Učinak pesticida na mikrofloru tla

Kada se pesticidi izravno nanose u tlo ili kada u tlo uđu s oborinom, mogu se u njemu dugo skladištiti i imati određeni učinak na mikrofloru tla, koja u 1 cm3 tla iznosi 80-100 milijuna ili više. Priroda i stupanj ovog učinka su različiti i ovise o svojstvima i stopi potrošnje samog pripravka, trajanju njegova čuvanja u tlu, vrsta vrsta mikroorganizama, mehaničkom sastavu i strukturi tla, temperaturi, vlažnosti, mikrobiološkoj aktivnosti tla i drugim čimbenicima.

Djelovanje pesticida procjenjuje se na glavne skupine mikroorganizama u zemlji određivanjem njihove prisutnosti u tlu i omjerom mikroorganizama iz različitih skupina prije i nakon obrade pesticidima.

Neposredni utjecaj na tlo procjenjuje se s nekoliko pokazatelja koji se koriste u znanosti o tlu. Obavezno procijenite učinak lijekova na glavne skupine mikroorganizama u tlu, što se provodi određivanjem njihove prisutnosti u tlu i omjerom mikroorganizama različitih skupina prema liječenju i nakon obrade pesticidom.

Pored toga, određuje se aktivnost nitrifikacijskih bakterija, kao i dušičnih fiksativa - azotobaktera. Inhibicija nitrificirajućih bakterija uzrokuje kršenje metabolizma dušika i nakupljanje toksičnih nitrata u tlu.

Mikroorganizmi u tlu imaju različitu osjetljivost na insekticide. Uz komplikaciju stanične strukture mikroorganizama, opaža se povećanje osjetljivosti na ove spojeve. Osjetljivost određenih skupina mikroorganizama na insekticide povećava se redom: na bakterije, aktinomicete, gljivice. Čak su i bakterije nitrificirajuće i neke aerobne bakterije koje razgrađuju celulozu osjetljivije su na insekticide nego na azotobacter. Stoga dugotrajna i sustavna primjena insekticida može uzrokovati nešto restrukturiranje mikrobne cenoze tla i nakupljanja celuloze biljnih ostataka u njemu.

Fungicidi koji se koriste za tretiranje sjemena negativno utječu na mikrofloru tla. Pripravci koji se koriste za zaštitu biljaka od bolesti tijekom vegetacijske sezone ne utječu na broj mikroorganizama u tlu.

Herbicidi se razgrađuju relativno brzo u tlu, a upotreba u preporučenim normama uglavnom ne utječe negativno na mikrofloru tla. Njihovim izravnim unosom u tlo, osobito u povišenim dozama, uočena su privremena preuređenja mikroflore. Ponekad dolazi do kratkog razdoblja depresije aktivnosti mikroflore, koja se obnavlja zbog pojave stabilnih mutantnih oblika ili zbog stvaranja enzima koji hidroliziraju lijek.

Ovisno o brzini razgradnje lijeka u okolini, svi suvremeni lijekovi podijeljeni su u šest skupina:

1. period raspadanja kraći od tri mjeseca-
2. tri do šest mjeseci-
3. šest do dvanaest mjeseci-
4. dvanaest do osamnaest mjeseci-
5. dvije godine-
6. s trajanjem potpunog raspada više od dvije godine.

Očito je da brzina razgradnje pesticida ovisi ne samo o njegovim fizikalno-kemijskim svojstvima i strukturi, već io tlu i klimatskim uvjetima regije. Dakle, razgradnja bilo kojeg organskog pesticida brža je u vrućim i vlažnim klimama nego u hladnim i suhim. S tim u vezi, gornja klasifikacija pesticida prema brzini razgradnje u okolišu je uvjetna, jer će se isti pripravak pod različitim klimatskim uvjetima razgraditi u različitom vremenskom razdoblju (Sl.).

Ovisno o okolišu, mijenjaju se čimbenici koji utječu na razgradnju toksičnih tvari. U atmosferi pare pesticida izložene su sunčevoj svjetlosti, vodi i kisiku, a u nekim slučajevima i ozonu. Glavne reakcije razgradnje pesticida u atmosferi su: hidroliza vodenom parom, oksidacija kisikom i ozonom, kao i fotokemijske transformacije. Što je intenzivnije osvjetljenje, brže je raspadanje lijeka u atmosferi. Osim toga, dio lijeka se raspršuje u gornjoj atmosferi. U većini slučajeva raspad lijekova događa se dovoljno brzo i završava u roku od nekoliko sati. Međutim, ne uvijek se fotokemijsko raspadanje događa s stvaranjem najjednostavnijih oksidacijskih produkata početnog pesticida. U nekim slučajevima nastaju složeni kondenzacijski produkti, koji potom padaju u vodena tijela i u tlo, gdje dolazi do njihovog daljnjeg uništavanja. To se posebno često primjećuje kod složenih spojeva koji sadrže dušik, poput supstituirane uree ili dinitroanilina..

U vodenim sustavima razgradnja pesticida uključuje ne samo kemijske čimbenike (reakcije oksidacije i hidrolize), već i hidrobionte, u tijelu kojih dolazi do raspadanja lijekova. Trajni lijekovi se mogu akumulirati u tijelu vodenih organizama, što u nekim slučajevima nepovoljno utječe na vitalnu aktivnost, a ponekad dovodi do njihove smrti. Organski fosforni spojevi, sintetski piretroidi, esteri karboksilne kiseline, karbaminska kiselina i derivati ​​tiokarbaminske kiseline, herbidi uree, itd. Se brzo uništavaju u vodenom okolišu..

Fotokemijsko raspadanje pesticida u vodenom okolišu događa se u različitim smjerovima, ali uglavnom s tvorbom krajnje jednostavnih proizvoda.

Pesticidi u tlu su izmijenjeni ili potpuno razgrađeni kao rezultat fizikalno-kemijskih procesa, mikrobiološkog raspada, apsorpcije od strane viših biljaka, faune tla. Oni se uklanjaju iz tla kao rezultat vremenskih prilika, isparavanja vodenom parom, ispiranja vodom, uklanjanja biljaka.

Pojedini postupci propadanja pesticida u tlu u velikoj mjeri ovise ne samo o njihovim svojstvima, već i o svojstvima tla, klimatskim i okolišnim čimbenicima..

Pesticidi uneseni u tlo smanjuju njihovu biološku aktivnost uslijed adsorpcije koloidom iz tla. Stupanj adsorpcije većine insekticida i herbicida pojačan je u tlu koje sadrži humus, u usporedbi s ilom. Utvrđena je ovisnost adsorpcije o pH i hidrolatnoj kiselosti tla. Na primjer, adsorpcija 2,4-D i 2M-4X povećava se s padom pH otopine tla. Pored sadržaja i svojstava humusa u tlu, za adsorpciju pripravaka važan je mehanički sastav i sadržaj glinenih i svilenih frakcija tla..

Oborine i temperatura također utječu na adsorpciju toksičnih tvari. To je od praktične važnosti, jer primjena herbicida u tlo po hladnom i vlažnom vremenu prati njihovu adsorpciju u površinskom sloju tla, tako da se sačuvaju od ispiranja i razgradnje..

Gubitak pesticida iz tla uslijed isparavanja vodenom parom uglavnom je karakterističan za herbicide visokog tlaka pare, kao što su gesagard, dual, eradikan, treflan. Uključivanje takvih pripravaka odmah nakon prskanja tla značajno smanjuje njihove gubitke u obliku pare.

Pesticidi se mogu razgraditi pod utjecajem sunčeve svjetlosti. Štoviše, u procesu fotooksidacije nekih od njih, kao i metabolita, značajna uloga pripada dugovalnom ultraljubičastom sunčevom zračenju (290-400 mmk). Pod utjecajem sunčevog zračenja, i herbicidi i insekticidi gube toksičnost..

EM Mishustin (1964.) naglasio je da ne postoje oblici organskih prirodnih i umjetnih spojeva koji nisu korišteni kao izvor hrane za određene vrste mikroorganizama u tlu. Bakterije koje sudjeluju u transformaciji i detoksikaciji pesticida uglavnom se odnose na nesporne oblike: Pseudomonas, Arthrobacter, Mycobacterium.

u redu Actinomycetales od najvećeg interesa je rod Nocardia. Među nižim gljivama, vrstama srodnih Fusarium, Aspergillus, Penicillium. Ali učinkovita detoksikacija događa se samo kad se lijekovi koriste u koncentracijama koje nisu toksične za te organizme..

Da bi se povećala uloga mikroorganizama u transformaciji pesticida, potrebno je uvesti aktivne oblike u tlo i stvoriti odgovarajuće uvjete za njihov život.

Mehanizam metabolizma pesticida pod utjecajem mikroorganizama u tlu svodi se na sljedeće glavne reakcije: dehalogeniranje, alkilacija, oksidacija, redukcija, hidrolizno cijepanje eterske veze.

Dealkilacija je nehidrolitički put raspadanja u tlu određenih skupina herbicida, poput herbicida povezanih s eterom (2,4-D, 2M-4X).

Hidrolitički put razgradnje u tlu karakterističan je za pesticide, koji uključuju estere i amide.

Od velike važnosti u razgradnji insekticida i herbicida je njihova oksidacija u tlu mikroorganizmima. Među modernim insekticidima sintetski piretroidi općenito su otporniji na mikrobiološku razgradnju od organofosfata i karbamata..

Fungicidi koji se koriste za tretiranje sjemena i prskanje biljaka tijekom vegetacijske sezone manje se raspadaju u tlu pod utjecajem mikroflore snažnim baktericidnim i fungicidnim učinkom..

Apsorpcija i uklanjanje pesticida iz tla iz biljaka uvelike ovisi o njihovim vrstama. Prema nekim izvješćima, pod istim uvjetima (vrsta tla, temperatura tla i vlažnost tla, stopa potrošnje lijekova), manje insekticida uklanja se iz tla u područjima gdje se uzgajaju grašak i krumpir, a ponajviše tamo gdje se uzgaja kukuruz. Općenito, na usjevima vrsta i na parnom polju, detoksikacija pesticida dolazi intenzivnije, što je povezano s aktivnim mikrobiološkim procesima.

Posebna uloga u uklanjanju herbicida iz tla pripada biljkama koje su otporne na te tvari zbog prisutnosti u njima mehanizama brze detoksikacije pomoću enzimskih sustava. Brzina razgradnje pesticida ovisi i o dobi biljaka. U mladim se biljkama ovaj proces odvija brže nego u starim, zbog veće fiziološke aktivnosti.