Efectul pesticidelor asupra microflorei solului

Când pesticidele sunt aplicate direct pe sol sau când intră în sol cu ​​precipitații, acestea pot fi depozitate în el mult timp și au un anumit efect asupra microflorei solului, care totalizează 80-100 milioane sau mai mult în 1 cm3 de sol. Natura și gradul acestui efect este diferit și depinde de proprietățile și rata de consum a preparatului în sine, de durata conservării acestuia în sol, de compoziția speciilor de microorganisme, de compoziția și structura mecanică a solului, de temperatură, umiditate, activitatea microbiologică a solului și alți factori.

Acțiunea pesticidelor este evaluată pe principalele grupuri de microorganisme din sol determinând prezența lor în sol și raportul dintre microorganisme din diferite grupuri înainte și după tratamentul cu pesticide.

Efectul direct asupra solului este evaluat de mai mulți indicatori care sunt folosiți în știința solului. Asigurați-vă că evaluați efectul medicamentelor asupra principalelor grupuri de microorganisme din sol, care se realizează prin determinarea prezenței lor în sol și raportul dintre microorganismele diferitelor grupuri la tratament și după tratamentul cu pesticide.

În plus, este determinată activitatea bacteriilor nitrifiante, precum și a fixatorilor de azot - azotobacter -. Inhibarea bacteriilor nitrifiante provoacă o încălcare a metabolismului azotului și acumularea de nitrați toxici în sol.

Microorganismele solului au o sensibilitate diferită la insecticide. Cu o complicație a structurii celulare a microorganismelor, se observă o creștere a sensibilității la acești compuși. Sensibilitatea anumitor grupuri de microorganisme la insecticide crește la rând: bacterii, actinomicete, ciuperci. Chiar și printre bacterii, nitrifierea și unele bacterii aerobe care descompun celuloza sunt mai sensibile la insecticide decât azotobacterul. Prin urmare, utilizarea pe termen lung și sistematică a insecticidelor poate provoca o restructurare a cenozei microbiene a solului și acumularea de celuloză a reziduurilor vegetale în acesta.

Fungicidele utilizate pentru îmbrăcarea semințelor afectează negativ microflora solului. Preparatele utilizate pentru protejarea plantelor de boli în timpul sezonului de creștere nu afectează numărul de microorganisme din sol.

Erbicidele se descompun relativ repede în sol, iar utilizarea în normele recomandate nu afectează în mod negativ microflora solului. Odată cu introducerea lor directă în sol, în special la doze crescute, se observă rearanjări temporare ale microflorei. Uneori apare o perioadă scurtă de depresie a activității microflorei, care este restabilită datorită apariției unor forme mutante stabile sau datorită formării de enzime care hidrolizează medicamentul.

În funcție de rata de descompunere a medicamentului în mediu, toate medicamentele moderne sunt împărțite în șase grupuri:

1. o perioadă de descompunere mai mică de trei luni-
2. trei-șase luni-
3. șase-douăsprezece luni-
4. douăsprezece până la optsprezece luni-
5. doi ani-
6. cu o durată de descompunere completă mai mare de doi ani.

Este evident că rata de descompunere a unui pesticid depinde nu numai de proprietățile și structura fizico-chimice a acestuia, ci și de solul și condițiile climatice ale regiunii. Deci, descompunerea oricărui pesticid organic este mai rapidă în climele calde și umede decât în ​​cele reci și uscate. În acest sens, clasificarea de mai sus a pesticidelor în funcție de rata de descompunere a acestora în mediu este condiționată, deoarece aceeași pregătire în condiții climatice diferite se va descompune într-o perioadă diferită de timp (Fig.).

În funcție de mediu, factorii care afectează descompunerea substanței toxice se schimbă. În atmosferă, vaporii de pesticide sunt expuși la lumina soarelui, la apă și oxigen și, în unele cazuri, la ozon. Principalele reacții de descompunere a pesticidelor din atmosferă sunt: ​​hidroliza cu vapori de apă, oxidarea cu oxigen și ozon, precum și transformări fotochimice. Cu cât iluminarea este mai intensă, cu atât descompunerea mai rapidă a medicamentului în atmosferă. În plus, o parte din medicament este dispersată în atmosfera superioară. În majoritatea cazurilor, descompunerea medicamentelor se produce destul de repede și se încheie în câteva ore. Cu toate acestea, nu întotdeauna descompunerea fotochimică are loc odată cu formarea celor mai simple produse de oxidare a pesticidului inițial. În unele cazuri, se formează produse complexe de condensare, care apoi cad în corpurile de apă și în sol, unde are loc distrugerea ulterioară a acestora. Acest lucru este observat mai ales în cazul compușilor care conțin azot complex, cum ar fi urea substituită sau dinitroaniline..

În sistemele de apă, descompunerea pesticidelor implică nu numai factori chimici (reacții de oxidare și hidroliză), ci și hidrobionți, în corpul cărora are loc descompunerea medicamentelor. Medicamentele persistente sunt capabile să se acumuleze în corpul organismelor acvatice, ceea ce în unele cazuri afectează negativ activitatea vitală și uneori duce la moartea lor. Compușii organici ai fosforului, piretroizii sintetici, esterii acidului carboxilic, acidul carbamic și derivații acidului tiocarbamic, erbicidele ureei etc. sunt distruși rapid în mediul acvatic..

Descompunerea fotochimică a pesticidelor în mediul acvatic are loc în diverse direcții, dar în principal cu formarea de produse în cele din urmă simple.

Pesticidele din sol sunt modificate sau complet descompuse ca urmare a proceselor fizico-chimice, descompunerii microbiologice, absorbției de către plante superioare, faunei solului. Acestea sunt eliminate din sol ca urmare a intemperiilor, evaporarea cu vapori de apă, scurgerii cu apă, îndepărtarea de plante.

În mare măsură, procesele individuale de descompunere a pesticidelor din sol depind nu numai de proprietățile acestora, ci și de proprietățile solului, de factorii climatici și de mediu..

Pesticidele introduse în sol își reduc activitatea biologică datorită adsorbției de către colizii lor de sol. Gradul de adsorbție a majorității insecticidelor și erbicidelor este îmbunătățit în solul care conține humus, în comparație cu loamul. Dependența de adsorbție de pH și aciditatea hidrolitică a solului este stabilită. De exemplu, adsorbția 2,4-D și 2M-4X crește odată cu scăderea pH-ului soluției de sol. Pe lângă conținutul și proprietățile humusului solului, compoziția mecanică și conținutul de argilă și fracțiuni de argilă sunt importante pentru adsorbția preparatelor.

Precipitațiile și temperatura afectează, de asemenea, adsorbția toxanților. Acest lucru are o importanță practică, deoarece aplicarea erbicidelor pe sol pe vreme rece și umedă este însoțită de adsorbția lor în stratul de suprafață al solului, astfel încât acestea să fie păstrate de la levigare și descompunere.

Pierderea pesticidelor din sol datorită evaporării cu vapori de apă este caracteristică în principal erbicidelor cu presiune mare de vapori, cum ar fi gesagard, dual, eradican, treflan. Incorporarea acestor preparate imediat după pulverizarea solului reduce semnificativ pierderile sub formă de vapori.

Pesticidele se pot descompune sub influența luminii solare. Mai mult, în procesul de fotooxidare a unora dintre ei, precum și a metaboliților, un rol semnificativ revine radiațiilor solare ultraviolete cu undă lungă (290-400 mmk). Sub influența radiațiilor solare, atât erbicidele, cât și insecticidele își pierd toxicitatea..

EM Mishustin (1964) a subliniat că nu există forme de compuși organici naturali și artificiali care nu au fost folosiți ca sursă alimentară pentru anumite tipuri de microorganisme din sol. Bacteriile implicate în transformarea și detoxifierea pesticidelor se referă în principal la formele non-spore: Pseudomonas, Arthrobacter, Mycobacterium.

în ordine Actinomycetals cel mai mare interes este genul Nocardia. Printre ciupercile inferioare, specii înrudite cu Fusarium, Aspergillus, Pénicillium. Dar detoxifierea eficientă are loc numai atunci când medicamentele sunt utilizate în concentrații care nu sunt toxice pentru aceste organisme..

Pentru a crește rolul microorganismelor în transformarea pesticidelor, este necesar să se introducă forme active în sol și să se creeze condiții adecvate pentru viața lor.

Mecanismul metabolismului pesticidelor sub influența microorganismelor solului este redus la următoarele reacții principale: dehalogenare, dealkilare, oxidare, reducere, clivaj hidrolitic al legăturii eterice.

Dealkilarea este o cale non-hidrolitică de descompunere în sol a anumitor grupuri de erbicide, cum ar fi erbicidele legate de eter (2,4-D, 2M-4X).

Calea de descompunere hidrolitică din sol este caracteristică pesticidelor, care includ esteri și amide.

O mare importanță în descompunerea insecticidelor și erbicidelor este oxidarea lor în sol de către microorganisme. Printre insecticidele moderne, piretroizii sintetici sunt, în general, mai rezistenți la degradarea microbiologică decât organofosfatii și carbamații..

Fungicidele utilizate pentru tratarea semințelor și pulverizarea plantelor în sezonul de creștere sunt mai puțin descompuse în sol sub influența microflorei printr-un puternic efect bactericid și fungicid..

Absorbția și îndepărtarea pesticidelor din sol de către plante depinde în mare măsură de caracteristicile speciilor lor. Conform unor rapoarte, în aceleași condiții (tipul solului, temperatura și umiditatea solului, rata consumului de droguri), mai puține insecticide sunt eliminate din sol în zonele în care sunt cultivate mazăre și cartofi și, mai ales, unde se cultivă porumb. În general, pe culturile de culturi pe rând și pe câmpul cu aburi, detoxifierea pesticidelor are loc mai intens, ceea ce este asociat cu procese microbiologice active.

Un rol special în îndepărtarea erbicidelor din sol aparține plantelor rezistente la aceste substanțe datorită prezenței în ele a unor mecanisme de detoxifiere rapidă folosind sisteme enzimatice. Rata de descompunere a pesticidelor depinde și de vârsta plantelor. La plantele tinere, acest proces are loc mai repede decât la cele vechi, datorită activității fiziologice mai mari.