Детоксицирующая способность почв и выделенных из них гуминовых кислот по отношению к гербицидам, страница 10

Перед тестированием водоросли выращивали в течение суток.Начальная плотность посадки - 500 тыс. кл./мл. К концу суток плотностьклеток была не менее 10 млн. кл./мл.Регистрациятестовыхпараметров.Дляоценки состоянияводорослей использовали параметры быстрой флуоресценции. Выходбыстройфлуоресценцииизмерялиприпомощи2-хлучевогоимпульсного флуориметра. Источником импульсного света служилалампа-вспышка ИФК-120, работающая в режиме генерации световыхимпульсов длительностью 40 мкс с частотой 0,5 Гц и вызывающаясрабатывание не более 3% реакционных центров.

Коротковолновую (300- 500 нм) область возбуждающего света вычленяли при помощикомбинациисветофильтровСЗС-21иСС-4.Флуоресценциюрегистрировали в красной области спектра, помещая между образцом ифотоприемникомосуществляли(ФЭУ-79)припомощисветофильтрКС-11.высоковольтногоПитаниеФЭУстабилизирующеговыпрямителя ВС-22. Интенсивность флуоресценции регистрировалась нацифровом вольтметре и самописце.59Измерения проводили в момент начала эксперимента, через час ичерез 3 часа.

Интенсивность постоянной флуоресценции (Fo), котораяотражает излучательные потери энергии возбуждения при миграции ее коткрытымреакционнымцентрам,измерялиприосвещенииадаптированных к темноте образцов слабыми импульсами света.Интенсивность максимальной флуоресценции (Fm) при восстановленномпервичном хинонном акцепторе измеряли аналогичным образом, но придополнительномприсутствииоблученииатразина.образцовдействующимОтносительныйвыходсветомвпеременнойфлуоресценции, характеризующий квантовую эффективность первичнойфотосинтетической реакции, рассчитывали как Fv/Fm, где Fv=Fm-Fo.

Улабораторной культуры хлореллы в оптимальных условиях Fv/Fmобычно составляет 0,75-0,78.Методикатоксикологическогоэксперимента.Интенсивнуюкультуру хлореллы после суточного выращивания освобождали откультуральной среды и концентрировали центрифугированием в течение3-х минут при скорости 5000 об./мин. Полученную суспензиюводорослей вносили в культиваторы с растворами ГК и гербицида.Для выбора рабочей концентрации атразина была исследованатоксичность гербицида в диапазоне концентраций от 1,12*10-7 до1,12*10-6М.Дляэтойцеливкультиваторысосредойдлябиотестирования (10%-ная среда Тамия, не содержащая фосфатов,ЭДТА и микроэлементов) вносили растворы гербицида для достиженияуказанных концентраций, помещали водоросли и регистрировалиизменениеихфотосинтетическойактивности.Порезультатамэскперимента была выбрана концентрация гербицида 2,2*10−7 М,вызывавшая ≈50%-ное снижение отклика биотеста (рис.

5).Далее проводили эксперимент с внесением препаратов ГК. В пятьмерных колб объемом 50 мл приливали нейтральные растворы ГК для60установления концентраций 1, 2, 3, 5, 10 мг/л, к ним добавляли водныйраствор атразина и доводили общий объем до метки средой длябиотестирования. Растворы в других пяти колбах готовили таким жеобразом,нобездобавлениягербицида.Вкачествеконтроляиспользовали чистую среду для биотестирования; для установлениядействия самого гербицида готовили раствор атразина вышеуказаннойконцентрации в среде для биотестирования.

Приготовленные такимобразомрастворызаливаливкультиваторыобъемом100мл,помещенные в аквариум с терморегуляцией. Условия проведения опытов(освещенность, температура, рН, продувка увлажненным воздухом) былитеми же, что и при выращивании хлореллы. В культиваторы помещалипо 1 мл культуры водоросли и культивировали в течение 3 часов,контролируяизменениеихфотосинтетическойактивностичерезопределенные промежутки времени. Для этого из культиваторовотбиралиаликвотныерегистрироваличастипараметрырастворов,быстройпомещалифлуоресценции.в кюветы иПовторностьтрехкратная.

Коэффициент вариации составил в среднем 1,3%.Fv/Fm0.80.70.60.553%0.40.30.20.100.00E+005.00E-071.00E-061.50E-06Концентрация атразина, М/лРис. 7. Шкала токсичности атразина для культуры хлореллы (тест-откликна контроле Ro = 0,73).61Схема эксперимента1. Контроль (среда для биотестирования)2. Атразин (А) 2,2*10−7 М3. ГК 1 мг/л8. ГК 1 мг/л+А4. ГК 2»9. ГК 2»+А5. ГК 3»10. ГК 3»+А6. ГК 5»11. ГК 5»+А12. ГК 10»+А7. ГК 10 »2.3.4. Количественная оценка детоксицирующей способностипочв и препаратов ГКДетоксицирующую способность (D) почв по отношению киспользуемым гербицидам рассчитывали по формуле:D=Rt*100%,Roгде Rt - тест-отклик в присутствии гербицида, Ro - тест-отклик вконтроле. В качестве тест-отклика использовали воздушно-сухуюназемную биомассу или длину корней проростков (для соответствующихэкспериментов).Детоксицирующую способность (D) препаратов ГК по отношениюк гербицидам рассчитывали по следующей формуле (Perminova et al.,1996):Rd − Rd + tD = 1 −RdRo − R t  × 100% ,Ro где Ro - тест-отклик в контроле; Rt - тест-отклик в присутствиигербицида; Rd - тест-отклик в присутствии ГК; Rd+t - тест-отклик вприсутствии ГК и гербицида.

В качестве тест-отклика использовалидлину корней проростков или фотосинтетическую активность (длясоответствующих экспериментов).62Для характеристики детоксицирующей способности почв при всехдозах внесения гербцида или детоксицирующей способности ГК привсехдозахвнесенияГКиспользовалипоказатель“суммарнаядетоксицирующая способность” (SD). SD рассчитывали как площадь подкривой зависимости D от дозы внесения гербицида (для почв) или дозывнесения ГК при постоянстве концентрации гербицида (для препаратов),отнесеннуюкплощади,детоксицирующему эффекту.соответствующейстопроцентному63Глава 3.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ3.1. Характеристика исследуемых почв и выделенных из нихпрепаратов ГКПринадлежность почвы к конкретному почвенному типу, вид ееиспользования в хозяйственной деятельности человека обуславливаютспецифичность ее свойств и влияют на устойчивость почвы поотношению к загрязнителям различной химической природы, в томчисле, гербицидам. Как было показано в литературном обзоре,способностьпочвыпротивостоятьнеблагоприятномувлияниюхимических соединений может сильно варьировать в зависимости отсодержания и качественного состава органического вещества, рНпочвенного раствора и целого ряда других факторов.

При этомвыявление зависимости детоксицирующего потенциала почвы от еесвойств возможно только при работе с набором почв, охватывающимнепрерывныйзональныйряд.Крометого,детоксицирующаяспособность почвы может существенно меняться при вовлечении почвыв сельскохозяйственное использование.При выполнении настоящей работы выбор почвенных образцовпроизводился с учетом влияния двух основных факторов на свойствапочв и формирующихся в них ГК: это смена типовой принадлежностипочв в соответствии с законом широтной зональности и различный видих хозяйственного использования.

В данном случае представлялосьвозможным выделить как общие для всего ряда почв и препаратов ГК,так и свойственные каждому конкретному типу почв и формирующихсяв них ГК факторы детоксикации используемых гербицидов.В связи с этим для проведения исследований было отобрано девятьобразцов трех типов почв различного вида использования (дерновоподзолистые, серые лесные, черноземы; целинный и распаханный64варианты), из гумусового горизонта А с глубины 3-20 см. Препаратыгуминовых кислот были выделены из семи почвенных образцов ипредставляли все исследуемые типы почв и их варианты в зависимостиот вида использования.3.1.1.

Свойства исследуемых почвВ соответствии с поставленными в настоящей работе целями висследуемых почвах были определены те показатели химическогосостояния, от которых в наибольшей степени зависит поведениегербицидов в почве. Как указывалось в литобзоре, такими показателямиявляются кислотность почв и насыщенность катионами, содержаниеорганического вещества и его групповой состав. Во всех отобранныхобразцах были определены рНводн, рНсол, гидролитическая кислотностьпо Каппену, сумма обменных оснований и степень насыщенности почвоснованиямипоКаппену-Гильковицу,содержаниеподвижногоалюминия по Соколову, содержание свободного кальция методомпламенной фотометрии.

Общее содержание органического углеродабыло определено по методу Тюрина, а состав гумуса - с применениемпирофосфатной вытяжки по Кононовой и Бельчиковой. Полученныерезультаты приведены в таблицах 1 и 2.Как видно из табл.1, при переходе от дерново-подзолистых почв кчерноземам наблюдалось снижение кислотности почвенного раствора иувеличение содержания в почве обменных оснований.

Так, значениярНводн исследованных почв находились в диапазоне от 4.9 (Пдлес) до 7.6(Чтип),величинагидролитическойкислотностисоставляла9.9 мгэкв/100 г почвы в Пдлес и 0.8 - в Чтип и Чоб. Максимальноесодержаниеобменныхоснованийнаблюдалосьвчерноземеобыкновенном - 64.6 мгэкв/100 г почвы. Содержание кальция составляло0.1 мгэкв/100 г почвы в Пдлес и 30.2 - в Чтип. Наибольшая степень65Таблица 1.