15261 (Влияние микроконцентраций гербицида "Раундап" на развитие проростков озимого тритикале в лабораторном эксперименте)

Влияние микроконцентраций гербицида «Раундап» на развитие проростков озимого тритикале в лабораторном эксперименте

Введение

Использование пестицидов – практически обязательный элемент технологии возделывания основных сельскохозяйственных культур. Однако высокое насыщение их химическими средствами, характеризующимися различной персистентностью, метаболизмом в почвах и вегетирующих растениях, заметно сказывается на физиолого-биохимических процессах роста и развития возделываемых культур, качестве урожая, состоянии наземных и подземных вод, плодородии почвы. В тоже время оценка и выбор оптимального сочетания химических препаратов при их комплексном применении часто ограничены основным критерием – получаемой прибавкой урожая. Учитывая многообразие прямого воздействия и последействия различных средств химизации и их сочетание на отмеченные процессы, следует подчеркнуть, что комплексное применение химических, агрохимических, биохимических, биологических, токсикологических методов исследований в настоящее время становится насущной необходимостью.

Актуальность работы. В последние годы вопросу защиты окружающей среды от различных загрязнений уделяется серьезное внимание и на исследования в этой области затрачиваются большие средства, что вполне понятно, так как состояние окружающей среды определяет будущее человечества, в том числе здоровье и продолжительность жизни и активной деятельности человека. В связи с этим современные пестициды, прежде чем они будут допущены до практического использования, проходят очень тщательное изучение их поведения в окружающей среде и разрабатываются рекомендации по их безопасному использованию.

Систематическое применение ядохимикатов приводит к их аккумуляции в почве и, как следствие, к поступлению данных ксенобиотиков в продукцию растениеводства. В этих условиях необходим систематический контроль за содержанием остаточных количеств пестицидов в почве, а так же за их влиянием на развитие сельскохозяйственных растений.

Цель работы. Изучение влияния микроконцентраций гербицида «Раундап» на развитие проростков озимого тритикале в лабораторном эксперименте и на содержание в них хлорофилла.

Практическая значимость. Полученные в результате исследований данные могут быть использованы для оценки экологического риска от использования гербицида «Раундап».

Новизна полученных результатов. Был выявлен как стимулирующий, так и ингибирующий эффект различных концентраций изучаемого гербицида. Установлено, что для проростков озимого тритикале оптимальным параметром оценки воздействия данного гербицида является относительный прирост длины и вегетативной массы проростков.

пестицид растение раундап тритикале

1. Обзор литературы

1.1 Пестициды в интегрированной системе защиты растений

Возрастающие масштабы производства и потребления пестицидов, ставили вопросы о возможности загрязнения ими окружающей среды и о возникновении отдельных последствий, опасных для человека и полезных организмов. Такое положение привело к повышению требований к препаратам, рекомендуемым для широкого применения, а также к изучению условий их практического использования. Детальное изучение условий практического использования пестицидов привело к созданию, так называемой, «интегрированной» системы защиты растений [1–4], в которой учитываются экологические особенности вредных и полезных организмов. Химические препараты применяются с таким расчётом, чтобы сохранить полезные организмы, эффективно сочетать использование химических препаратов с биологической защитой растений, при этом учитывается экономическая эффективность того или иного метода защиты растений в конкретных условиях [5].

Интегрированная защита растений включает в себя агротехнические, биологические, биотехнические и химические методы. Интегрированная система защиты растений обычно разрабатывается не только для каждой культуры и для каждого региона, но и для каждого района применения препарата, так как в зависимости от микроклимата могут сильно изменяться и экологические условия. Большое значение для успешного применения химических средств защиты растений в интегрированной системе имеет хорошая организация краткосрочного прогнозирования и сигнализации.

Агротехнический метод борьбы основан на использовании организационно-хозяйственных и агротехнических мероприятий и направлен, с одной стороны, на усиление развития растений, что способствует повышению устойчивости их к повреждениям, с другой стороны, на снижение численности вредителей, болезней, сорняков путем создания неблагоприятных условий для их развития [6,7].

Из агротехнических приемов борьбы с вредными организмами наиболее эффективны обработка почвы, подготовка посевного и посадочного материала, удобрения и подкормка, сроки сева, система ухода за растениями, сроки и способы уборки.

Организационно-хозяйственные мероприятия включают в себя освоение целинных и залежных земель, орошение и обводнение полей, севообороты и размещение в них сельскохозяйственных культур, внедрение устойчивых сортов.

Биологический метод борьбы основан на использовании живых организмов или продуктов их жизнедеятельности для предотвращения или уменьшения вреда, причиняемого вредными организмами. Основным направлением данного метода является использование для защиты растений их естественных врагов – хищников, паразитов, гербифагов [8].

К числу наиболее прогрессивных методов борьбы с вредными насекомыми относится генетический метод, основанный на изменении функций размножения мутантов, так называемых «генетических уродов». Суть его – в пополнении природной популяции особями того же вида, полученными в искусственных условиях, но с измененными генетическими свойствами. Скрещивание указанных особей с нормальными насекомыми приводит к резкому сокращению потомства [9–11].

Возделывание устойчивых сортов в значительной степени снижает затраты на защиту их от вредителей и болезней. Устойчивость растений – это способность его противостоять вредному организму.

Устойчивые к вредным организмам сорта отличаются между собой анатомо-морфологическим строением, биологическими особенностями, способностью к защитной реакции, которая возникает в результате внедрения фитопатогена и направлена на его ограничение или подавление.

В борьбе с болезнями, вредителями и сорняками химические средства защиты растений – пестициды – играют особую роль. Пестициды – это химические вещества, используемые для борьбы с вредными организмами, повреждающими растения и вызывающими порчу сельскохозяйственной продукции. Они не могут заменить агротехнических и биологических мер борьбы, но в комплексе с ними достигают высокого эффекта. Применение пестицидов обеспечивает условия для механизации процессов ухода за растениями, облегчает проведение уборки урожая, позволяет избавиться от таких трудоемких операций, как ручная прополка [12].

Пестициды применяются путем опрыскивания, опыливания, протравливания семенного и посадочного материала, фумигации, аэрозолей, химической иммунизации, отравленных приманок.

Опрыскивание – это способ нанесения раствора пестицида (эмульсии или суспензии) в капельно-жидком состоянии на обрабатываемую поверхность для защиты растений от вредителей и возбудителей болезней, сорняков. Оно производится опрыскивателями – ручными, тракторными, авиационными.

Преимуществами опрыскивания перед другими способами являются равномерное распределение и хорошая удерживаемость на обрабатываемой поверхности, более высокая эффективность по сравнению с опыливанием, меньшая зависимость от метеорологических условий, возможность применения комбинированных пестицидов. Недостатки опрыскивания: сложность приготовления рабочих составов, большой расход жидкости.

Опыливание – это нанесение пестицида в пылевидном состоянии на обрабатываемую поверхность с помощью опыливателей. Опыливание проводится порошковидными препаратами (дустами). При опыливании на 1 га расходуется 10–30 кг дуста. Достоинством опыливания является то, что не нужно перед работой готовить специальных составов. Густые посевы и посадки хорошо пропыливаются. К недостаткам можно отнести: запыливание воздуха рабочей зоны; большой расход препарата по сравнению с опрыскиванием; снос препарата ветром на другие участки; слабую удерживаемость дуста на обрабатываемой поверхности [13,14].

Протравливание – способ нанесения пестицида на семенной материал для уничтожения наружной или внутренней инфекции растительного или животного происхождения. Различают полусухое с увлажнением и мокрое протравливание.

Полусухое протравливание – способ обработки семенного материала водной суспензией или раствором пестицида из расчета 20–30 л на 1 т с последующим томлением. Протравливание с увлажнением также считается полусухим способом протравливания водной суспензией (8–10 л на 1 т без последующей сушки). Для повышения качества протравливания добавляют прилипатели: сульфитно-спиртовую барду (0,7–1 кг/т), силикатный клей (150–200 г./т).

Мокрое протравливание проводят путем погружения семенного материала в раствор пестицида с последующим томлением во влажном состоянии в течение 3–4 ч в кучах под прикрытием брезента, а затем высушивают до нормальной влажности.

Выбор способа протравливания зависит от состава протравителей, биологии возбудителей заболеваний, степени зараженности семян, от обрабатываемой культуры и других условий.

Фумигация осуществляется путем введения пестицида в парообразном или газообразном состоянии в среду обитания вредного организма. Этот способ широко применяется в защитном грунте, для фумигации помещений (складов, элеваторов, зернохранилищ). Достоинство его в том, что пестицид хорошо проникает в пористые материалы, мельчайшие щели, где могут обитать вредные организмы. К недостаткам можно отнести: высокую токсичность для теплокровных животных и человека; способность воспламеняться или взрываться при определенной концентрации паров воздуха.

Введение пестицидов в высокодиспергированном твердом (аэрозоль) или жидком (дым, туман) состоянии в среду обитания вредного организма находит широкое применение в борьбе с вредителями садов, для дезинфекции теплиц, парников, складов и других объектов. Достоинство метода заключается в высокой его эффективности. К недостаткам аэрозолей относятся: слабое оседание мельчайших аэрозольных частиц; недостаточное проникновение частиц в пористые материалы и щели; сильное влияние метеорологических условий [15].

Химическая иммунизация предполагает использование пестицида, создающего неблагоприятные условия для развития в растениях паразитов и положительно влияющего на урожай, как в год применения пестицида, так и в репродукции.

Отравленная приманка – способ применения пестицида вместе с приманочным кормом или материалом для приманочного укрытия. Обычно используют зерно, жмыхи, отруби, мякину и другие приманки, которые хорошо поедаются грызунами.

Для каждой отдельной сельскохозяйственной культуры химические обработки проводят с учетом фенологии вредного объекта и совпадения сроков его самой агрессивной фазы со сроками наиболее чувствительной к повреждениям фазы развития растений, а также с учетом предупреждений, передаваемых службами прогнозов [16].

В интегрированной защите растений в XXI столетии наиболее перспективными остаются разработки, связанные с поиском и использованием гербицидов с новым механизмом действия: влияющие на биосинтез хлорофилла, каратиноидов, витаминов, кофакторов ферментов. Требованиями к ним являются слабая подвижность в окружающей среде, разрушаемость до нетоксичных остатков, безопасность для нецелевых объектов, организмов. Важным пунктом является экономический порог вредности, т.е. такой уровень заселенности вредителями, при котором стоимость убытков при недоборе урожая в отсутствии обработки выше, чем стоимость обработки. Этот подход в результате приводит к сокращению числа обработок по сравнению с прежней практикой «слепого», так называемого «календарного» опрыскивания [17–20].

Концепция ужесточения экологических требований безопасности к регистрируемым пестицидам, комплексной оценки коммулятивного действия и десятикратного фактора безопасности зарегистрированных препаратов более точных методов оценки побочных эффектов. Это тем более важно, что могут использоваться пестициды, утратившие срок патента, но по биологическим, экономическим параметрам отвечающие новым требованиям. Неблагоприятная ситуация складывается с разработкой ассортимента средств защиты растений для культур с небольшими площадями, так как фирмы не заинтересованы нести большие затраты на создание и регистрацию пестицидов, которые заведомо не будут окупаться при небольшом спросе и объемах продаж препаратов. Количество экспериментальных данных по вопросам эффективности и возможностях проявления нежелательных побочных эффектов недостаточно для регистрируемых пестицидов таких культур [21–23].

1.2 Влияние гербицидов на растения

В основе механизма действия гербицидов лежит их многостороннее влияние на рост и развитие целого растения, отдельных его органов, тканей и клеток, на клеточные структуры, органеллы клетки, физиологические и биохимические процессы, ферментативные реакции и белково-ферментные структуры.