Адсорбция и токсичность гербицида ацетохлора в почвах различных типов (1098303), страница 3
Текст из файла (страница 3)
(1999), которые изучали поведениеацетохлора в трех почвах легкой структуры южных штатов США (Кентукки,Миссисипи и Теннеси) в течение двухгодичного полевого эксперимента. Этиже авторы отмечают незначительную роль испарения и фотодеструкции вметаболизме ацетохлора и существенный вклад температурного фактора:скоростьисчезновенияацетохлорабылавышеприболеевысокихтемпературах в условиях одинаковой влажности. Приведенные данныесогласуются с результатами изучения деградации ацетохлора в течение 6 летна черноземе и аллювиальной почве, которые показали увеличениедеградации ацетохлора по мере возрастания почвенной влажности итемпературы (Peneva, 2000).Увеличение содержания влаги понижает адсорбционную способностьпочвы по отношению к ацетохлору, поскольку насыщение почвенныхколлоидов водой препятствует адсорбции гербицида.
Наряду с этимобводнениепочвможетприводить11ксозданиюанаэробных(восстановительных) условий и, как следствие, к изменению метаболическихпутей разложения гербицида (Спиридонов и др., 1970; Керни и Кауфман,1971; Golab et al., 1979). Так, изучая скорость разложения ацетохлора внижних слоях почвы (подпочвы) в полевом эксперименте и в модельныхлабораторных условиях, Милс с соавт (Mills et al., 2000) пришли к выводу, чтоскорость деградации гербицида в нижних слоях почвы существенно выше посравнению с поверхностными.
Это может свидетельствовать о большейэффективности анаэробного метаболизма по сравнению с аэробным. Однакоданныйвопростребуетдальнейшегоизучения,так как существуетпротивоположное мнение о том, что попадание гербицидов в нижние слоипочвы, где меньше аэробных почвенных организмов и ниже интенсивностьбиоразложениягербицидов,можетспособствоватьихнакоплению ипопаданию в грунтовые воды (Ладонин и др., 1995). Косвенно этоподтверждается фактами обнаружения ацетохлора в грунтовых водах(Сметник, 2000).Исследование миграции ацетохлора по профилю аллювиальнолуговой почвы и чернозема смольницы (Миланова, 1998) методом почвенныхколонок с определением содержания гербицида биотестированием попроросткам показало, что при различном уровне осадков (30, 60 и 90 мм),гербицид максимально проникал на глубину 20 см в аллювиально-луговойпочве и на 15 см – в черноземе-смольнице.
Основная масса гербицидасорбировалась в слое 0-10 см в случае аллювиально-луговой почвы, и в слое0-5 см – для чернозема-смольницы. Отмечена тенденция увеличенияадсорбции гербицида с увеличением содержания в почвах органическоговещества и глины. На этих же почвах проводилось исследование подвижностиацетохлора методом почвенных колонок, содержание ацетохлора определялиметодом ВЭЖХ (Balinova, 1997). Автором установлены предельные значенияглубины проникания ацетохлора: 40 см в случае аллювиально-луговой почвыи 20 см – для чернозема-смольницы. Максимальное количество гербицидаадсорбировалось на глубине 20-30 см - для аллювиально-луговой почвы и 510 см - для чернозема-смольницы. Автор отмечает, что в глинистых и12содержащихбольшееколичествоорганическоговеществапочвахподвижность ацетохлора была значительно меньше.Похожие результаты были получены при исследовании поведенияацетохлора в тяжелосуглинистом черноземе с использованием методапочвенных колонок (Филипчук и др., 1993).
Опыт проводили в течение 150суток при полном насыщении почвы водой в начале эксперимента и споследующей имитацией 200 мм осадков каждые 30 сут. В указанныхусловиях основное количество гербицида обнаруживали в верхнем (0-20 см)слое.Таким образом, ацетохлор мигрирует слабо, причем его подвижностьобратно пропорциональна содержанию в почве органического вещества.Резоннопредположить,чтоадсорбцияацетохлоранапочвенноморганическом веществе является основным механизмом, определяющимповедение данного гербицида.1.1.3. Основные почвенные факторы, определяющие поведениеацетохлораСреди почвенных показателей, определяющих поведение гербицидов,следует отметить содержание органического вещества, гранулометрическийсостав, рН почвенного раствора, емкость катионного обмена (ЕКО), удельнуюповерхность, степень насыщенности почв основаниями, в частности,кальцием, влажность, условия аэрации, а также температурный режим почвы(Sheets et al., 1962; Жирмунская и др., 1968; Hayes, 1970; Лунев, 1992 и др.).Влияние вышеперечисленных почвенных факторов на поведение гербицидазависит, в свою очередь, от его строения и свойств.
В случае ацетохлора –малорастворимого и довольно гидрофобного соединения (см.табл. 1.1) –адсорбция является основным механизмом, определяющим его поведение впочве. При этом адсорбционное поведение ацетохлора зависит от количестваи качества почвенного органического вещества, вклада илистой фракции иразмера удельной поверхности, тогда как ЕКО, рН и степень насыщенностипочв основаниями не оказывают существенного влияния на его поведение(Reinchardt and Nel, 1990; Wang at al., 1999; Wang and Liu, 2000; Liu at al.,132000). Ниже будет рассмотрено влияние каждого из указанных факторов наадсорбционное поведение ацетохлора.1.1.3.1. Влияние почвенного органического веществаЗависимость адсорбционного поведения ацетохлора от содержанияорганического вещества в почве отмечается рядом авторов. Так, при внесенииацетохлора в почву, покрытую мульчей пшеницы, только 10% гербицидадостигало почвенной поверхности, остальное количество адсорбировалосьмульчей (Banks and Robinon, 1986).
В работе Рейнхардта и Нела. (Reinchardtand Nel., 1990) на примере широкой выборки почв Южной Африки (32 почвы)показан определяющий вклад содержания органического вещества и илистойфракции в снижение токсичности ацетохлора.Адсорбцию ацетохлора на шести различных почвах Восточного Китаяизучали Wang и Liu (1999, 2000). В качестве адсорбционной характеристикипочв использовали степенной показатель изотермы адсорбции Фрейндлиха n(см. ур.
1.1). Поиск взаимосвязи между показателем n, характеризующиминтенсивность адсорбции (Адамсон, 1979), и почвенными свойствами показалзначимую корреляцию между n и содержанием органического вещества (Wangand Liu, 2000). В работе, выполненной на восьми почвах Восточного Китая(Wang at al., 1999), также показана взаимосвязь между n и содержаниеморганического вещества. Следует отметить, что указанный выше показатель nимеет дробную размерность. Это весьма затрудняет сравнение значений n,полученных в различных сериях экспериментов.В работах этих же авторов показано превалирующее влияниесодержания органического вещества по сравнению с такими факторами какрН и ЕКО.
Данный факт хорошо согласуется с результатами по изучениюадсорбционной способности девяти типов почв, существенно различающихсяпо минералогическому составу, содержанию органического вещества и рН, поотношению к атразину, тербутрину и 2,4-Д (Barriuso and Calvet, 1992).Выбранныегербицидыпредставлялисобойнейтральную(атразин),катионную (тербутрин) и анионную (2,4-Д) формы.
Результаты исследованийпоказали, что для токсиканта, находящегося в почве в неионизованном14состоянии, степень адсорбции органической компонентой увеличивается сувеличением содержания органического вещества и не зависит от рН, в товремя как количество связанных органическим веществом катионного и, вособенности, анионного гербицида в значительной степени определяетсязначением рН и минералогическим составом почвы (Barriuso and Calvet, 1992).Поскольку ацетохлор является неионогенным соединением, то адсорбциягербицида преимущественно зависит от содержания органического вещества,а не величины рН и ЕКО.О ведущей роли органического вещества в процессах связывания иинактивации гербицидов в почве имеется обширная литература (Hayes, 1970;Березовский и др., 1973; Smith, 1982; Beck et al., 1996). Например, дляполучения достаточного эффекта от применения производных триазина ифенилдиметилмочевинывопытахВойтеховой(1969)начерноземахпотребовалось внести 20-30-кратные дозы препаратов по сравнению ссероземами, при содержании гумуса 6 и 1%, соответственно.
По данным тогоже автора количество гербицида, вызывающее 50%-ное снижение массы тестрастенийнаразличныхпочвахсущественно(ЕД50),варьироваловзависимости от их агрохимических характеристик. Так, минимальноезначение ЕД50 наблюдалось на инертном наполнителе – песке, не содержащеморганического вещества. Сравнение действия сим-триазинов в торфяной идерново-подзолистой почвах при дозах внесения, вызывающих 50%-ноеторможение роста растения-индикатора, показало, что в торфяной почвеингибирующее действие гербицида ниже, чем в дерново-подзолистой, поатразину – в 7.8 раз, по симазину – в 9.0 раз, по пропазину – в 9.3 раз, попрометрину – в 13.5 раз (Березовский и др., 1973)Следует отметить, что количество связанного гербицида можетзависеть не только от общего содержания органического вещества, но и откачества гумуса, определяемого вкладом ГК, ФК и гумина в состав гумуса(Hayes, 1970; Nelson et al., 1983).
Состав гумуса определяется типовойпринадлежностью почв(Орлов,1992)иво многом формирует ихдетоксицирующий потенциал по отношению к гербицидам.15ГК почв представляют собой наиболее реакционноспособную частьгумуса в отношении связывания органических соединений (Hayes, 1970;Орлов, 1990; Maqueda et al., 1990; Piccolo et al., 1992). Поэтому можноожидать, что возрастание содержания ГК в составе гумуса в зональногенетическом ряду от дерново-подзолистых почв к черноземам будетсопровождатьсяповышениемдетоксицирующегопотенциалапочв.Идействительно, высокое содержание гумуса (4-12% и более) в черноземах и,особенно, в черноземно-луговых почвах, наряду с высокой степеньюгумификации (содержание углерода ГК в общем углероде – более 40%)(Гришина, 1986) обуславливает исключительно высокую инактивирующуюспособность этих почв по отношению к гербицидам.О ведущей роли гуминовых кислот в адсорбции ацетохлорасообщается в работе (Wang and Liu, 2000).
На основе данных ИК и ЭПРспектроскопии авторы пришли к выводу о ведущей роли гуминовых кислот вадсорбции ацетохлора. При этом авторы полагают, что основным механизмомвзаимодействия ацетохлора с гуминовыми кислотами является водородноесвязывание, но не исключают также возможности образования комплексов спереносом заряда.При изучении адсорбционной способности почв по отношению кгербицидам трудно раздельно оценить вклад органической и минеральнойчастей, образующих единый глинисто-гумусовый комплекс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
