Ґрунтовтома, оцінка фітотоксичності ґрунту і фітосанітарного стану

Явище "ґрунтовтома" помічене людиною дуже давно. Ще за перших спроб вирощування рослин землероб зустрівся з неможливістю багаторазового культивування одного виду на одному і тому самому полі і з прогресуючою втратою родючості при беззмінній культурі. Якраз ці обставини обумовили виникнення і розвиток систем обробітку ґрунту.

Ґрунтовтома може мати різні причини, різний ступінь впливу, різну стійкість у часі. Причому дія причин ґрунтовтоми загострюється з інтенсифікацією землеробства.

Головні з них:

1 — одностороннє винесення елементів живлення; 2 — порушення структури та фізико-хімічних властивостей ґрунту, особливо при довготривалому вирощуванні просапних культур; 3 — розвиток фітопатогенної мікрофлори; 4-однобічний розвиток деяких груп мікрофлори ґрунту за рахунок інших груп; 5 — посилене розмноження бур'янів та шкідників; 6 — порушення рН; 7 - нагромадження фітотоксичних речовин у ґрунті.

В природі і сільськогосподарському виробництві об'єктивно існують механізми нагромадження фітотоксинів, їх руйнування і виділення з середовища, що діють незалежно. При цьому необхідно констатувати, що основні правила сівозмін, добір попередників і наступних культур, агротехнічні заходи та інше, що склалися унаслідок багаторічного досвіду, повною мірою усувають токсичність ґрунту, якщо вона є. Оцінка цих механізмів, безперечно, є важливим резервом поліпшення родючості ґрунту та рентабельності сільськогосподарського виробництва.

Ґрунтовтома також розглядається як результат порушення екологічної рівноваги в системі ґрунт — рослина, що є наслідком односторонньої дії на ґрунтове середовище культурних рослин. Визначним фактором виступає перегрупування ґрунтових мікроорганізмів у напрямку збільшення питомої ваги агрономічно менш цінної і шкідливої мікрофлори, зокрема, збільшення частки мікроскопічних грибів, антіноміцетів і фітотоксичних форм в загальній кількості мікроорганізмів. Така реакція мікрофлори ґрунту на одноякісність щорічного надходження до нього рослинних залишків.

Фітотоксичні властивості на певних стадіях розкладання решток практично усіх культур, але в різній мірі. Наприклад, залишки бобових зберігають ці властивості недовго, а залишки колосових — довгий час.

Ґрунтовтома проявляється не тільки за беззмінної культури, але й за чергування близьких за біологією культур або за високого насичення сівозмін культурами однієї групи, хоч у першому випадку спостерігається підвищений вміст токсичних форм мікроорганізмів в ґрунті.

Фітотоксичні форми є в усіх основних груп ґрунтових мікроорганізмів, але найбільша їх кількість виявлена серед мікроскопічних грибів. Найбільшу кількість фітотоксичних видів виявлено серед грибів Pénicillium, Aspergillus, Fusarium, серед бактерій родини Pseudomouas, Bacillus. Серед актиноміцетів значною токсичністю вирізняються культури з сірим повітряним міцелієм.

Розповсюджені фітотоксичні мікроорганізми в усіх ґрунтах. Джерелом надходження в ґрунт фітотоксичних речовин крім фітоксинів мікроорганізмів і продуктів розкладу післязбиральних залишків сільськогосподарських культур є також прижиттєві виділення надземних органів рослин і кореневі виділення.

З продуктами метаболізму кореневих систем конюшини, люцерни, льону пов'язана значна утома цих культур при беззмінному вирощуванні.

Хімічна природа фітотоксичних речовин (колінів), що обумовлюють токсичність ґрунту, дуже різноманітна. Це похідні фенолів, хінонів і нафтизіну, поліпептиди й інші сполуки.

Визначення активності водорозчинних колінів, показане в умовних кумаринових одиницях (УКО), часто використовують як показник токсичності ґрунту.

Для встановлення токсичності ґрунту, крім складних хімічних реакцій, використовують як тест реакцію проростків високочутливих рослин (крес-салат, редиска, горох та ін.).

Розглядаючи ґрунтовтому з екологічної точки зору, можна визначити її як результат екологічної кризи, що наступає як наслідок дисгармонії в відношенні рослин і ґрунтового середовища в агроценозах. У клімаксових рослинних ценозах немає ґрунтовтоми, тому вони можуть існувати практично безкінечно за умови певної постійності екологічних умов. Тільки при зміні цих умов окремі фактори ґрунтовтоми можуть бути як причина зміни рослинної формації. Ґрунтовтома — це той екологічний механізм, за допомогою якого система ґрунт — рослина робить спробу звільнитися від однобічного впливу на ґрунтове середовище з боку штучного рослинного ценозу, створюючи умови для його природної зміни. Якраз саме внаслідок цієї загальної причини в монокультурі одержують більший розвиток бур'яни, що являють одну із стадій можливої сукцесії. Ґрунтовтома супроводжується і розвитком хвороб та шкідників рослин.

Фітосанітарний стан агроценозів визначається багатьма факторами, в тому числі шкідливими організмами, розвиток яких пов'язаний з ґрунтовими умовами. Проте у більшості з них частина онтогенезу проходить в ґрунті, від стану якого залежить їх поширення і шкідливість. При ґрунтовтомі проходить значно інтенсивніше нагромадження інфекційного початку. Цьому сприяє зниження біологічної активності ґрунту, так як довше зберігається фітомаса пошкоджених рослин. Крім того, депресійні зміни в складі мікрофлори ґрунту обумовлюють меншу частоту контакту збудника хвороби зі своїм антагоністом з числа сапрофітних мікроорганізмів. В умовах ґрунтовтоми швидше розповсюджується первинна інфекція. Рослини заражуються на ранніх стадіях розвитку, від чого шкодочинність хвороби зростає. На початку вегетації хвороби розвиваються сильніше в тих агроценозах, які змінюються продовж ряду років. На кінець вегетації кількість уражених рослин збільшується і в сівозмінному варіанті, проте шкодочинність хвороби, безумовно, знижується.

При беззмінній культурі є більша можливість для реалізації інфекційного запасу, оскільки не відбувається зміни сприймаючих культур менш сприймаючими, інфекційне навантаження на одну рослину, до того ж ослаблену дією фітотоксинів, надзвичайно велике.

Цим пояснюється високе ураження за беззмінного вирощування зернових кореневими гнилями, картоплі — фітофторою, льону — фузаріозом, соняшника — несправжньою борошнистою росою, цукрових буряків — борошнистою росою, церкоспорозом та ін.

За беззмінного вирощування і чергування близьких за біологією культур покращуються умови живлення шкідливих комах. Це головна причина інтенсивного їх розповсюдження при монокультурі. Так, озима совка масово розмножується внаслідок повторних посівів пшениці. Хлібна жужелиця шкодить в південних районах тільки на посівах озимої пшениці, попередником якої були зернові колосові. Пошкодження посівів озимої пшениці, розміщених по добрих попередниках, незначні. Справа в тому, що ці комахи відкладають яйця тільки на стерні зернових злаків і личинки виживають лише в тому випадку, коли на наступний рік сіють ту саму культуру.

У "стомленому" ґрунті під деякими культурами нагромаджується велика кількість дротяників.

При ґрунтовтомі знижується конкурентоспроможність культурних рослин порівняно до бур'янів щодо використання вологи, живлення та освітлення. При цьому посилюється алелопатичний механізм пригнічення культур як при їх взаємодії в посівах, так і за рахунок нагромадження в ґрунті продуктів розкладу вегетативної маси бур'янів.

У зв'язку з тим, що фітосанітарний стан в агрофітоценозах помітно коригується ґрунтовтомою, посилюється значення контролю за фітосанітарним станом ґрунту в умовах підвищеної концентрації вирощуваних сільськогосподарських культур у спеціалізованих сівозмінах.