Факторы влияющие на разложение гербицида в почве

Факторы влияющие на разложение гербицида в почве
Фартушняк А.Е., Ондар Ш.В.
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, г.Новосибирск,
ул. Плахотного, 10
Email: aleksandra.fartushnyak@mail.ru
Гербициды (убийцы травы) появились в начале XX века. Уже в 1930 г. раздались
голоса из Академии наук СССР, что гербициды приносят не только пользу, но и вред, и
относиться к ним нужно с осторожностью. Но в середине 40х годов, после Второй мировой
войны, когда весь мир страдал от недостатка пищи, производство гербициды резко
увеличилось, их стали считать чуть ли не панацеей от голода. Позднее многие Г., особенно
хлор – и фосфоросодержащие, были отнесены к наиболее опасным органическим
соединениям, и их производство было запрещено. В настоящее время известно порядка 1000
соединений, обладающих гербицидными свойствами; 140 из них широко используются для
борьбы с сорняками.
Гербициды на базе глифосата в настоящее время предлагаются производителями как
«мало токсичные и дружественные к окружающей среде». Принято считать, что гербициды,
опасны для сорняков, но безвредны для культурных растений и малоопасны для человека. Но
тем не менее, на упаковках гербицидов указаны жёсткие правила личной безопасности при
работе с ними. Продукты, содержащие глифосат, обладают острой токсичностью для
животных, включая человека. Симптомы: раздражение глаз и кожи, головная боль, тошнота,
оцепенение, повышенное кровяное давление и учащенное сердцебиение. Наблюдения за
людьми, имеющими контакт с гербицидами на основе глифосата, показали, что такой
контакт ассоциируется с увеличением риска выкидышей, преждевременными родами и
раковой лимфомой.
Одним из наиболее приоритетных направлений современной науки является изучение
неблагоприятного воздействия на биологические системы использующихся в народном
хозяйстве гербицидов. Они оказывают определенное токсическое воздействие на организм
теплокровных животных и человека, они подавляют тканевое дыхание и разобщают
окислительное фосфорилирование в клетках, нарушают гормональную регуляцию, функцию
печени и почек, поражают ЦНС. Аминная соль 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4ДА) проникает через гематоэнцефалический барьер и оказывает непосредственное влияние
на функции нервной системы.
В зависимости от степени проявления побочных факторов при воздействии на
окружающую среду, пестициды можно разделить на три группы:
1. Развитие вредных организмов устойчивых к пестицидам. Она связана со стойкостью и
накоплением остатков пестицидов и обусловлена сменой популяций в результате перехода
от чувствительных особей к устойчивым организмам того же вида вследствие отбора,
вызванного воздействием пестицида.
2. Влияние пестицидов и их остатков на растения, животных и окружающую среду
(повреждение
и
изменение
растений,
изменение
в
составе
микрофлоры,
гибель
млекопитающих, птиц, рыб или полезных насекомых).
3. Накопление и передача по цепям питания. Остатки пестицидов в окружающей среде могут
быть поглощены растениями или животными организмами, которые в свою очередь,
потребляются более крупными животными, и в которых концентрация пестицидов
возрастает. Это ведет к накоплению их в пище и последующему потреблению человеком.
Циркуляция пестицидов может происходить по следующим схемам:
воздух — растения — почва — растения — травоядные животные — человек;
почва — вода — зоофитопланктон — рыба — человек.
Обработка
глифосатом
увеличивает
подверженность
культурных
сельскохозяйственных растений ряду болезней. Например, глифосат увеличил заболевание
корней и стеблей помидоров; снизил способность бобовых растений защищать себя от
антракноза; увеличил распространение неспецифических гнилей в почве пшеничного поля и
снизил пропорцию почвенных грибов – антогонистов гнилевых грибов; увеличил
содержание в почве двух возбудителей болезней корней гороха. Кроме того, обработка
соснового питомника ослабила защитную способность саженцев противостоять голубой
гнили.
Мы провели эксперимент, чтобы убедиться в том, что гербициды действительно не влияют
на культурные растения. Для эксперимента был выбран овёс, который считается культурой,
устойчивой к гербицидам. Провели 2 посева овса: один в почву, не обработанную
гербицидами, другой - в обработанную. В качестве гербицида был выбран «Ураган»,
продающийся в магазине для садоводов.
Отсюда первый вывод – гербициды отнюдь не безвредны для культурных растений, о
чём говорили ещё в 1930 г.
Теоретически
гербициды
оказав
необходимое
влияние
на
сорняки,
должны
трансформироваться в безвредные соединения.
В реальности нестойкие гербициды сохраняются в почве несколько недель, стойкие –
могут сохраняться несколько лет, создавая сложные экологические проблемы.
Разлагаются гербициды в почве под влиянием естественных факторов:
– почвенной микрофауны;
– солнечного света;
– почвенной влаги, в результате гидролиза.
Есть литературные данные о разложении гербицидов под влиянием окисления.
Учитывая, что в Сибири не так уж много солнечных дней, мы поставили целью
исследовать влияние окисления на разложение гербицидов.
Для исследования наиболее эффективного разложения гербицида в почве провели
исследование: приготовили 4 одинаковые навески почвы и обработали их гербицидом
«Ураган» согласно предлагаемой инструкции – 0,03 мл/м2 почвы.
Один образец обработанной почвы был помещён на окно, то есть подвергался естественному
освещению;
Второй образец обработан окислителем (пероксидом водорода);
Третий образец обработан окислителем и оставлен при естественном освещении;
Четвёртый образец почвы служил эталоном для определения исходного содержания
гербицида в нём, в пересчёте на органический углерод, по методике, разработанной МГУ.
Определение проводилось в почвенной вытяжке, которую мы извлекли из почвы по
существующей методике.
Через 30 суток провели определение остаточного гербицида в трех исследуемых образцах
почвы.
Исследование заключается в следующем. В соответствии с методикой МГУ,
органический углерод в почвенной вытяжке окисляется перманганатом калия при кипячении
в течение 10 минут, затем остаточный перманганат калия в растворе после кипячения
определили титрованием щавелевой кислотой. Рассчитывали количество перманганата калия
пошедшего на окисление органического углерода.
Титрование
эталонного
образца показало
количество
органического
углерода
содержащегося в почвенной вытяжке непосредственно после внесения гербицида. Разница
между количеством органического углерода в эталонном образце и количество остаточного
органического углерода в образцах почвы подвергнутых окислению, освещению и
совместному их воздействию, показало сколько гербицида разложилось.
Расчеты показали, что максимальное разложение гербицида произошло под влиянием
окисления и совместного воздействия окисления и освещения. На основании этого можно
сделать вывод, что искусственное окисление более эффективно разлагает гербицид в почве,
чем естественное освещение.
Литература:
1. Кокс, К. Глифосат («Раундап») / К. Кокс // Журнал пестицидной реформы [Электронный
ресурс]. – 1998. – №3.
2. Федке, К. Биохимия и физиология действия гербицидов / К. Федке / пер. с англ. – М.:
Агропромиздат, 1985. – 224 с.
3. Экологическая химия: Основы и концепции: Пер. с нем. / Под ред. Корте Ф. - М.: Мир,
1997. - 396 с.
4. Couneil of Scientific Appairs, American Medical Association, 2003.