Детоксицирующая способность почв и выделенных из них гуминовых кислот по отношению к гербицидам (1098309), страница 13
Текст из файла (страница 13)
12) биомассарастений снижалась в среднем на 75% уже после внесения наименьшейдозы гербицида. При этом дальнейшее увеличение дозы атразина неприводило к изменению этого показателя. На дерново-подзолистойпочве под лесом наблюдался более плавный ход указанной зависимости.Наибольшаяустойчивостьктоксическомудействиюатразинанаблюдалась на черноземах, а также на темно-серой лесной почве.Внесение дозы атразина, соответствуюшей 1 кг/га, вызывало снижениебиомассы на этих почвах в среднем на 30%. При этом по мередальнейшего увеличения дозы атразина наблюдалось постепенноеснижение тест-отклика до уровня 30% от контроля.82100D,%Дерново-подзолистыелеспахог80604020001001D,%24Серые лесныелеспахТСлес806040200012типоблугЧерноземыD,%1004806040200012Доза атразина, кг/га4Рис.
12. Зависимость тест-отклика от дозы внесения атразина наисследуемых почвах, где D,% - наземная воздушно-сухаябиомасса пшеницы при различных дозах внесения гербицида.83Как видно из ряда почв, представленного на рис. 13, самой высокойдетоксицирующей способностью характеризовались черноземные почвы.Существенное влияние вида использования наблюдалось на дерновоподзолистой огородной почве, для которой, так же, как и в случае стрифлуралином,былоотмеченозначительноеснижениедетоксицирующей способности по сравнению с целинным вариантом.SD,%7060Пд лес50Пд огПд пах40ЧлугТСлесЧоб ЧтипСЛпахСЛлес3020100Рис. 13. Суммарная детоксицирующая способность (SD) исследуемыхпочв по отношению к атразину.Для установления взаимосвязей между способностью почвы снижатьтоксичность атразина и ее химическими свойствами был проведенкорреляционный анализ между приведенными выше результатамилабораторно-вегетационногоопытаихарактеристикамипочв,представленными в таблицах 1 и 2.
В результате удалось установитьзначимуюкорреляциюмеждувеличинойSDиследующимипоказателями: содержанием в почве Сорг (r=0,67, P=95%); Сгк/Собщ(r=0,71, P=95%); Сгк/Сфк (r=0,80, P=95%).Таким образом, в отличие от трифлуралина, детоксицирующаяспособность исследуемых почв по отношению к атразину определяласьпрежде всего их типовой принадлежностью и возрастала с ростомсодержания в почве органического вещества и гуминовых кислот в егосоставе.84Послезавершениялабораторно-вегетационного эксперимента былпроведен анализ всех исследованных почв на содержание остаточныхколичеств атразина и его метаболитов. Как показали результатыхроматографическогобиотестированияопределения,обнаруживалисьвпочветолькопослепроведенияостаточныеколичестваатразина, а его метаболиты практически полностью отсутствовали.
Дваметаболита-дезизопропил-атразинидезэтил-атразин-былиобнаружены только в одном случае - в пахотном варианте дерновоподзолистой почвы.Наибольшее количество атразина (21-35% от внесенного) извлекалосьиз черноземных почв (рис. 14), наименьшее -- из дерново-подзолистойпочвыподлесом(12%отвнесенного).Изподвергавшихсяизвесткованию окультуренных вариантов дерново-подзолистой почвы состепенью насыщенности основаниями 95% извлекалось атразина на 78% больше, чем из почвы под лесом (степень насыщенностиСтепень извлечения атразина,% от внесенногооснованиями 23%).Чоб3530252015ТСлесЧтипЧлугПд пах Пд огСЛлесСЛпахПд лес1050Рис.
14. Степень извлечения остаточных количеств атразина изразличных почв при дозе внесения 1 кг/га.Интересно отметить, что степень извлечения остаточныхколичеств атразина из всех исследованных почв оставалась постояннойвнезависимостиотдозывнесениягербицида.Данныйфакт85продемонстрирован рисунком 15, где приведены степени извлеченияатразина из трех типов пахотных почв при дозах гербицида,соответствующих внесению 1, 2 и 4 кг/га.Пд пахСЛ пахЧобИзвлекаемое количествоатразина, % от внесенного50403020100124Доза атразина, кг/гаРис. 15. Степень извлечения остаточных количеств атразина из пахотныхвариантов различных почв в зависимости от дозы внесениягербицида.Сопоставлениевысокойстепениизвлеченияатразинаизчерноземов типичного и обыкновенного, а также из темно-серой леснойпочвы с наблюдаемой в этих почвах максимальной детоксикациейгербицида может свидетельствовать о переходе атразина в нетоксичнуюформу в результате связывания с органическим веществом почв.
Повидимому, образующиеся ассоциаты настолько прочны, что они неразрушаются при контакте с почвенным раствором, тем самымобусловливая снижение биоусвояемости атразина. Однако при введенииорганического растворителя, по-видимому, происходит разрушениеассоциатов и атразин извлекается в неизмененном состоянии.Принимая во внимание установленную ведущую роль органическоговещества и ГК в процессах инактивации атразина и сопоставляя данныехроматографического анализа исследуемых почв с показателями ихдетоксицирующей способностью по отношению к атразину, следует86отметить некоторые особенности детоксикации атразина в различныхпочвах. Так, значительная детоксикация атразина достигалась не толькона черноземных почвах, но также на целинной дерново-подзолистойпочве под лесом, характеризующейся самой кислой реакцией среды(рНсол 4,2) среди всех исследованных почв. Здесь следует отметить, чтопри уменьшении значения рН почвенного раствора адсорбция симтриазинов усиливается вследствие более благоприятных условий дляпротекания реакций протонирования молекул гербицида (Кэлдербенк,1993).
Исследованиями Wang et al. (1991) было показано, чтомаксимальное связывание ГК с молекулами атразина происходило прирН 3,05 в отсутствие конкурирующих катионов и при повышенииконцентрации ГК в растворе. По данным McGlamery & Slife (1966),адсорбция атразина Н+ -насыщенными гуминовыми кислотами в 10 разпревышала адсорбцию Са2+ -насыщенными ГК.С другой стороны, в почвах с низким значением рН может происходитькислотный гидролиз атразина и образование его нефитотоксичныхпроизводных, что может вызвать существенное снижение токсическогоэффекта гербицида (Керни, Кауфман, 1971). Однако, как показалирезультаты хроматографического анализа, во всех исследованных намипочвенных образцах, в том числе и в целинном варианте дерновоподзолистой почвы 2-гидроксиатразин отсутствовал.
Насыщенностькальцием черноземных почв, по-видимому, облегчала десорбциюатразина; в то же время связывание с органическим веществомспособствовало снижению токсического эффекта гербицида.Низкая детоксикация атразина наблюдалась в окультуренном вариантедерново-подзолистой почвы (ПДпах), а также в целинной и пахотнойсерых лесных почвах, что, вероятно, явилось следствиемнизкойобеспеченности этих почв органическим веществом.
В то же времясодержание органического углерода в дерново-подзолистой огородной87почве составляло 4,8%, что сравнимо с аналогичным показателем длячерноземов. Однако данная почва обладает относительно низкойдетоксицирующей способностью, что указывает на значительную ролькачественного состава органического вещества в процессах связываниягербицида:представленноенегумифицированнымивосновномрастительнымислаборазложившимисяостаткамиорганическоевещество огородной почвы, по-видимому, менее реакционноспособно поотношению к атразину. Данная почва также характеризовалась самойнизкойдетоксицирующейспособностьюипоотношениюктрифлуралину, что еще раз указывает на важную роль ГК в процессахдетоксикации гербицидов.Препараты ГК.Изучение детоксицирующей способности выделенных препаратов ГК поотношениюкатразинупроводилосьметодомальгологическогобиотестирования.
Детоксицирующая способность ГК оценивалась поинтенсивности фотосинтетической активности хлореллы в присутствиипоследовательно возрастающих концентраций ГК (1, 2, 3, 5, 10 мг/л) ипри постоянной концентрации атразина (2,2*10−7 М). Аналогичнотоксикологическому эксперименту на препаратах ГК с трифлуралином,выбранная концентрация гербицида вызывала 50%-ное снижениеотклика биотеста. Регистрировалось влияние самих ГК на тест-объект.Как видно из рис. 16, максимальная детоксицирующая способностьнаблюдалась для ГК черноземов: при концентрациях ГК 2-3 мг/л88Дерново-подзолистыеD,%80Пд лесПд пахПд ог6040200-20 01235Cерые лесныеD,%10СЛлес80СЛпах60402000123510ЧерноземыD,%806040ЧлугЧтип2000123Концентрация ГК, мг/л510Рис. 16.
Детоксицирующая способность ГК, выделенных из исследуемыхпочв, по отношению к атразину в зависимости от концентрацииГК в тестируемой среде (концентрация атразина -- 2.2*10-7 М).89токсичность атразина снижалась в среднем на 65-70%. Для ГК серыхлесных почв показатель D был ниже и составил в среднем 50%. Самойнизкой детоксицирующей способностью (8-15%) характеризовались ГКиз дерново-подзолистых почв.Сравнение суммарной детоксицирующей способности (SD) препаратовГКпоотношениюкатразину (рис.17) показалоулучшениедетоксицирующих свойств ГК при переходе от дерново-подзолистыхпочв к черноземам. ГК из распаханных вариантов характеризовалисьнекоторым снижением SD по сравнению с ГК целинных почв.60ЧлугSD,%Чтип50СЛлес40СЛпах30Пд лес Пд пах2010Пд ог0Рис. 17.
Суммарная детоксицирующая способность (SD) препаратов ГКпо отношению к атразину.Корреляционный анализ данных по детоксицирующей способности ГК иблока их структурных параметров (табл. 3 и 4) показал, что для атразина,как и для трифлуралина, наиболее тесная взаимосвязь наблюдаласьмеждудетоксицирующейспособностьюГКисоотношениемароматических и алифатических фрагментов в молекуле ГК (r=0.80,P=95%).Для выявления роли гуминовых кислот в процессах детоксикацииатразина в условиях почвенной среды было проведено сопоставлениерядовпочвиГК,построенныхповозрастаниюсуммарнойдетоксицирующей способности (SD) по отношению к атразину:90почвы:ПДпах ≅ ПДог ≅ СЛпах ≅ СЛлес < ПДлес < Чтип < Члуг.ГК:ПДог < ПДпах ≅ ПДлес < СЛпах < СЛлес < Чтип < Члуг.Сопоставление приведенных последовательностей свидетельствует опрактически полной их идентичности, за исключением целинноговарианта дерново-подзолистой почвы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
