Детоксицирующая способность почв и выделенных из них гуминовых кислот по отношению к гербицидам

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТимени М. В. ЛОМОНОСОВАФАКУЛЬТЕТ ПОЧВОВЕДЕНИЯНа правах рукописиУДК 632. 954: 631.417Анисимова Марина АнатольевнаДЕТОКСИЦИРУЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ПОЧВ И ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ НИХГУМИНОВЫХ КИСЛОТ ПО ОТНОШЕНИЮ К ГЕРБИЦИДАМ(Специальность 03.00.27-почвоведение)Диссертация на соискание ученой степеникандидата биологических наукНаучные руководители:кандидат биологических наук,доцент Г.Ф. Лебедевакандидат химических наук,старший научный сотрудникИ.В. ПерминоваМОСКВА – 19972СОДЕРЖАНИЕВВЕДЕНИЕ .....................................................................................................

4Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫВлияние1.1.типовойпринадлежностиивидахозяйственногоиспользования почв на их устойчивость по отношению кгербицидному загрязнению ................................................................... 61.1.1. Поведение гербицидов в почве.............................................................. 61.1.2.

Влияние типовой принадлежности почв на их устойчивость поотношению к гербицидному загрязнению .......................................... 111.1.3. Влияние вида использования почв на их устойчивость поотношению к гербицидному загрязнению ..........................................

191.2. Роль гуминовых кислот в процессах детоксикации и трансформациигербицидов различных классов ............................................................. 251.2.1.Свойствагуминовыхкислотпочвразличнойтиповойпринадлежности и вида использования .......................................... 251.2.2. Механизмы взаимодействия “ГК-гербицид” ...................................... 321.2.3. Влияние ГК на токсичность гербицидов............................................. 36Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ...........................

412.1. Почвы ....................................................................................................... 412.1.1. Отбор образцов почв ............................................................................ 412.1.2. Характеристика почвенных образцов.................................................. 432.2. Препараты гуминовых кислот ................................................................

442.2.1. Выделение препаратов ГК .................................................................. 442.2.2. Характеристика препаратов ГК .......................................................... 452.3. Определение детоксицирующей способности почв и препаратов ГКпо отношению к гербицидам .................................................................

502.3.1. Гербициды и их свойства. .................................................................... 50Трифлуралин ........................................................................................ 50Атразин ................................................................................................. 522.3.2. Определение детоксицирующей способности почв .......................... 54Токсикологический эксперимент на почвах с трифлуралином ......... 543Лабораторно-вегетационный опыт на почвах с атразином ................ 54Определение в почвах остаточных количеств атразина и егометаболитов методом ВЭЖХ............................................................... 552.3.3.Определениедетоксицирующейспособностипрепаратовгуминовых кислот.................................................................................

56Токсикологический эксперимент на препаратах ГКс трифлуралином .................................................................................. 56Токсикологический эксперимент на препаратах ГК с атразином ..... 582.3.4. Количественная оценка детоксицирующей способности почв ипрепаратов ГК..................................................................................... 61Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ...................................... 633.1. Характеристика почв и выделенных препаратов ГК.............................

633.1.1. Свойства почв ....................................................................................... 643.1.2. Свойства препаратов ГК ..................................................................... 673.2. Детоксицирующая способность почв и препаратов ГК по отношениюк различным гербицидам ....................................................................... 713.2.1. Детоксицирующая способность почв и препаратов ГК поотношению к трифлуралину ................................................................ 71Почвы ....................................................................................................

72Препараты ГК ....................................................................................... 743.2.2. Детоксицирующая способность почв и препаратов ГК поотношению к атразину ......................................................................... 80Почвы .................................................................................................... 81Препараты ГК ....................................................................................... 873.3.

Сопоставление детоксицирующей способности почв и препаратовГК по отношению к трифлуралину и атразину .................................... 90ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................ 94ВЫВОДЫ ...................................................................................................... 96СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ........................................................................... 98ПРИЛОЖЕНИЕ.......................................................................................... 1134ВВЕДЕНИЕПрименение средств химической защиты растений, ставшеенеотъемлемым элементом практики современного земледелия, привело квозникновению проблемы загрязнения почвенного покрова остаточнымиколичествами гербицидов и их метаболитов. В связи с этим в последниегоды ведутся интенсивные изыскания по поиску детоксицирующихагентов, внесение которых в почву способствовало бы связыванию иинактивации гербицидов.

Однако до сих пор весьма ограничен кругисследований по выявлению факторов, определяющих устойчивостьпочв по отношению к гербицидам. Так, несмотря на многочисленныеуказания в литературе на важную роль органического вещества почв и, вчастности, гуминовых кислот (ГК) в процессах детоксикации гербицидовразличных классов (Hayes, 1970; Самгин, 1975; Maqueda et al., 1990; Liuet al., 1996), практически отсутствуют комплексные исследования,направленные на изучение и сопоставление детоксицирующих свойствразличных почв и формирующихся в них ГК. Кроме того, подходы кколичественной оценке детоксицирующей способности как почв, так иГКвотношенииразличныхклассовгербицидовразработанынедостаточно.Всвязисизложенным,систематическоеисследованиедетоксицирующих свойств почв и выделенных из них ГК при сменетиповой принадлежности почв в соответствии с законом широтнойзональности и при различном виде их хозяйственного использованияявляется важной и актуальной задачей, решение которой позволит найтиновые подходы к регулированию токсичности гербицидов в условияхпочвенной среды, а также использовать гуминовые препараты в качестведетоксикантов.5Целью настоящей работы было изучение детоксицирующейспособностипочвразличнойтиповойпринадлежностиивидахозяйственного использования и выделенных из них гуминовых кислотпо отношению к гербицидам различных классов, а также установлениероли ГК в детоксикации этих гербицидов в почвенной среде.Для достижения поставленной цели необходимо было решитьследующие задачи:• изучить детоксицирующую способность почв в зависимости оттиповой принадлежности и вида хозяйственного использования поотношению к гербицидам- представителям двух классов (симтриазинов и динитроанилинов);• выявитьсвойствапочв,определяющиеихдетоксицирующуюспособность;• изучить детоксицирующую способность препаратов ГК, выделенныхиз исследуемых почв, по отношению к тем же гербицидам;• выявитьсвойстваГК,определяющиеихдетоксицирующуюспособность;• на основании сопоставления детоксицирующей способности почв ивыделенных из них ГК оценить роль ГК в формированиидетоксицирующего потенциала почв по отношению к различнымгербицидам.6Глава 1.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ1.1. Влияние типовой принадлежности и вида хозяйственногоиспользованияпочвнаихустойчивостьпоотношениюкгербицидному загрязнению1.1.1. Поведение гербицидов в почвеПри попадании в почву гербициды подвергаются процессамхимического и микробиологического разложения, перемещаются попрофилюсвнутрипочвеннымстоком,частичноусваиваютсярастительными и животными организмами, а также связываются сразличными компонентами почвы - с органическим веществом,минеральной частью, негумифицированными растительными остатками.По различным данным, на непосредственное подавление сорнойрастительности расходуется от 1-2 до 10-40% от вносимого количествагербицида, остальная часть вымывается в грунтовые воды илисвязываетсяспочвеннымматериалом,создаваязначительныеэкологические проблемы ("Гербициды...", 1990).При рассмотрении поведения гербицидов в почвe необходимоучитыватьбиоклиматическиеособенностирегиона,посколькуспособность гербицидов перемещаться по профилю, их улетучивание,скоростьфотохимического,разложенияопределяетсяхимическогоимикробиологическогогидротермическимиусловиямиибиологической активностью почв (Harris, 1966; Спиридонов, Каменский,1970; Bailey & White, 1970; Головкин, Воловник, 1976; Rahman, 1977;Smith, 1982; Лунев, 1992; Zech et al., 1992; Nakagawa et al., 1996).