Динаміка чисельності мікроорганізмів у ґрунтовій масі чорнозему опідзоленого після обробки фунгіцидами різного походження
DOI:
https://doi.org/10.31073/acss95-05Ключові слова:
ґрунт; мікробні угруповання; мікроміцети; фунгіциди; функціональний стан мікробного ценозу ґрунтуАнотація
У лабораторному модельному експерименті досліджено динаміку чисельності бактерій і мікроміцетів у ґрунтовій масі чорнозему опідзоленого після одноразової обробки її поверхні фунгіцидами різного походження (хімічні — з діючими речовинами карбендазим, тебуконазол і азоксистробін та біологічні — на основі грибів-антагоністів Trichoderma viride (lignorum) і Chaetomium cohliodes). Ґрунтову масу брали з орного шару ґрунту на ділянці без добрив польового досліду відділу агрохімії Національного наукового центру «Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського» на території ДП «ДГ «Граківське» (с. Новий Коротич, Харківський район, Харківська область). Впродовж 110 діб компостування за постійної температури оцінено зміни стану мікробних угруповань, зокрема ґрунтових мікроміцетів, і швидкість та повноту їх відновлення порівняно з необробленим фунгіцидами ґрунтом. Стан мікрофлори контролювали чотири рази за період дослідження за параметрами чисельності мікроорганізмів різних еколого-трофічних і таксономічних груп, сумарним біологічним показником (СБП) та показниками, що відображують функціональний стан мікробних ценозів (показники оліготрофності, мінералізації, коефіцієнт мікробної трансформації органічної речовини ґрунту (МТОРҐ). На п’яту добу після обробки фунгіцидами чисельність бактерій і мікроміцетів у пробах обробленої ґрунтової маси переважно була достовірно вищою, ніж у пробах контролю, а на двадцяту добу, навпаки, значно нижчою — чисельність бактерій була меншою на 20-46 %, мікроміцетів на 16–34 % порівняно з контролем. На сорокову добу у разі застосування хімічних фунгіцидів спостерігалось часткове відновлення чисельності бактерій до рівня необробленого контрольного ґрунту, а чисельність мікроміцетів залишалася нижчою на 9–36 % відносно контролю; за використання біологічних фунгіцидів чисельність мікроміцетів становила 84–94 % відносно контролю. На сто десяту добу чисельність мікрофлори (за сумарним біологічним показником) в обробленому хімічними фунгіцидами ґрунті становила 79-89 % від значень контролю, а в ґрунті, обробленому біофунгіцидами — 102–104 %. Чисельність мікроміцетів знижувалась меншою мірою та найбільш повно і швидко відновилась у разі застосування біологічного фунгіциду Хетоміка. З огляду на важливу роль ґрунтових мікроміцетів у функціонуванні ґрунтів, зменшення їх чисельності внаслідок накопичення в ґрунтах залишкових кількостей хімічних фунгіцидів може негативно відобразитись на багатьох ґрунтово-біологічних процесах, зокрема на розкладі рослинних решток і подальшій трансформації органічної речовини, а також на фітосанітарному стані ґрунту. Тому, з метою уникнення можливих наслідків надмірного або багаторазового застосування гербіцидів і пов’язаної з цим загрози забруднення ґрунтів, необхідно проводити мікробіологічний моніторинг на територіях з високим фунгіцидним навантаженням.
Посилання
References
Aktar, W., Sengupta, D., & Chowdhury, A. (2009). Impact of Pesticides use in agriculture their benefits and hazards. Interdisciplinary toxicology, 2. Р. 1-12.
Vozhegova, R. A., Zayecz, S. O., & Fundyrat, K. S. (2021). Effectiveness of biological and chemical fungicides in the fight against pathogens of fungal diseases on winter barley crops under irrigation conditions. Visnyk agrarnoyi nauky, 11, P. 67-74. [in Ukrainian].
Muyesaier, T., Huada, D. R., & Wang, L. (2021). Agriculture development, pesticide application and its іmpact on the environment. Environmental Research and Public Health, 3. Р. 1112. https://doi.org/10.3390/ijerph18031112
Al-Ani, M., Hmoshi, R., Kanaan, I., & Thanoon, A. (2019). Effect of pesticides on soil microorganisms. Journal of Physics: Conference Series, 1. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1294/7/072007
Bublik, L. I., & Kruk, I. V. (2008). Methods of monitoring soil pesticide contamination of agroecocenoses. Zakhyst i karantyn roslyn, 54, 87-99. [in Ukrainian].
Andrea, M. M., Peres, B. B., Luchini, L. C., & Pettinelli, A. J. (2000). Impact of long-term pesticide application on some soil biological parameters. Journal of Environmental Science and Health, 35. Р. 297-307. https://doi.org/10,1080/03601230009373271
Kalia, A., & Gosal, S. K. (2011). Effect of pesticide application on soil microorganisms. Archives of Agronomy abd Soil Science, 35. Р. 669-596. https://doi.org/10.1080/03650341003787582
Baxter, J., & Cummings, S. P. (2008). The degradation of the herbicide bromoxynil and its impact on bacterial diversity in a top soil. Journal of applied microbiology, 4. Р. 1605-1616. https://doi.org/10.1111/j.1365-2672.2007.03709.x
Niewiadomska, A. (2004). Effect of carbendazim, imazetapir and thiramon nitrogenase activity, the number of microorganisms in soil and yield of red clover (Trifolium pretense L.). Polish Journal of Environmental Studies, 13. P. 403-410
Myshustyn, E. N., & Emcev, V. T. (1978). Мicrobiology. Moskva: Vуsshaya shkola, Р. 350. [in Russian].
Bridge, P., & Spooner, B. (2001). Soil fungi: diversity and detection. Plant and Soil, 232. Р. 147-154
Dighton, J. (2003). Fungi in ecology рrocesses. New York: Marcel Dekker, Р. 443.
Frac, M., Hannula, S.E., Belka, M., & Jedryczka, M. (2018). Fungal biodiversity and their role in soil health. Frontiers in microbiology, 9. Р. 56-65.
Sun, X., Zhu, L., Wang, J., Wang, J., Su, B., Du, Z., & Pengpeng, G. (2017). Effects of endosulfan on the populations of cultivable microorganisms and the diversity of bacterial community structure in brunisolic soil. Water, Air, & Soil Pollution., 228, Р. 1-11.
Boyardyn, A. N., Prudnykova, S. V., & Fylypenko, M. L. (2012). Biodegradation of polyhydroxyalkanoates by soil microbiocenoses of various structures and identification of destructive microorganisms. Prykladnaya byokhіmyya і mykrobіologіya, 1, 35-44. [in Russian].
Ingram, C. W., Coyne, M., & Williams, D. W. (2005). Effects of commercial diazinon and imidacloprid on microbial urease activity in soil. Journal of Environmental Quality, 5. Р. 1573-1580. https://doi.org/10.2134/jeq2004.0433
Littlefield-Wyer, J. G., Brooks, P., & Katouli, M. (2008). Application of biochemical fingerprinting and fatty acid methyl ester profiling to assess the effect of the pesticide Atradex on aquatic microbial communitie. Environmental Pollution, 13. Р. 393-400. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2007.08.016
Vazquez-Blanco, R., Arias-Estevez, M., Baath, E., & Fernandez-Calvino, D. (2020). Comparison of Cu salts and commercial Cu based fungicides on toxicity towards microorganisms in soil. Environmental Pollution, 257. Р. 113585. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2019.113585
Sardar, D. K., & Kole, R. K. (2005). Metabolism of chlorpyrifos in relation to its effect on the availability of some plant nutrients in soil. Chemosphere, 9. Р. 1273-1280. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2005.03.078
Bacmaga, M. W., Wyszkowska, J., & Kucharski, J. (2020). Response of soil microorganisms and enzymes to the foliar application of Helicur 250 EW fungicide on Horderum vulgare. Chemosphere, 242. Р. 125163 https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.125163
Wang, C., Wang, F., Zhang, Q., & Liang, W. (2016) Individual and combined effects of tebuconazole and carbendazim on soil microbial activity. European Journal of Soil Biology, 72. Р. 6-13.
Soil quality. Determination of the number of microorganisms in the soil by the method of sowing on a solid (agarized) nutrient medium: DSTU 7847:2015 (National Standard of Ukraine) [Valid from 01.07.2016].
Arystovskaya, T. V., & Xudyakova, Yu. A. (1977). Methods of studying soil microflora and its vital activity. Metodу stacyonarnogo іzuchenyya pochv. Moskva: Nauka, P. 141-286. [in Russian].
Myshustyn, E. N. (1975). Associations of soil microorganisms. Moskva: Nauka, Р. 24. [in Russian].
Muha, V. D. (1980). About indicators reflecting the intensity and direction of soil processes. Sb. nauch. tr. XSXY, 273, P. 13-16. [in Russian].
Naydyonova, O. E., & Baliuk, S. A. (2014). Biological degradation of Chernozems under irrigation. Eurasian Journal of Soil Science, Vol. 3. Issue 4. P. 267–273. https://doi.org/10.18393/ejss.87170
Singh, S., Singh, N., Kumar, V., & Datta, S. (2016). Toxicity, monitoring and biodegradation of the fungicide carbendazim. Environmental Chemistry Letters, 14. Р. 317-329. https://doi.org/10.1007/s10311-016-0566-2
Wang X., Song M., Gao C., Dong B., Zhang Q., & Fang H., Yu Y. (2009). Carbendazim induces a temporary change in soil bacterial community structure. Journal of Environmental Sciences, Vol. 21, Issue 12. 2009, P. 1679–1683. https://doi.org/10.1016/S1001-0742(08)62473-0
Wang, Y. S., Huang, Y. J., Chen, W.C., & Yen, J. H. (2009). Effect of carbendazim and pencycuron on soil bacterial community. Journal of Hazardous Materials, Vol. 172, Issue 1. P. 84–91. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.06.142
Yan, H., Wang, D., Dong B., Tang F., Wang B., Fang H., & Yu Y. (2011). Dissipation of carbendazim and chloramphenicol alone and in combination and their effects on soil fungal:bacterial ratios and soil enzyme activities. Chemosphere, Vol. 84, Issue 5, P. 634–641. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2011.03.038
Guilong, Ma, Xinxin, G., Jie, N., Tingting, Z., Xiaobao, X., & Qi, C. (2021). Fungicides alter the distribution and diversity of bacterial and fungal communities in ginseng fields. Bioengineered, 1 (12). Р. 8043–8056. https://doi.org/10.1080/21655979.2021.1982277
Küçük, С., Yeşilorman, D., & Cevheri, С. (2016). Effect of some fungicides on soil biological activities in laboratory conditions. Adıyaman University Journal of Science, 6 (2), P. 187-201.
Roman, D. L., Voiculescu, D. I., Filip, M., Ostafe, V., & Isvoran, A. (2021). Effects of Triazole Fungicides on Soil Microbiota and on the Activities of Enzymes Found in Soil: A Review. Agriculture, 9. Р. 893-911. https://doi.org/10.3390/agriculture1
Muñoz-Leoz, B., Ruiz-Romera, E., Antigüedad, I., & Garbisu, C. (2011). Tebuconazole application decreases soil microbial biomass and activity. Soil Biology and Biochemistry, 10 (43). Р. 2176 – 2183. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2011.07.001
Bacmaga, M., Kucharski, J., & Wyszkowska, J. (2015). Microbial and enzymatic activity of soil contaminated with azoxystrobin. Environmental Monitoring and Assesment, 10. Р. 615-629. https://doi.org/10.1007/s10661-015-4827-5
Diedhiou, P. M., Oerke, E. C. & Dehne, H. W. (2004). Effects of the strobilurin fungicides azoxystrobin and kresoxim-methyl on arbuscular mycorrhiza. Journal of Plant Diseases and Protection, Vol. 111. No. 6. Pp. 545– 556. https://www.jstor.org/stable/43215611
Buck, J. W., & Burpee, L. L. (2002) The effects of fungicides on the phylloplane yeast populations of creeping bentgrass. Canadian Journal of Microbiology, 6(48). P. 522 – 529.
Adetutu, E. M., Ball, A. S., & Osborn, A. M. (2008). Azoxystrobin and soil interactions: degradation and impact on soil bacterial and fungal communities. Journal of Applied Microbiology, 105. Р. 1777-1790. https://doi.org/10.1111/j.1365-2672.2008.03948.x
Bertelsen, J. R., De Neergaard, E., & Smedegaard-Petersen, V. (2001). Fungicidal effects of azoxystrobin and epoxiconazole on phyllosphere fungi, senescence and yield of winter wheat. Plant Pathology, 50. Р. 190-205.
Wang X., Lu Z., Miller H., Liu J., Hou Z., Liang S., Zhao X., Zhang H., Borch T. (2020). Fungicide azoxystrobin induced changes on the soil microbiome. Applied Soil Ecology, Vol. 145. 103343. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2019.08.005
Becker, P., Esker, P., & Umaña, G. (2021). Incorporation of microorganisms to reduce chemical fungicide usage in black sigatoka control programs in Costa Rica by use of biological fungicides. Crop Protection, Vol. 146. 105657. https://doi.org/10.1016/j.cropro.2021.105657
Hetman, Ya. V., & Naidyonova, O. E. (2021). Dynamics of the number of micromycetes in podzolized chernozem with the use of different fungicides. Biological processes of optimizing the production process of cultivated plants: materials of the All-Ukrainian scientific and practical online conference dedicated to the 60th anniversary of ISMAV NAAS (Chernihiv, October 26-27, 2021), National Academy of Agrarian Sciences of Ukraine, Institute of Agricultural Microbiology and Agro-Industrial Production, Society of microbiologists of Ukraine named after S.M. Vinohradskyi. Chernihiv: O.V. Brahynets publisher. P. 57–59. https://ismav.com.ua/wp-content/uploads/2021/12/%D0%A2%D0%B5%D0%B7%D0%B8-2021_%D0%905.pdf [in Ukrainian].
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Поширення статті здійснюється на умовах ліцензії відкритого доступу Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
