Детоксицирующая способность почв и выделенных из них гуминовых кислот по отношению к гербицидам, страница 7

К такому выводу пришли Helling и Krivonak (1978),наблюдая дефекты в развитии растений на почве по прошествии 5-7месяцев после внесения профлуралина, трифлуралина, хлорнидина идинитрамина.Сюняев (1984), изучая трансформацию и миграцию симазина впочвах подзолистого и черноземного типов в полевых и лабораторныхусловиях, пришел к выводу о двоякой роли гумуса в процессахдеградации симазина: в первые 20-30 суток после внесения гербицидагумус ускоряет его разложение, а затем способствует замедлениюразложения вследствие прочного закрепления гербицида вплоть довключения симазина в структуру молекулы гумусовых веществ.В работе Genevini с соавт.

(1994) изучалась токсичность атразина,прометона, диурона, линурона и их комплексов с ГК, выделенной изугля, на водной среде по отношению к проросткам огурца. Результатыэксперимента показали, что комплексы атразина с ГК не обладалитоксическим действием: тест-растения, выращенные в присутствии этихкомплексов, не отличались от контрольных вариантов. По-видимому, этобылообусловленобиологическойнедоступностьюгербицида.38Токсичность прометона в присутствии ГК существенно снизилась. В тоже время продукты взаимодействия производных мочевины с ГКоказывали ингибирующий эффект на прирост биомассы тест-растений.Образование комплексов “ГК-гербицид” может способствоватьснижению токсического эффекта, который оказывают представителитриазинов, диазинов, производных мочевины, карбаминовых кислот инекоторыхдругиххимическихклассовнафотосинтетическуюактивность растений (Draber et al., 1991; Manthey et al., 1993).

МолекулаГК в этом случае, по-видимому, “связывает” активный центр гербицида,препятствуя таким образом его вмешательству в процесс передачиэлектрона по электрон-транспортной цепи.Взаимодействие гербицидов с ГК влияет не только на ихдоступностьдлярастений,ноинапроцессыпоследующейтрансформации. С одной стороны, может наблюдаться замедлениедеградации гербицида вследствие его ассоциации с ГК и блокированияорганическими коллоидами (Smith et al., 1988; Кэлдербенк, 1993); сдругойстороны,стимулирующееорганическоедействиенавеществоактивностьспособнонекоторыхоказыватьферментов,катализирующих разложение гербицида (Кузьмич, 1990).

Ускоритьпроцессразложенияможнопутемвнесениявпочвусвежихрастительных остатков (Smith et al., 1988; Lee et al., 1995; Berger et al.,1996), активизируя таким образом микробиологическую деградациюкомплексов.Гуминовые кислоты могут способствовать снижению токсичностине только исходных препаратов гербицидов, но и продуктов ихтрансформации. Так, Amador с соавт. (1991) изучали деградациюкомплексов ГК с анилином, являющимся структурным компонентоммногих органических соединений. Результатами эксперимента былопоказано, что комплексы “анилин-ГК” не оказывали токсического39эффекта на численность бактерий; скорость деградации комплексовбыла значительно ниже, чем скорость деградации несвязанных ГК, ивозрасталаприсветовомоблучении и увеличении численностимикробных популяций.

Повышенную устойчивость анилин-гуминовыхкомплексовкмикробномуразложениюавторыобъяснилиформированием азотных гетероциклов в результате ковалентногосвязывания анилина с хинонными структурами в молекуле ГК.Устойчивость комплексов “ГК-гербицид” существенно зависит отструктурных особенностей ГК. Например, ГК, выделенные из почв,образовывали более стабильные комплексы с напропамидом, чемводные и торфяные ГК (Liu et al., 1996). Анализ элементного составагуминовых кислот показал, что почвенные ГК характеризовалисьповышенным содержанием азота и фосфора и пониженным - кислорода;содержание аминокислот в них в 2-5 раз превышало этот показатель дляторфяных и водных ГК. По мнению авторов, такие различия в структуреГК обусловили значительный вклад гидрофобного связывания вобразованиеиустойчивостькомплексоввыделенныхизпочвпрепаратов.Гуминовые кислоты почв могут влиять на токсичность гербицидовне только образуя недоступные для растений комплексы, но и вызываяхимическую трансформацию токсикантов.

Так, исследованиями Gamble& Khan (1988) было показано, что гуминовые кислоты способствуютгидролизу триазинов, ведущему к образованию нефитотоксичныхоксипроизводных.Таким образом, гуминовые кислоты, являясь высокоактивнымивеществамиснижениюспецифическойтоксическогохимическойэффектаприроды,способствуютгербицидов различных классовпосредством их связывания и трансформации.40В целом, говоря о детоксикации гербицидов в условиях почвы,следует учитывать весь комплекс почвенных свойств, определяемыхтипом почвы и видом ее использования, уделяя особое вниманиеорганическомувеществукакнаиболееважномувинактивации токсикантов компоненту почвенной системы.процессахБольшоезначение имеет не только общее содержание, но и качественный составорганического вещества - в частности, содержание в нем гуминовыхкислот.

В свою очередь, реакционная способность ГК зависит от иххимической структуры, определяемой типовой принадлежностью почв ивидом их использования.41Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ2.1. Почвы2.1.1. Отбор образцов почвВ соответствии с поставленными в настоящей работе целями,отбор почвенных образцов производился в зонах распространения трехтипов почв, последовательно сменяющих друг друга с севера на юг:дерново-подзолистых, серых лесных и черноземов.

Каждый тип включалцелинный и пахотный варианты. Следует отметить, что взятые образцынаиболее полно отражали типовые признаки выбранных почв, посколькупробоотбор производился по маршруту летней зональной практики,ставящей своей целью ознакомление студентов с классическимипредставителями почв указанных типов.Методика пробоотбора. Для проведения исследований былоотобрано девять почвенных образцов, каждый из которых был составлениз семи индивидуальных проб. Индивидуальные пробы (каждая пробасоставляла около 2 кг) отбирали с почвенного участка площадьюпримерно 5 м2 из верхнего гумусированного горизонта на глубине 320 см.

Почву высушивали до воздушно-сухого состояния и пропускаличерез сито в 1 мм. Из подготовленной таким образом почвы составлялсясмешанный образец, который использовали для биотестирования,химических анализов и выделения препаратов ГК.Пунктыпробоотбораиописаниепочвенныхпрофилей.Почвенные профили, краткое описание которых приведено ниже, быливскрыты непосредственно на участках пробоотбора.Московская область. Территория учебно-научного почвенноэкологического центра МГУ “Чашниково”.1.Целиннаяглубокоподзолистаядерново-подзолистаясреднесуглинистаянаслабодерноваяпокровномсуглинке;42смешанный лес с преобладанием ели: О(0-1см)−Ад(1-6см)−АЕ(628см)−Е(28-41см)−ЕВ(41-64см)−В(64-70см)−С(70-115см).2.Окультуреннаядерново-подзолистаясреднепахотнаясреднесуглинистая слабосмытая на покровном суглинке; ржаное поле,всходы:Апах(0-15см)−А1(15-25см)−ЕВ(25-50см)−ВС(50-75см)−С(75-100см).3.Культурнаясреднесуглинистаядерново-подзолистаянаприусадебномучастке:глубокопахотнаяАпах(0-32см)−А(32-40см)−В(40-51см)−ВС(51-...).Тульскаяобласть.Территориягосударственногозаказника“Тульские засеки”.4.

Целинная серая лесная глубоковскипающая среднемощнаясреднесуглинистаянапокровномсуглинке;смешанно-широколиственный лес с преобладанием дуба и липы: О(0-2см)−А(218см)−АЕ(18-30см)−ЕВ(30-45см)−Вt1(45-60см)−Вt2(60-90см)−ВС(90142см)−С(142-...).5. Освоенная серая лесная среднесуглинистая слабосмытая напокровном суглинке; поле под кормовыми травами: Ад(0-4см)−Апах(425см)−АЕ(25-35см)−ЕВ(35-47см)−Вt(47-89cм)−ВС(89-...).6.Целиннаятемно-сераялеснаягрунтово-глееватаясреднесуглинистая на покровном суглинке; широколиственный лес(липняк с дубом и ясенем): О(0-3см)−А(3-61см)−АВ(61-79см)−В1(7998см)−В2(98-115см)−В3(115-145см)−ВСg(145-...).Воронежская область.Территория НИИСХ им. В.В. Докучаева.7.

Чернозем типичный глубоковскипающий среднемощныйцелинный на лессовидном суглинке; злаковоразнотравный луг: Ад(05см)−А(5-56см)−АВ(56-75см)−Вса(75-80см)−ВСса(80-...).43Воронежская область, Бобровский район.8. Чернозем обыкновенный глубоковскипающий среднемощныйзоогенно-перерытый распаханный на лессовидном суглинке; свежаяпахота:Апах(0-31см)−АпахА(31-38см)−АВ(38-56см)−Вса(56-128см)−ВСса(128-...).9. Черноземно-луговая выщелоченная среднемощная целинная налессовидномсуглинке;злаковоразнотравныйлуг:Ад(0-6см)−А(6-38см)−АВg(38-56см)−В1g(56-90см)−В2g,са(90-...).Списоксокращений,принятыхвнастоящейработедляобозначения почв и выделенных из них препаратов ГК.Название почвыСокращение1.