Як насичення ґрунту киснем та вирощування культур впливають на розщеплення гліфосату

Мікробіолог з Rothamsted Research, професор Ендрю Ніл пояснює, що наявність кисню в ґрунті є важливим для ефективного розкладання гліфосату.

Гліфосат має міцні вуглецево-фосфорні зв'язки, які рідко зустрічаються у природі та для розривання яких потрібна значна енергія. Достеменно невідомо, яка кількість ґрунтових мікроорганізмів, що володіють ферментами, здатними розщеплювати такі зв'язки, але ефективність роботи цих мікроорганізмів залежить від високої доступності кисню.

«Мікроскопічні пори надзвичайно важливі для руху та доступності кисню. Чим більший простір пор та органічна речовина, тим більше кисню може циркулювати. Це життєво важливо для мікробів, відповідальних за розщеплення гліфосату», — каже науковець. 

У добре аерованих ґрунтах, багатих на біологічну активність, гліфосат може метаболізуватися порівняно швидко. Але в ущільнених або бідних на кисень ґрунтах він може зберігатися місяцями.

Випробування на фермі

У дослідженні, проведеному Rothamsted Research у співпраці з Ноттінгемським університетом, рівень гліфосату на оброблених ділянках впав нижче меж виявлення протягом 12 днів після його застосування. 

У необроблених ґрунтах, де кількість пор та аерація були нижчими, гліфосат зберігався близько 30 днів. Результати дослідження показують, що управління ґрунтом має чіткий вплив на довговічність гліфосату.

Ґрунти з кращою біологічною активністю, органічною речовиною та насиченням киснем сприяють швидшому розкладанню мікробів. Обробка може покращити рух кисню та підвищити аерацію ґрунтів, що підтримують біологічну функцію. Однак багаторазовий інтенсивний обробіток ґрунту може пошкодити мережі пор.

«Це показує, що нічого, що ви робите із забрудненням, не залишається без наслідків», — каже Ендрю Ніл.

Читати також: Гербіцидний захист сої та кукурудзи: період розпаду діючих речовин та як запобігти перенесенню

Фермер зі Стаффордширу Тім Партон, який проводив випробування на фермі Бревуд Парк, уже давно зосереджується на біологічному та харчовому землеробстві. Він відмовився від використання фунгіцидів, інсектицидів та регуляторів росту, натомість зосередившись на здоров'ї ґрунту та врожаю. Однак Тім визнає, що гліфосат все ще відіграє певну роль на його фермі, головним чином для десикації покривних культур, але його використовують економно.

«Я розглядаю гліфосат як інструмент у своєму арсеналі, але хочу звести його використання до абсолютного мінімуму», — каже він. 

Тім відмовляється використовувати гліфосат як десикант, особливо для пшениці, призначеної для споживання людиною.

«Ми самі живі організми. Я б не хотів їсти їжу, яку обприскали гліфосатом безпосередньо перед збиранням урожаю», — каже він.

Регенеративна система Тіма обертається навколо покривних культур, які допомагають підтримувати живе коріння, покращувати структуру ґрунту та живити ґрунтових мікробів. 

За сприятливих умов покривні культури заробляються механічно шляхом прокатування на морозі за допомогою котка. 

«Це підтримує ґрунтовий покрив, пригнічує бур’яни та зберігає вологу ґрунту, але ми всі знаємо, що морський клімат Великої Британії не завжди це дозволяє. Гліфосат залишається резервним засобом, коли заморозки або час нам не сприяють. Усе, що ви робите з ґрунтом, має побічні ефекти. Завдання полягає в тому, щоб вибрати дію з найменш шкідливим впливом, щоб біота в ґрунті залишилася живою та функціонувала», — каже він.

Чотири варіанти знищення покривних культур

Щоб вивчити, як різні методи управління впливають на розщеплення гліфосату, дослідження було проведено на полі ярих люпинів після покривної культури.

Для знищення покривної культури порівнювали чотири різні методи обробки:

1. Притискний каток (стандарт для сільського господарства під час сівби ярих культур після покривних)
2. Гліфосат (2 л/га гліфосату, доведений до 3 літрів/га з додаванням фульвової кислоти, лимонної кислоти та меляси)
3. Обробіток ґрунту (два проходи опорних дисків, що обробляють ґрунт на глибину до 10 см)
4. Обробіток ґрунту до 10 см + гліфосат (3 л/га гліфосату вносять перед культивацією)

Активізація біологічних процесів у ґрунті для розкладання гліфосату

Щоб стимулювати процеси розпаду гліфосату за допомогою мікроорганізмів, Тім додає лимонну та фульвову кислоти, а також мелясу до бакових сумішей гліфосату.

«Лимонна кислота знижує pH, при якому гліфосат діє ефективніше. Фульвова кислота також допомагає знизити pH і діє як потужний хелатний агент, посилюючи поглинання гліфосату бур'янами для ефективнішого знищення», — каже він.

Меляса забезпечує легкодоступне джерело вуглецю для живлення мікробів, які допомагають розкладати залишки гліфосату.

«Ми повинні працювати разом з біологією, а не проти неї. Чим краще ми розуміємо, як наші дії впливають на те, що відбувається під поверхнею, тим кращі рішення ми можемо приймати для наших ґрунтів, врожаю та навколишнього середовища», — додає Тім Партон.

Читати також: Боротьба з багаторічними бур’янами — поради експерта

Томографія для дослідження впливу структури ґрунту на розщеплення гліфосату

Щоб краще зрозуміти, як ці методи управління впливають на структуру ґрунту та, своєю чергою, на розпад гліфосату, було зібрано ґрунтові керни та доставлено до Ноттінгемського університету для візуалізації структури ґрунту за допомогою рентгенівської комп'ютерної томографії.

Візуалізація структури ґрунту після 14 років безплужного обробітку показала добре пов'язану мережу пор, кореневих каналів та черв'ячих нір — свідчення біологічного підходу Тіма Партона до землеробства. Це створило ідеальні ґрунтові умови для руху кисню та мікробної активності, що дозволило ефективно розщеплювати гліфосат. 

У сценарії обробітку ґрунт виглядав більш «пухким» у верхніх кількох дюймах зі збільшеним поровим простором та дифузією кисню.

Однак, через тиждень ця пухка структура зруйнувалась. У цьому випадку, після початкового розпушення, поровий простір зменшився, і рух кисню знову став обмеженим. 

«Оброблена ділянка спочатку мала високу пористість, але незабаром, через кілька тижнів, вона просіла. Водночас на ділянці, де проводився прямий посів, підтримувалася така сама висока пористість, що дає змогу кисню потрапляти в ґрунт і дихати ним», — каже Тім.

Більше того, оброблена ділянка без гліфосату була повною катастрофою.

«Ця ділянка заросла бур’янами через надмірний обробіток. Ґрунт значно більше висох, і врожай люпину не дав. Урожай, отриманий методом прямого висіву, дав 1,2 т/га, що було непогано, враховуючи посушливу весну», — каже Тім.

Вплив структури ґрунту та його обробітку на розщеплення гліфосату 

Структура ґрунту мала прямий вплив на те, як довго гліфосат залишався в ґрунті. На оброблюваних ділянках гліфосат швидко розкладався — його рівень опускався нижче меж виявлення протягом 12 днів. 

У необроблених ґрунтах, де поровий простір та аерація були нижчими, гліфосат зберігався близько 30 днів.

Тім вважає, що експеримент покаже зовсім інші результати на «мертвому» ґрунті з дуже поганою біологією внаслідок надмірного використання азоту з невеликим вмістом органічної речовини та інтенсивного обробітку ґрунту. 

«Оскільки мої ґрунти настільки мікробно активні, гліфосат може розщеплюватися дуже швидко. Однак у малонасиченому киснем ґрунті гліфосат затримуватиметься протягом тривалого часу за сприятливих умов. Ось чому так важливо мати робочий ґрунт», — каже він.

Таким чином, управління ґрунтами з точки зору структури, стабільності та аеробної активності мікробіоти може не тільки прискорити розщеплення гліфосату, а й підтримувати загальну стійкість системи.

«Здорові ґрунти дихають. Коли ви підтримуєте поровий простір, органічну речовину та біологічну активність, ґрунт може природним чином переробляти речовини, включаючи гліфосат. Це основа сталого управління ґрунтами», — підсумовує Ендрю Ніл.

Переклад SuperAgronom.com

Головна тема

Зміщення сівби озимих зернових на пізні терміни, ріпак без рістрегуляції — вектори посівної на півдні і заході