Ефектът на пестицидите върху почвената микрофлора

Когато пестицидите се прилагат директно върху почвата или когато влязат в почвата с валежи, те могат да се съхраняват в нея дълго време и да имат определен ефект върху почвената микрофлора, която на 1 см3 от почвата възлиза на 80-100 милиона или повече. Естеството и степента на този ефект са различни и зависят от свойствата и скоростта на потребление на самия препарат, продължителността на неговото запазване в почвата, видовия състав на микроорганизмите, механичния състав и структура на почвата, температура, влажност, микробиологична активност на почвата и други фактори.

Действието на пестицидите се оценява върху основните групи почвени микроорганизми чрез определяне на тяхното присъствие в почвата и съотношението на микроорганизмите от различни групи преди и след третиране с пестициди.

Директният ефект върху почвата се оценява чрез няколко показателя, които се използват в почвознанието. Не забравяйте да оцените ефекта на лекарствата върху основните групи почвени микроорганизми, което се осъществява чрез определяне на тяхното присъствие в почвата и съотношението на микроорганизмите от различни групи към третирането и след третиране с пестициди.

Освен това се определя активността на нитрифициращите бактерии, както и на азотните фиксатори - азотобактер. Инхибирането на нитрифициращите бактерии причинява нарушение на азотния метаболизъм и натрупването на токсични нитрати в почвата.

Почвените микроорганизми имат различна чувствителност към инсектициди. С усложнение на клетъчната структура на микроорганизмите се наблюдава повишаване на чувствителността към тези съединения. Чувствителността на определени групи микроорганизми към инсектициди нараства подред: бактерии, актиномицети, гъби. Дори сред бактериите нитрифициращите и някои аеробни бактерии, които разлагат целулозата, са по-чувствителни към инсектицидите, отколкото азотобактериите. Следователно дългосрочната и систематична употреба на инсектициди може да причини известно преструктуриране на микробната ценоза на почвата и натрупването на целулоза от растителни остатъци в нея.

Фунгицидите, използвани за обработка на семената, влияят отрицателно върху почвената микрофлора. Препаратите, използвани за защита на растенията от болести през вегетационния период, не влияят на броя на почвените микроорганизми.

Хербицидите се разлагат сравнително бързо в почвата и употребата в препоръчаните норми по принцип не влияе отрицателно върху микрофлората на почвата. При директното им въвеждане в почвата, особено при повишени дози, се наблюдават временни пренареждания в микрофлората. Понякога възниква кратък период на депресия на активността на микрофлората, която се възстановява поради появата на стабилни мутантни форми или поради образуването на ензими, които хидролизират лекарството.

В зависимост от степента на разлагане на лекарството в околната среда, всички съвременни лекарства се разделят на шест групи:

1. период на разлагане по-малко от три месеца-
2. три до шест месеца-
3. шест до дванадесет месеца-
4. дванадесет до осемнадесет месеца-
5. две години-
6. с продължителност на пълно разлагане повече от две години.

Очевидно е, че скоростта на разлагане на пестицид зависи не само от неговите физико-химични свойства и структура, но и от почвените и климатичните условия в региона. И така, разграждането на всеки органичен пестицид е по-бързо в горещ и влажен климат, отколкото в студен и сух. В тази връзка горната класификация на пестицидите според степента на тяхното разлагане в околната среда е условна, тъй като същият препарат при различни климатични условия ще се разложи в различен период от време (фиг.).

В зависимост от околната среда факторите, влияещи върху разлагането на токсиканта, се променят. В атмосферата изпаренията на пестициди са изложени на слънчева светлина, вода и кислород, а в някои случаи и на озон. Основните реакции на разлагане на пестициди в атмосферата са: хидролиза с водна пара, окисляване с кислород и озон, както и фотохимични трансформации. Колкото по-интензивно е осветлението, толкова по-бързо се разлага лекарството в атмосферата. В допълнение, част от лекарството се диспергира в горната атмосфера. В повечето случаи разграждането на лекарствата става достатъчно бързо и завършва в рамките на няколко часа. Въпреки това, не винаги фотохимичното разлагане се случва с образуването на най-простите окислителни продукти на първоначалния пестицид. В някои случаи се образуват сложни продукти от конденз, които след това попадат във водни тела и в почвата, където се извършва по-нататъшното им унищожаване. Това се наблюдава особено често при сложни азотсъдържащи съединения като заместена урея или динитроанилини..

Във водните системи разграждането на пестициди включва не само химически фактори (реакции на окисляване и хидролиза), но и хидробионти, в тялото на които се случва разлагането на лекарствата. Устойчивите лекарства са в състояние да се натрупват в организма на водните организми, което в някои случаи влияе неблагоприятно на жизнената дейност, а понякога води до тяхната смърт. Органичните фосфорни съединения, синтетичните пиретроиди, естерите на карбоксилната киселина, карбамовата киселина и производни на тиокарбамовата киселина, хербицидите на карбамида и др. Се разрушават бързо във водната среда..

Фотохимичното разлагане на пестициди във водната среда се осъществява в различни посоки, но главно с образуването на крайно прости продукти.

Пестицидите в почвата се променят или напълно се разлагат в резултат на физикохимични процеси, микробиологично разлагане, усвояване от висши растения, почвена фауна. Те се отстраняват от почвата в резултат на изветряне, изпаряване с водна пара, излугване с вода, отстраняване от растенията.

До голяма степен отделните процеси на гниене на пестицидите в почвата зависят не само от техните свойства, но и от почвените свойства, климатичните и екологичните фактори..

Внесените в почвата пестициди намаляват биологичната им активност поради адсорбция от техните почвени колоиди. Степента на адсорбция на повечето инсектициди и хербициди се повишава в почвата, съдържаща хумус, в сравнение с глината. Установява се зависимостта на адсорбцията от рН и хидролитична киселинност на почвата. Например, адсорбцията на 2,4-D и 2M-4X се увеличава с намаляването на pH на почвения разтвор. В допълнение към съдържанието и свойствата на почвения хумус, механичният състав и съдържанието на глинени и копринени фракции в почвата са важни за адсорбцията на препаратите.

Валежите и температурата също влияят на адсорбцията на токсичните вещества. Това е от практическо значение, тъй като прилагането на хербициди върху почвата при студено и влажно време се придружава от адсорбцията им в повърхностния почвен слой, така че те да се запазят от излугване и разлагане.

Загубата на пестициди от почвата поради изпаряване с водна пара е характерна главно за хербициди с високо налягане на парата, като гесагард, двоен, ерадикан, трефлан. Включването на такива препарати непосредствено след пръскане на почвата значително намалява загубите им под формата на пари.

Пестицидите могат да се разлагат под въздействието на слънчевата светлина. Освен това в процеса на фотоокисляване на някои от тях, както и на метаболити, значителна роля принадлежи на дълговълновата ултравиолетова слънчева радиация (290-400 mmk). Под влияние на слънчевата радиация и хербицидите, и инсектицидите губят своята токсичност..

EM Мишустин (1964) подчерта, че няма форми на органични природни и изкуствени съединения, които не са били използвани като хранителен източник за определени видове почвени микроорганизми. Бактериите, участващи в трансформацията и детоксикацията на пестицидите, се отнасят главно до неспоровите форми: Pseudomonas, Arthrobacter, Mycobacterium.

За актиномицети най-голям интерес представлява родът Nocardia. Сред долните гъби, видове, свързани с Fusarium, Aspergillus, Penicillium. Но ефективната детоксикация се случва само когато лекарствата се използват в концентрации, които не са токсични за тези организми..

За да се увеличи ролята на микроорганизмите в трансформацията на пестициди, е необходимо да се въведат активни форми в почвата и да се създадат подходящи условия за техния живот.

Механизмът на метаболизма на пестицидите под въздействието на почвените микроорганизми се свежда до следните основни реакции: дехалогениране, деалкилиране, окисляване, редукция, хидролитично разцепване на етерната връзка.

Деалкилирането е нехидролитичен път на разлагане в почвата на някои групи хербициди, като свързани с етер хербициди (2,4-D, 2M-4X).

Пътят на хидролитичното разлагане в почвата е характерен за пестицидите, които включват естери и амиди.

От голямо значение при разграждането на инсектициди и хербициди е тяхното окисляване в почвата от микроорганизми. Сред съвременните инсектициди синтетичните пиретроиди обикновено са по-устойчиви на микробиологично разграждане от органофосфатите и карбаматите..

Фунгицидите, използвани за третиране на семена и пръскане на растенията през вегетационния период, се разлагат по-малко в почвата под въздействието на микрофлора чрез силен бактерициден и фунгициден ефект..

Поглъщането и отстраняването на пестициди от почвата от растенията до голяма степен зависи от техните видови характеристики. Според някои доклади при същите условия (вид на почвата, температура на почвата и влажност, скорост на консумация на наркотици) по-малко инсектициди се отстраняват от почвата в районите, където се отглеждат грах и картофи и най-вече там, където се отглежда царевица. По принцип при посевите на редови култури и на парното поле детоксикацията на пестицидите се осъществява по-интензивно, което е свързано с активни микробиологични процеси.

Специална роля в отстраняването на хербицидите от почвата принадлежи на растенията, които са устойчиви на тези вещества поради наличието в тях на механизми за бързо детоксикация с помощта на ензимни системи. Скоростта на разлагане на пестицидите също зависи от възрастта на растенията. При младите растения този процес протича по-бързо, отколкото в старите, поради по-висока физиологична активност.