестициды изменяют количество и качество органических и других остатков, поступающих в ее состав, а в результате - физические и химические свойства почвы как среды их трансформации, ее интенсивность и направленность. Все это влечет за собой изменение состава и качества органической части почвы, а ее загрязнение поллютантами химического происхождения, каковыми являются различные пестициды, прямо или косвенно воздействуя на органическое вещество, усугубляют отрицательное влияние.
Прямое воздействие агрохимикатов на свойства и качество поч&ы проявляется при непосредственном взаимодействии химикатов с органическим веществом почвы и накоплении в ее профиле продуктов этого взаимодействия. Косвенное воздействие обусловлено и связано с изменениями почвенной био-ты, активности биохимических, процессов, состава, качества и продуктивности растительного покрова [38]. Запас остатков органического и других видов происхождения, подвергающихся трансформации в почве» может как увеличивать ся в результате подавления биологической активности [354, 355], так и уменьшаться за счет резкого снижения продуктивности фитоценозов [353]- В этой связи имеющиеся в данное время незначительные и научно мало достаточные литературные сведения по влиянию пестицидов на показатели гумусного состояния почвы виноградных насаждений носят неоднозначный, а порой противоречивый характер.
При загрязнении почвы пестицидами отмечаются как резкие колебания содержания гумуса, так и его стабильное сокращение в результате подавления биологических процессов [141, 142] и вследствие снижения величины и степени гумификации. Как отмечено выше, многолетние обработки виноградников агропрепаратами заметно уменьшают биогенность почвы. Наряду с этим снижается активность ферментов - уреазы и каталазы, падает нитрификационная способность почвы, происходят нежелательные сдвиги в структуре ее агрохимических механизмов и свойствах.
За последние 15 лет происходило постепенное снижение содержания гумуса в почве виноградников хозяйства, а уменьшение этого показателя к исходу указанного периода достигло величины порядка на 60... 65 %. Наряду с этим наблюдалось уменьшение валового содержания гумуса при одновременном снижении биогенности почвы и сокращении ее ферментативной активности на виноградных насаждениях. Выполненными исследованиями установлено, что в течение последних (10... 12) лет на участках без привнесения в почвенные горизонты органического вещества наблюдалось постепенное уменьшение содержания гумуса и снижение активности почвы.
Используемы в хозяйстве для защитных обработок виноградной культуры пестициды по своему химическому составу характеризовались значительным различием и лишь немногие из них ОТНОСИЛИСЬ к группе инертных или относительно инертных, Поэтому большая часть агропрепаратов, применявшихся в обработках, могла существенно влиять на деградацию и миграцию гумусовых веществ. Это обстоятельство особенно важно, если учесть, что именно на участках с наибольшим содержанием в почве токсичных остатков химических веществ прослеживалась тенденция снижения содержания гумуса (табл. 4.8).
Данные, приведенные в таблице 4,8, были получены в результате лабора-торно-полевых экспериментов 1990-2001 годов на стационарном производственном массиве виноградников хозяйства общей площадью 100 га без внесения органических удобрений. Исследования по изучению уровня плодородия почвы и содержания элементов питания виноградного растения проводились по почвенному горизонту на участках того же массива виноградных насаждений технических сортов (табл. 4,9).
Из анализа представленных в таблицах 4.8 и 4.9 данных следует, что уровень плодородия почвы обследованных участков характеризуется как низкий. По содержанию гумуса в пахотном слое почва относится к слабогумусно-му типу (содержание гумуса в пределах 2Д„2,б %). В глубину (вниз) по профилю содержание гумуса в почве постепенно убывает и на глубине 120-180 см составляет порядка 0,5.„0,7 %.
Как показали результаты выполненных исследований (таблицы 4.8, 4.9 и 4Л0) для повышения плодородия почвы необходимо вынесение органических удобрений дозой 60...80 т/га. Это вызывается тем, что уменьшение поступающего в почву органического вещества и интенсивности развития в ней автохтонной микрофлоры приводит к ослаблению процессов биосинтеза гумусовых веществ и их разрушению. В результате в почве значительно сокращаются запасы гумуса, снижается валовое содержание азота и как следствие изменяется ее влагоемкость. В то же время глубокие изменения в почве происходят при накоплении в ней остатков токсичных веществ [140, 145, 154, 165], которые нежелательно изменяют условия существования микроорганизмов, количество и качество энергетического материала, в данном случае незначительно поступающего в почву.
