Vplyv pesticídov na pôdnu mikroflóru

Ak sa pesticídy aplikujú priamo na pôdu alebo keď vstúpia do pôdy so zrážkami, môžu sa v nej dlhodobo skladovať a majú určitý vplyv na pôdnu mikroflóru, ktorá predstavuje 80 - 100 miliónov alebo viac na 1 cm3 pôdy. Povaha a stupeň tohto účinku je rôzna a závisí od vlastností a rýchlosti spotreby samotného prípravku, trvania jeho konzervácie v pôde, druhového zloženia mikroorganizmov, mechanického zloženia a štruktúry pôdy, teploty, vlhkosti, mikrobiologickej aktivity pôdy a ďalších faktorov..

Účinok pesticídov sa hodnotí na hlavných skupinách pôdnych mikroorganizmov stanovením ich prítomnosti v pôde a pomeru mikroorganizmov z rôznych skupín pred a po ošetrení pesticídmi..

Priamy účinok na pôdu hodnotí niekoľko ukazovateľov, ktoré sa používajú v pôdnej vede. Určite vyhodnoťte vplyv liekov na hlavné skupiny pôdnych mikroorganizmov, ktoré sa vykonávajú stanovením ich prítomnosti v pôde a pomeru mikroorganizmov rôznych skupín k liečbe a po ošetrení pesticídmi..

Okrem toho sa stanovuje aktivita nitrifikačných baktérií, ako aj dusíkatých fixačných látok - azotobaktérií. Inhibícia nitrifikačných baktérií spôsobuje narušenie metabolizmu dusíka a akumuláciu toxických dusičnanov v pôde.

Pôdne mikroorganizmy majú rôznu citlivosť na insekticídy. Pri komplikáciách bunkovej štruktúry mikroorganizmov sa pozoruje zvýšenie citlivosti na tieto zlúčeniny. Citlivosť určitých skupín mikroorganizmov na insekticídy rastie v rade: baktérie, aktinomycety, huby. Aj medzi baktériami sú nitrifikačné a niektoré aeróbne baktérie, ktoré rozkladajú celulózu, citlivejšie na insekticídy ako azotobaktérie. Preto dlhodobé a systematické používanie insekticídov môže spôsobiť určitú reštrukturalizáciu mikrobiálnej cenózy v pôde a akumuláciu celulózy z rastlinných zvyškov v nej..

Fungicídy používané na ošetrenie osiva negatívne ovplyvňujú pôdnu mikroflóru. Prípravky používané na ochranu rastlín pred chorobami počas vegetačného obdobia neovplyvňujú počet pôdnych mikroorganizmov.

Herbicídy sa v pôde rozkladajú pomerne rýchlo a použitie v odporúčaných normách vo všeobecnosti nemá negatívny vplyv na mikroflóru pôdy. S ich priamym zavedením do pôdy, najmä pri zvýšených dávkach, sa pozorujú dočasné zmeny v mikroflóre. Niekedy nastáva krátka depresia aktivity mikroflóry, ktorá sa obnovuje v dôsledku výskytu stabilných mutantných foriem alebo v dôsledku tvorby enzýmov, ktoré hydrolyzujú liečivo..

V závislosti od rýchlosti rozkladu lieku v životnom prostredí sú všetky moderné lieky rozdelené do šiestich skupín:

1. rozkladné obdobie kratšie ako tri mesiace-
2. tri až šesť mesiacov-
3. šesť až dvanásť mesiacov-
4. dvanásť až osemnásť mesiacov-
5. dva roky-
6. s trvaním úplného rozkladu viac ako dva roky.

Je zrejmé, že miera rozkladu pesticídu závisí nielen od jeho fyzikálno-chemických vlastností a štruktúry, ale aj od pôdnych a klimatických podmienok v regióne. Takže rozklad akýchkoľvek organických pesticídov je rýchlejší v teplých a vlhkých klimatických podmienkach ako v chladnom a suchom prostredí. V tomto ohľade je vyššie uvedená klasifikácia pesticídov podľa rýchlosti ich rozkladu v životnom prostredí podmienená, pretože ten istý prípravok za rôznych klimatických podmienok sa bude rozkladať v inom časovom období (obr.)..

V závislosti od prostredia, faktory ovplyvňujúce rozklad toxickej zmeny. V atmosfére sú výpary pesticídov vystavené slnečnému žiareniu, vode a kyslíku a v niektorých prípadoch aj ozónu. Hlavné reakcie rozkladu pesticídov v atmosfére sú: hydrolýza vodnou parou, oxidácia kyslíkom a ozónom, ako aj fotochemické transformácie. Čím intenzívnejšie je osvetlenie, tým rýchlejšie je rozklad liečiva v atmosfére. Okrem toho je časť liečiva dispergovaná v hornej atmosfére. Vo väčšine prípadov dochádza k rýchlemu rozkladu liečiv a končí v priebehu niekoľkých hodín. Fotochemický rozklad však nie vždy nastáva pri tvorbe najjednoduchších oxidačných produktov pôvodného pesticídu. V niektorých prípadoch sa tvoria komplexné kondenzačné produkty, ktoré potom spadajú do vodných útvarov a do pôdy, kde dôjde k ich ďalšiemu zničeniu. Toto je obzvlášť často pozorované pre komplexné zlúčeniny obsahujúce dusík, ako je napríklad substituovaná močovina alebo dinitroanilíny..

Vo vodných systémoch rozklad pesticídov zahŕňa nielen chemické faktory (oxidačné a hydrolytické reakcie), ale aj hydrobionty, v tele ktorých dochádza k rozkladu liečiv. Perzistentné lieky sa môžu hromadiť v tele vodných organizmov, čo v niektorých prípadoch nepriaznivo ovplyvňuje životnú činnosť a niekedy vedie k ich smrti. Organické zlúčeniny fosforu, syntetické pyretroidy, estery karboxylových kyselín, karbamové kyseliny a deriváty kyseliny tiokarbamovej, herbicídy močoviny atď. Sa vo vodnom prostredí rýchlo ničia..

Fotochemický rozklad pesticídov vo vodnom prostredí sa vyskytuje v rôznych smeroch, ale hlavne pri tvorbe konečne jednoduchých produktov..

Pesticídy v pôde sa menia alebo úplne rozkladajú v dôsledku fyzikálno-chemických procesov, mikrobiologického rozkladu, absorpcie vyššími rastlinami, pôdnej fauny. Odstraňujú sa z pôdy v dôsledku poveternostných podmienok, odparovania vodnou parou, vylúhovania vodou, odstránenia rastlín.

Jednotlivé procesy rozkladu pesticídov v pôde do veľkej miery závisia nielen od ich vlastností, ale aj od vlastností pôdy, klimatických a environmentálnych faktorov..

Pesticídy zavádzané do pôdy znižujú svoju biologickú aktivitu v dôsledku adsorpcie ich pôdnymi koloidmi. Miera adsorpcie väčšiny insekticídov a herbicídov je v pôde obsahujúcej humus zvýšená v porovnaní s hlinou. Stanoví sa závislosť adsorpcie na pH a hydrolytickej kyslosti pôdy. Napríklad adsorpcia 2,4-D a 2M-4X sa zvyšuje so znižujúcim sa pH pôdneho roztoku. Okrem adsorpcie prípravkov sú popri obsahu a vlastnostiach pôdneho humusu dôležité aj mechanické zloženie a obsah ílových a kremičitých frakcií v pôde..

Zrážanie a teplota tiež ovplyvňujú adsorpciu toxických látok. Toto má praktický význam, pretože aplikácia herbicídov na pôdu v chladnom a vlhkom počasí je sprevádzaná ich adsorpciou v povrchovej pôdnej vrstve, takže sú chránené pred vylúhovaním a rozkladom..

Strata pesticídov z pôdy v dôsledku odparovania vodnou parou je charakteristická najmä pre herbicídy s vysokým tlakom pár, ako je gesagard, duálny, eradikan, treflán. Začlenenie takýchto prípravkov bezprostredne po postreku do pôdy významne znižuje ich straty vo forme pary.

Pesticídy sa môžu rozkladať pod vplyvom slnečného svetla. Okrem toho v procese fotooxidácie niektorých z nich, ako aj ich metabolitov, významnú úlohu patrí dlhovlnné ultrafialové slnečné žiarenie (290 - 400 mmk). Herbicídy a insekticídy strácajú pod vplyvom slnečného žiarenia svoju toxicitu..

EM Mishustin (1964) zdôraznil, že neexistujú žiadne formy organických prírodných a umelých zlúčenín, ktoré sa nepoužívajú ako zdroj potravy pre určité typy pôdnych mikroorganizmov. Baktérie, ktoré sa podieľajú na transformácii a detoxikácii pesticídov, sa týkajú hlavne spórových foriem: Pseudomonas, Arthrobacter, Mycobacterium.

v poradí Actinomycetales najväčší záujem je rod Nocardia. Medzi dolnými hubami patria k príbuzným druhom Fusarium, Aspergillus, Penicillium. K účinnej detoxikácii však dôjde iba vtedy, keď sa lieky používajú v koncentráciách, ktoré nie sú pre tieto organizmy toxické..

Na zvýšenie úlohy mikroorganizmov v transformácii pesticídov je potrebné zaviesť do pôdy aktívne formy a vytvoriť vhodné podmienky pre ich život..

Mechanizmus metabolizmu pesticídov pod vplyvom pôdnych mikroorganizmov je redukovaný na tieto hlavné reakcie: dehalogenácia, dealkylácia, oxidácia, redukcia, hydrolytické štiepenie éterovej väzby.

Dealkylácia je nehydrolytická cesta rozkladu v pôde určitých skupín herbicídov, ako sú herbicídy viazané éterom (2,4-D, 2M-4X)..

Hydrolytická cesta rozkladu v pôde je charakteristická pre pesticídy, medzi ktoré patria estery a amidy.

Pri rozklade insekticídov a herbicídov má veľký význam ich oxidácia v pôde mikroorganizmami. Spomedzi moderných insekticídov sú syntetické pyretroidy vo všeobecnosti odolnejšie voči mikrobiologickej degradácii ako organofosfáty a karbamáty..

Fungicídy používané na ošetrenie semien a postrek rastlín počas vegetačného obdobia sa v pôde pod vplyvom mikroflóry menej rozkladajú vďaka silnému baktericídnemu a fungicídnemu účinku..

Absorpcia a odstraňovanie pesticídov z pôdy do veľkej miery závisí od ich druhových charakteristík. Podľa niektorých správ sa za rovnakých podmienok (pôdny typ, teplota a vlhkosť pôdy, miera spotreby drog) odstráni z pôdy menej insekticídov v oblastiach, kde sa pestuje hrach a zemiaky a predovšetkým v oblastiach, kde sa pestuje kukurica. Vo všeobecnosti sa na plodinách riadkových plodín a na parnom poli detoxikácia pesticídov vyskytuje intenzívnejšie, čo je spojené s aktívnymi mikrobiologickými procesmi..

Osobitná úloha pri odstraňovaní herbicídov z pôdy patrí rastlinám, ktoré sú voči týmto látkam rezistentné v dôsledku prítomnosti mechanizmov rýchlej detoxikácie pomocou enzýmových systémov v nich. Rýchlosť rozkladu pesticídov tiež závisí od veku rastlín. U mladých rastlín sa tento proces vyskytuje rýchlejšie ako v starých, kvôli vyššej fyziologickej aktivite.