Влияние гербицидов на качество продукции овощных культур

Химический состав овощных и других сельскохозяйственных культур в значительной степени варьирует в зависимости от возделываемого сорта, а также биотических и абиотических факторов, воздействующих на него. Так, применение агротехнических приемов и химических средств борьбы с сорняками как составных элементов технологии возделывания сельскохозяйственных культур может изменить химический состав растениеводческой продукции. Выявление изменений в биохимическом составе культурных растений, происходящих под влиянием различных факторов, является непременным условием работы всех исследователей, связанных с растениеводством.

Многими опытами установлено, что гербициды ингибируют фотосинтез, дыхание, транспирацию и другие физиолого-биохимические процессы в растениях, оказывающие определенное влияние на химический состав продукции растениеводства. Причем разные группы химических соединений (производные триазина, карбамата, мочевины), а иногда и отдельные гербициды одной и той же группы в определенной степени отличаются друг от друга по природе их действия на культурные растения. Гербициды как физиологически активные вещества оказывают стимулирующее или ингибцрующее влияние на биохимические процессы и, в частности, на накопление в растениях углеводов, белков, витаминов, аминокислот и других питательных веществ (Ладонин В. Ф., 1971, 1973). Под влиянием гербицидов содержание, например, сахаров в урожае обычно изменяется на 1...3%, тогда как у разных сортов и под воздействием внешних условий среды эти изменения достигают большей величины; например, содержание сахаров в томатах колеблется от 1,9 до 4,9% (Ермаков А. М. и др., 1972).

Между тем лишь при отсутствии отрицательного влияния химических средств борьбы с сорными растениями на качество растениеводческой продукции гербициды можно рекомендовать сельскохозяйственному производству. В противном случае ценные свойства гербицидов (селективность, отсутствие остаточных количеств препаратов в продукции) будут сведены к нулю. Учитывая актуальность рассматриваемого вопроса, нами систематически проводились биохимические анализы продукции овощных культур (корнеплоды моркови, столовой свеклы и кочаны капусты), полученной в вариантах с новыми гербицидами в разных дозировках. Кроме того, корнеплоды моркови и столовой свеклы анализировались в процессе их осенне-зимнего хранения. В исследованиях мы уделяли наибольшее внимание гербицидам - производным триазина, карбамата, мочевины, которые являются наиболее перспективными на посевах овощных культур.

Влияние гербицидов на химический состав корнеплодов моркови. Корнеплодные овощи, являясь двулетними культурными растениями, в первый год образуют розетку листьев и корнеплод с запасными питательными веществами. Химический состав корнеплодов моркови, как и других овощных культур, изменяется под влиянием почвенно-климатических условий, сорта, агротехники и воздействия химических веществ. В связи с этим с 1963 г. нами изучается влияние гербицидов из группы производных триазина (пропазин и прометрнн), карбамата (хлор-ИФК, в настоящее время на моркови не применяется) и мочевины (линурон, дозанекс и малоран) на основные показатели, характеризующие качество продукции моркови. Химические анализы проводились нами совместно с лабораторией биохимии ВИЗРа (Иконникова А. М.) и Ленинградской плодоовощной станцией (Гузий Л. Н.). Они показали, что в корнеплодах моркови, полученных с обработанных пропазином и хлор-ИФК участков, существенно не изменилось содержание сухого вещества, растворимых сахаров, каротина и аскорбиновой кислоты (табл. 9).

Таблица 9. Влияние гербицидов на химический состав корнеплодов моркови различных сортов

Исследование более селективных гербицидов показало, что в корнеплодах моркови, полученных в вариантах с прометрином и линуроном, не наблюдалось снижение количества сухого вещества по сравнению с контролем (±0,4%).

Однократное и даже двукратное применение гербицидов (до и после всходов культуры) не уменьшило содержание cахаров в корнеплодах. Применение прометрина и двукратное использование линурона в определенной степени стимулировали образование аскорбиновой кислоты в корнеплодах моркови (табл. 10). Приведенные материалы по влиянию прометрина и линурона на химический состав моркови подтверждаются результатами других исследователей (Колесников В. А., Сидоров В. И., 1975; Рола Ю. и др., 1975).

Таблица 10. Влияние гербицидов на химический состав корнеплодов моркови (сорт Нантская 4)

Небезынтересно отметить, что в вариантах с линуроном (5 кг/га) и при разном числе междурядных обработок почвы (и даже c исключением последних) также наблюдались лишь незначительные изменения в содержании основных химических показателей (сахара, азот, аскорбиновая кислота) в корнеплодах моркови. Только в варианте с линуроном и трехкратной междурядной обработкой почвы отмечено снижение содержания сухого вещества в корнеплодах (табл. 11).

Таблица 11. Влияние линурона и междурядных обработок почвы на химический состав корнеплодов моркови (сорт Нантская 4)

(Примечание. Анализы проведены 20 августа (данные над чертой) и 20 сентября (данные под чертой))

Проведенные биохимические исследования моркови показали, что гербициды в оптимальных дозировках не оказали отрицательного влияния на качество моркови. Количество cахаров, каротина и сухого вещества в течение вегетации было одинаковым с контролем, где гербициды не применялись, а в некоторых вариантах даже несколько выше (табл. 12).

Таблица 12. Влияние прометрина и линурона в разных дозировках на химический состав корнеплодов моркови

(Примечание. Анализы проведены 20 августа (данные над чертой) и 20 сентября (данные под чертой))

Отметим, что перспективные гербициды (прометрин, линурон, дозанекс и малоран), примененные в высоких дозировках по вегетирующим растениям моркови (в фазе 3...5 настоящих листьев), в определенной степени изменяют химический состав корнеплодов. Так, под влиянием прометрина и линурона в высоких дозировках наблюдалось снижение содержания общего азота в корнеплодах моркови.

В опытах Г. К. Переславцевой (1970), Ж. Добруцкой (1972) и П. С. Жуковой (1978), проведенных в Белорусской ССР, применение прометрина в высоких дозировках также приводило к ухудшению качества продукции. Аналогичные данные получены А. П. Скоблиным и Л. П. Скоблиной в условиях Крымской области, где прометрин в повышенных дозах снижал содержание сухих веществ и cахаров в корнеплодах моркови. При этом под влиянием гербицида изменялось соотношение моно- и дисахаров в продукции указанной культуры.

Следовательно, обработка гербицидами в определенной степени изменяет химический состав продукции. Причем эти изменения связаны с химической природой гербицида, используемой дозировкой и способом применения. В оптимальных условиях (с соблюдением регламентов применения гербицидов) изменения химического состава корнеплодов моркови не наблюдаются или незначительны.

Влияние гербицидов на химический состав столовой свеклы. Столовая свекла, подобно моркови, является двулетним корнеплодным растением. В связи с тем, что в корнеплодах свеклы образуется большой запас питательных веществ, весьма важно проследить за их химическим составом в условиях воздействия на культурные растения химических средств борьбы с сорными растениями. Нами было установлено, что под влиянием недостаточно селективных гербицидов (пентахлорфенолят натрия и хлор-ИФК) сухая масса корнеплодов столовой свеклы уменьшается по сравнению с контролем. В вариантах с указанными гербицидами содержание суммы сахаров в корнеплодах столовой свеклы изменялось в незначительных пределах (±2,5%).

Биохимический состав корнеплодов зависит не только от химического состава гербицидов, но и от их формы. В наших опытах под влиянием гранулированных гербицидов в корнеплодах столовой свеклы увеличивалось общее содержание азотистых веществ, но количество белка уменьшилось. Уменьшилось также содержание сахара, что произошло, вероятно, из-за несколько одностороннего обогащения гранул элементами минерального питания. Азотные же удобрения при несбалансированном питании пли при чрезмерных дозах повышают содержание азота в корнеплодах, но снижают сахаристость. Такое же действие гранулированного тиллама по сравнению с эмульгирующимся концентратом подтверждается данными М. И. Севастьяновой, Л. И. Исаевой, А. А. Жемойца (1970).

При использовании гранулированных гербицидов на посевах свеклы необходимо учитывать и специфические особенности обмена веществ данного растения. Возможность своевременного поступления в растение питательных веществ в соответствии с его потребностями создает условия для позитивного влияния химических препаратов на урожай и качество свеклы. Например, известно, что наряду с макроэлементами большое влияние на химический состав свеклы оказывают и некоторые микроэлементы. Так, в определенных условиях борные, марганцовые и медные удобрения способствуют лучшему использованию растениями элементов основного питания и увеличению урожая ряда овощных культур, в частности столовой свеклы, а также позволяют повысить сахаристость и уменьшить содержание коллоидных веществ, чем улучшить качество продукции. Столовая свекла принадлежит к растениям с ярко выраженной специфичностью обмена веществ. Например, при отсутствии бора в питательной среде наблюдается накопление моносахаров в листьях и снижение cахаров в корнеплодах. Подобные обстоятельства следует учитывать при изготовлении гранул с гербицидами для свекловичных полей. По нашему мнению, гранулированные гербициды, предназначенные для свеклы, должны включать наряду с другими компонентами и некоторые микроэлементы (например, бор), способствующие накоплению cахаров в корнеплодах указанной культуры. Это обстоятельство следует учитывать в дальнейшей работе с гранулированными формами химикатов.

Химические исследования корнеплодов столовой свеклы, полученных при применении пирамина, показали, что под влиянием этого гербицида (табл. 13) содержание сухого вещества, золы и растворимых углеводов несколько повышалось, а активность инвертазы понижалась по сравнению с контролем в 2...3 раза. Ослабленное действие биологического катализатора, расщепляющего сахарозу, возможно, и явилось одним из факторов, способствовавших несколько большему накоплению cахаров. Пирамин воздействовал и на азотный обмен. Так, в варианте с пирамином на посевах столовой свеклы сорта Ленинградская округлая 221/17 наблюдалось снижение общего азота на 0,10%, главным образом за счет аминокислот и бетаина. Известно, что разные сорта свеклы отличаются по содержанию основных питательных веществ в корнеплодах и по-разному реагируют на воздействие гербицидов. Например, в столовой свекле сорта Бордо 227 бетаина в 2 раза больше, чем в свекле сорта Ленинградская округлая 221/17, и пирамин не влияет на содержание бетаина последнего сорта.

Таблица 13. Влияние гербицидов на химический состав корнеплодов столовой свеклы (сорт Пушкинская плоская к-18)

В 1970-1977 гг. продолжались биохимические исследования корнеплодов столовой свеклы, полученных в вариантах с ленацилом, пирамином и бетаналом. В наших исследованиях урожай столовой свеклы в вариантах с указанными гербицидами был выше, чем в контроле, на 13...20%. Содержание в корнеплодах сухого вещества и сахаров по вариантам изменялось незначительно (табл. 14).

Таблица 14. Влияние гербицидов на химический состав корнеплодов столовой свеклы сорта Бордо (1970-1971 гг.)

(Примечание. Данные 1970 г. указаны над чертой, а 1971 г. - под чертой. )

Во всех вариантах с гербицидами намечалась тенденция увеличения содержания аскорбиновой кислоты, а в вариантах с применением ленацила и бетанала в высоких дозировках - снижение количества азота. Аналогичные отклонения наблюдались также при использовании указанных гербицидов и в низких дозировках, В этих опытах ленацил, пирамин, бетанал в оптимальных дозировках существенно не изменяли химический состав корнеплодов столовой свеклы. Эти гербициды, проверенные на сортах Бордо 237, Египетская и Пушкинская плоская к-18, в оптимальных дозировках не ухудшали биохимический состав продукции. Двукратное применение гербицидов (ленацил, пирамин - до всходов, а бетанал - по всходам) и разное число междурядных обработок почвы также не оказывали существенного влияния на содержание основных питательных веществ (сахара, общий азот, аскорбиновая кислота) в корнеплодах и тем самым не ухудшали качество продукции столовой свеклы (табл. 15).

Таблица 15. Влияние гербицидов и междурядных обработок на химический состав корнеплодов столовой свеклы (сорт Бордо, анализы 20 августа 1972 г.)

Влияние гербицидов на химический состав белокочанной капусты. Продуктивным органом белокочанной капусты является кочан, представляющий собой гигантскую зимующую верхушечную почку, в которой откладываются запасные питательные вещества. Урожайность и качество продукции капусты варьируют и зависят не только от почвенно-климатических условий, но и от применения различных агротехнических приемов и химических средств, в том числе от внесения минеральных удобрений и гербицидов. В условиях Северо-Запада РСФСР минеральные удобрения в оптимальных дозах не только повышают урожай белокочанной капусты, но и улучшают его качество. Под влиянием гербицидов происходит изменение химического состава продукции. В наших исследованиях применение дактала (15 кг/га) за два дня до высадки рассады в грунт существенно не изменяло содержания сухого вещества и общего количества сахара в кочанах капусты (отклонения указанных показателей в опытных и контрольных образцах не превышали 0,4%). В вариантах с этим гербицидом увеличивалось содержание общего азота, аскорбиновой кислоты и аминокислот.

В годы, характеризующиеся засушливой погодой в период применения дактала, когда его эффективность резко снижалась из-за дефицита влаги в почве, значительных отклонений в содержании основных питательных веществ в кочанах капусты вообще не наблюдалось (Бешанов А. В., Воеводин А. В., Аспидова Ж. В., 1975). Аналогичные результаты по влиянию гербицидов на качественные показатели белокочанной капусты получены исследователями в Белорусской ССР (Жукова П. С, 1972; Гуща Л. Л., 1977), в Московской области (Пеньков Л. А., 1971; Тюняева Г. Н., 1973) и других зонах страны (Воеводин А. В., 1975, 1976).

Исследованиями установлено, что под влиянием 25%-ного семерона в дозировках от 0,1 до 1,9 кг/га также не отмечено значительных отклонений в содержании основных показателей химического состава в продукции белокочанной капусты (табл. 16). Так, в варианте с семероном в высокой дозировке содержание сухого вещества и сахаров в кочанах капусты было на уровне показателей контроля. Однако количество аскорбиновой кислоты в продукции капусты, полученной в вышеуказанном варианте, снижалось по сравнению с контролем на 6 мг на 100 г.

Таблица 16. Влияние 25%-ного семерона в разных дозировках на биохимический состав белокочанной капусты

Весьма важно, что применение семерона в оптимальных дозировках не снижало пищевую ценность капусты и в опытах других исследователей (Воеводин А. В., 1975; Тюняева Г. Н., 1974 и др.).

В связи с определенной изменчивостью биохимического состава капусты и других овощных культур под влиянием различных факторов, в том числе химических средств борьбы с сорными растениями, необходим систематический контроль качества продукции, получаемой в вариантах с минеральными удобрениями, гербицидами и другими химическими препаратами.

В заключение отметим, что рекомендованные на белокочанной капусте гербициды иногда в определенной степени изменяют химический состав продукции, причем в более значительных пределах, чем в корнеплодных овощных культурах (морковь, столовая свекла). Однако в оптимальных условиях и при соблюдении регламентов применения гербицидов не наблюдалось существенных изменений качества продукции белокочанной капусты.