Детоксицирующая способность почв и выделенных из них гуминовых кислот по отношению к гербицидам, страница 9

Калибровочный график приведен на рис. 4.сигналVeV0VpV, мл020406080Рис. 3. Типичная гель-хроматограмма препарата ГК(Vo -- свободный объем колонки, Vp -- общий объем, Ve -- объемэлюирования фракционируемой пробы).50Молекулярная масса, г/моль100,000R2 = 0.995210,0001,000100Ve, мл10203040506070Рис. 4. Калибровочный график гель-хроматографической колонки“Toyopearl-50-HWS”(калибровочныевеществаполидекстраны).Обратное титрование. Общую кислотность ГК характеризовалибаритовым методом в модификации Перминовой с соавт. (1995). Дляэтой цели в пластмассовый сосуд вносили 15 мг гомогенизированногорастиранием препарата ГК и приливали 20 мл 0.06 М раствора Ba(OH)2.Полученную суспензию взбалтывали в течение двух дней.

Послеотстаивания отбирали аликвотные части раствора и титровали 0.1 М HClв присутствии индикатора фенолфталеина. Общую кислотность (мэкв/гГК) рассчитывали по количеству пошедшей на титрование кислоты.2.3.Определениедетоксицирующейспособностипочвипрепаратов ГК по отношению к гербицидам2.3.1. Гербициды и их свойстваТрифлуралин (2,6 - динитро - N,N - дипропил - 4 - трифторметил анилин)относится("Список...", 1994).кгруппезамещенных2,6-динитроанилинов51C3H7NC3H7O 2NNO2CF3С13H16F3N3O4Мол. вес 335,3Предложен в 1960 году фирмой “Эли Лилли” (США) в качествеселективно действующего почвенного гербицида. Представляет собойкристаллы желтовато-оранжевого цвета. Обладает незначительнойрастворимостью в воде (1-24 мг/кг при 27ОС) и высокой - во многихорганических растворителях (40 г в 100 мл ацетона при 27ОС).Токсический эффект заключается в ингибировании роста корней, аименно, в нарушении процессов деления клеток. Химическая активностьопределяется строением ароматического ядра, имеющего дефицитэлектронов, вследствие чего молекулы гербицида образуют стабильныесигма-комплексыснуклеофильнымикомпонентами растительныхтканей (Захаренко, 1990).

Летуч, в тонком слое и в растворе насолнечном свету быстро разлагается с образованием продуктов, необладающих гербицидным действием.Торговый препарат трефлан представляет собой эмульсию,содержащую 500 г трифлуралина в 1 л раствора. Служит дляуничтожения прорастающих сорных растений в посевах хлопчатника,сои, фасоли, гороха, моркови, капусты, томатов, сахарной свеклы,люцерны, а также в посадках фруктовых деревьев и других культурныхрастений. Трифлуралин применяется в количествах 0,5-2 кг д.в./га до, вовремя или после посева.

Он заделывается в почву на глубину примерно5-10 см с помощью соответствующих механизмов (фрез, культиваторов,дисковых и корпусных плугов и т. п.) Эффективное токсическое52действие при правильной заделке сохраняется в течение одноговегетационного периода. Разложение осуществляется как химическим,так и микробиологическим путем. В аэробных условиях гербицидметаболизируется сначала с дезалкилированием дипропиламиннойгруппы до монопропиламино- и аминогрупп, затем с восстановлениемодной или обеих нитрогрупп.

В анаэробных условиях, которыевозникают в залитых водой почвах, эти реакции протекают в другомпорядке: сначала проходит восстановление нитрогрупп, затем дезалкилирование (Майер-Боде, 1972).В работе использовали х.ч. трифлуралин (99,7%), фирмы Dr.Ehrenstorfer GmbH.Рабочий раствор гербицида (с концентрацией 25 мг/л) готовилирастворением навески в малом объеме этилового спирта с последующимдоведением до метки дистиллированной водой.Атразинявляется(2-хлор-4-этиламино-6-изопропиламино-1,3,5-триазин)представителемгруппысим-триазинов,гербициднаяактивность которых была установлена в 1952 году в лаборатории фирмы“Гейги” (Швейцария) ("Список...", 1994).ClNH3CNNHNH3CNH C2H5Мол.

вес 215,7C8H14ClN5Применяется с 1958 года в качестве селективного гербицида длясельскохозяйственных культур, а также в качестве гербицида сплошногодействия для невозделываемых площадей.Атразин-бесцветныйкристаллическийпорошок,слаборастворяющийся в воде и органических растворителях. Токсическийэффект заключается в ингибировании процессов фотосинтеза. Гербицид53препятствует процессу передачи электрона по электрон-транспортнойцепи, блокируя белковую субъединицу Фотосистемы ΙΙ (Draber et al.,1991).

Атразин используется при посевах кукурузы, спаржи, проса,сахарного тростника, цитрусовых, в виноградарстве, а также для борьбыс водной растительностью. Применяется в виде смачивающегосяпорошка путем опрыскивания почвы до посева, одновременно с посевомили после посева до появления всходов культуры. Обычная нормарасхода составляет от 1 до 5 кг/га по д.в. В почве сохраняетфитотоксическое действиеот нескольких месяцев до двух лет взависимости от климатических условий и внесенного количества.Разлагается в основном за счет химического гидролиза и в меньшейстепени микробиологическим путем: первичным продуктом гидролизаявляетсянефитотоксичныйзатем2-гидроксиатразин,происходитдезалкилирование аминогрупп.

Последней стадией гидролиза являетсярасщеплениегербицидатриазиновогоцикла.пропорциональноУменьшениеуменьшениюфитотоксичностиегофактическойконцентрации и указывает на отсутствие гербицидных свойств упродуктов разложения атразина (Майер-Боде, 1972; Керни и Кауфман,1971).Вработеспочвамииспользовалипрепарататразинассодержанием д.в. 50%.В работе с препаратами ГК использовали х.ч. атразин (98.0%),фирмы Dr.

Ehrenstorfer GmbH.Для проведения экспериментов использовали водный растворгербицида.542.3.2. Определение детоксицирующей способности почвТоксикологический эксперимент на почвах с трифлуралином.Биотестирование проводилось в соответствии с “Методическиеуказания...” (1988). В чашки Петри помещали по 50 г почвы и вносиливодный раствор трифлуралина в дозах 1, 2, 4, 8, 12 мг/кг почвы стщательным перемешиванием со всем объемом субстрата. По центручашки Петри проводилась бороздка, в которую укладывали 10пророщенных семян пшеницы Triticum aestivum (сорт “Московская-35”)таким образом, чтобы корни всех проростков были ориентированы водну грань бороздки, а ростки - в другую. Затем чашки помещали втермостат на 48 часов при температуре 25ОС.

Чашки ставили на ребротак, чтобы бороздка находилась в горизонтальном положении. Вкачестве тест-отклика использовали длину среднего корня проростка всм. Для каждого опыта рассчитывали усредненную величину тестоткликапо10проросткам.Повторностьопытатрехкратная.Коэффициент вариации составил в среднем 4.6%.Схема эксперимента для каждой из 9 почв(П - почва, Т - трифлуралин)Вариант 1. Контроль (П)Вариант 4. П + Т (4 мг/кг)Вариант 2. П + Т (1 мг/кг)Вариант 5. П + Т (8 мг/кг)Вариант 3. П + Т (2 мг/кг)Вариант 6.

П + Т (12 мг/кг)Лабораторно-вегетационный опыт на почвах с атразином.Опыт проводили в вегетационных сосудах. В сосуд помещали500 г почвы, в которую при тщательном перемешивании вносиливодный раствор гербицида в дозах из расчета 1, 2 и 4 кг/га. В сосудывысаживали пророщенные семена пшеницы Triticum aestivum (сорт“Московская-35”) (12 семян на сосуд).

Опыт проводили в условияхдневногоосвещения.Продолжительностьвыращиваниярастенийсоставляла 30 дней. В качестве тест-отклика использовали наземную55воздушно-сухую биомассу всех растений в г. Повторность опытатрехкратная. Коэффициент вариации составил в среднем 5.2%.Схема опыта(П - почва, А - атразин).Вариант 1. Контроль (П)Вариант 3. П + А (2 кг/га)Вариант 2. П + А (1 кг/га)Вариант 4. П + А (4 кг/га)Определение в почвах остаточных количеств атразина и егометаболитов методом ВЭЖХ.

Извлечение остаточных количестватразина из почв производилось согласно “Методические указания...”(1983). Для этой цели 20 г воздушно-сухой почвы помещали в колбу,увлажняли 6-8 мл дистиллированной воды и прибавляли 20 мл смесигексан-этилацетат (1:1), плотно закрывали пробкой и встряхивалисначала вручную, переворачивая колбу, а затем на встряхивателе втечение 10 минут. Суспензии давали отстояться, экстракт осторожносливали в чистую колбу (без частиц и слоя эмульсии), затем приливалиеще 20 мл смеси и операцию повторяли. Экстракты объединяли иупаривали досуха на роторном испарителе (температура бани - до 37ОС).Определение атразина в экстракте осуществляли методом ВЭЖХ сиспользованием хроматографа HP 1100 (Hewlett Packard, Waldbronn,Германия), снабженного ультрафиолетовым детектором на основедиодной матрицы.

Разделение атразина и его метаболитов проводили наколонке Lichrocarb в режиме градиентного элюирования водой иацетонитрилом. Регистрацию оптической плотности проводили при 220и 254 нм. Обработка данных производилась с помощью HP Chem Station,версия А.04.01. Типичная хроматограмма экстракта из почв приведенана рис. 5 (ВЖЭХ-хроматограммы всех почвенных образцов приразличных дозах внесения гербицида даны в Приложении 3; временаудерживания составили: для дезизопропил-атразина tR= 12.67 мин,дезэтилатразина 16.38, 2-гидроксиатразина 23.99, атразина 26.31).56Рис. 5. Типичная хроматограмма экстракта из почвы, содержащейостаточные количества атразина.2.3.3. Определение детоксицирующей способности препаратовгуминовых кислотТоксикологическийтрифлуралином.ДляэкспериментпроведениянапрепаратахбиотестированияГКсвыделенныегуминовые кислоты использовали в виде нейтральных растворов,которые готовили из воздушно-сухих препаратов.

Для этой целинеобходимую для получения рабочего раствора навеску ГК (100 мг/л)растворяли в малом количестве 0.1 М КОН, нейтрализовывали сернойкислотой до рН 7 и доводили до нужного объема дистиллированнойводой.Длявыборарабочейконцентрациитрифлуралинабылаисследована токсичность гербицида в диапазоне концентраций от 0,0125до 8 мг/кг субстрата. Для этой цели в чашки Петри помещалинейтральный субстрат - перлит (35 г на чашку), вносили растворыгербицида для достижения указанных концентраций, перлит увлажнялинейтральным раствором KOH+H2SO4, высаживали проростки пшеницы идалее поступали аналогично эксперименту на почвах. По результатам57эскпериментабылавыбранаконцентрациягербицида0,5 мг/кгсубстрата, вызывавшая ≈50%-ное снижение отклика биотеста (рис. 6).Длина корней, см30252048%151050012345678Концентрация трифлуралина, мг/кгРис.

6. Шкала токсичности трифлуралина на перлите для проростковпшеницы (тест-отклик на контроле Ro = 38 см).Далее проводили эксперимент с внесением препаратов ГК.Растворы гуминовых кислот и гербицида вносили одновременноперемешиванием со всем объемом субстрата. ГК вносили в дозах 10, 25,50, 100, 200 мг/кг субстрата. При закладке контрольных чашек перлитувлажняли нейтральным раствором KOH+H2SO4. В чашки высаживалипо 10 проростков пшеницы и далее поступали аналогично экспериментунапочвах.Повторность четырехкратная. Коэффициент вариациисоставил в среднем 6.4%.Схема эксперимента для каждого из 7 препаратов ГК1. Контроль (перлит без ГК и трифлуралина)2. Трифлуралин (Т) 0.5 мг/кг перлита3.

ГК 10 мг/кг перлита8. ГК 10 мг/кг + Т4. ГК 25»9. ГК 25» +Т5. ГК 50»10. ГК 50» +Т6. ГК 100 »11. ГК 100» +Т7. ГК 200 »12. ГК 200» +Т58ТоксикологическийэкспериментнапрепаратахГКсатразином.Для определения детоксицирующей способности препаратов ГК поотношениюкатразинуприменялиметодальгологическогобиотестирования (Полынов, 1992). В качестве тест-объекта использоваликультуру зеленой одноклеточной водоросли Chlorella vulgaris.Культивирование тест-объекта. Культивирование интенсивнойкультуры хлореллы (термофильный штамм) осуществляли на 20%-нойсреде Тамия в термостатируемых культиваторах емкостью 200 мл, притемпературе35ОС,спродувкойувлажненнымвоздухом,приосвещенности 30 Вт/кв.м (люминесцентные лампы типа ЛДЦ-40) и рН6,6-6,8.