Vliv pesticidů na půdní mikroflóru

Pokud se pesticidy aplikují přímo na půdu nebo když do půdy vniknou srážky, mohou být v ní uloženy po dlouhou dobu a mají určitý účinek na půdní mikroflóru, která činí 80 až 100 milionů nebo více v 1 cm3 půdy. Povaha a stupeň tohoto účinku se liší a závisí na vlastnostech a míře spotřeby samotného přípravku, době jeho uchování v půdě, druhovém složení mikroorganismů, mechanickém složení a struktuře půdy, teplotě, vlhkosti, mikrobiologické aktivitě půdy a dalších faktorech.

Účinek pesticidů je hodnocen na hlavní skupiny půdních mikroorganismů stanovením jejich přítomnosti v půdě a poměru mikroorganismů z různých skupin před a po ošetření pesticidy.

Přímý účinek na půdu je hodnocen několika ukazateli, které se používají v půdní vědě. Nezapomeňte posoudit účinek léků na hlavní skupiny půdních mikroorganismů, které se provádí stanovením jejich přítomnosti v půdě a poměru mikroorganismů různých skupin k ošetření a po ošetření pesticidy..

Kromě toho je stanovena aktivita nitrifikačních bakterií, jakož i dusíkatých fixantů - azotobakterií. Inhibice nitrifikačních bakterií způsobuje narušení metabolismu dusíku a hromadění toxických dusičnanů v půdě.

Půdní mikroorganismy mají různou citlivost na insekticidy. Se komplikací buněčné struktury mikroorganismů je pozorováno zvýšení citlivosti na tyto sloučeniny. Citlivost určitých skupin mikroorganismů na insekticidy roste v řadě: bakterie, aktinomycety, houby. I u bakterií jsou nitrifikační a některé aerobní bakterie, které rozkládají celulózu, citlivější na insekticidy než azotobakterie. Proto dlouhodobé a systematické používání insekticidů může způsobit určitou restrukturalizaci mikrobiální cenózy půdy a akumulaci celulózy z rostlinných zbytků v ní..

Fungicidy používané k obalování semen negativně ovlivňují mikroflóru půdy. Přípravky používané k ochraně rostlin před chorobami během vegetačního období neovlivňují počet půdních mikroorganismů.

Herbicidy se v půdě poměrně rychle rozkládají a použití v doporučených normách obecně nepříznivě neovlivňuje mikroflóru půdy. S jejich přímým zaváděním do půdy, zejména při zvýšených dávkách, jsou pozorovány dočasné přestavby v mikroflóře. Někdy nastává krátká doba deprese aktivity mikroflóry, která je obnovena díky výskytu stabilních mutantních forem nebo kvůli tvorbě enzymů, které hydrolyzují léčivo.

V závislosti na rychlosti rozkladu drogy v prostředí jsou všechny moderní drogy rozděleny do šesti skupin:

1. doba rozkladu kratší než tři měsíce-
2. tři až šest měsíců-
3. šest až dvanáct měsíců-
4. dvanáct až osmnáct měsíců-
5. dva roky-
6. s dobou úplného rozkladu delší než dva roky.

Je zřejmé, že rychlost rozkladu pesticidu závisí nejen na jeho fyzikálně-chemických vlastnostech a struktuře, ale také na půdních a klimatických podmínkách regionu. V horkém a vlhkém podnebí je tedy rozklad jakéhokoli organického pesticidu rychlejší než v chladném a suchém prostředí. V tomto ohledu je výše uvedená klasifikace pesticidů podle rychlosti jejich rozkladu v životním prostředí podmíněna, protože stejný přípravek za různých klimatických podmínek se rozloží v jiném časovém období (obr.)..

V závislosti na prostředí, faktory ovlivňující rozklad toxické změny. V atmosféře jsou páry pesticidů vystaveny slunečnímu záření, vodě a kyslíku a v některých případech ozonu. Hlavní reakce rozkladu pesticidů v atmosféře jsou: hydrolýza vodními parami, oxidace kyslíkem a ozonem, jakož i fotochemické transformace. Čím intenzivnější osvětlení, tím rychlejší je rozklad léčiva v atmosféře. Kromě toho je část léčiva dispergována v horní atmosféře. Ve většině případů dochází k rychlému rozkladu léčiv a končí během několika hodin. Ne vždy však dochází k fotochemickému rozkladu při tvorbě nejjednodušších oxidačních produktů původního pesticidu. V některých případech se vytvářejí komplexní kondenzační produkty, které pak padají do vodních útvarů a do půdy, kde dochází k jejich další destrukci. To je obzvláště často pozorováno u komplexních sloučenin obsahujících dusík, jako je například substituovaná močovina nebo dinitroaniliny..

Ve vodních systémech zahrnuje rozklad pesticidů nejen chemické faktory (oxidační a hydrolytické reakce), ale také hydrobionty, v jejichž těle dochází k rozkladu léčiv. Perzistentní drogy se mohou hromadit v těle vodních organismů, což v některých případech nepříznivě ovlivňuje životní aktivitu a někdy vede k jejich smrti. Organické sloučeniny fosforu, syntetické pyrethroidy, estery karboxylových kyselin, kyselina karbamová a deriváty kyseliny thiokarbamové, herbicidy močoviny atd. Se ve vodním prostředí rychle ničí..

Fotochemický rozklad pesticidů ve vodním prostředí probíhá v různých směrech, ale hlavně při tvorbě konečně jednoduchých produktů.

Pesticidy v půdě se mění nebo úplně rozkládají v důsledku fyzikálně-chemických procesů, mikrobiologického rozkladu, absorpce vyššími rostlinami, půdní fauny. Jsou odstraňovány z půdy v důsledku povětrnostních podmínek, odpařování vodní páry, vyluhování vodou, odstranění rostlin.

Jednotlivé rozkladné procesy pesticidů v půdě do značné míry závisí nejen na jejich vlastnostech, ale také na vlastnostech půdy, klimatických a environmentálních faktorech..

Pesticidy zavedené do půdy snižují jejich biologickou aktivitu v důsledku adsorpce jejich půdními koloidy. Stupeň adsorpce většiny insekticidů a herbicidů je zvýšen v půdě obsahující humus ve srovnání s hlínou. Je stanovena závislost adsorpce na pH a hydrolytické kyselosti půdy. Například adsorpce 2,4-D a 2M-4X se zvyšuje s klesajícím pH půdního roztoku. Kromě adsorpce přípravků jsou kromě obsahu a vlastností půdního humusu důležité mechanické složení a obsah jílových a křemičitých frakcí v půdě..

Srážení a teplota také ovlivňují adsorpci toxických látek. To má praktický význam, protože aplikace herbicidů na půdu za chladného a vlhkého počasí je doprovázena jejich adsorpcí v povrchové půdní vrstvě, takže jsou chráněny před vyluhováním a rozkladem.

Ztráta pesticidů z půdy v důsledku odpařování vodní párou je charakteristická zejména u herbicidů s vysokým tlakem par, jako je gesagard, duální, eradikan, treflan. Začlenění takových přípravků ihned po postřiku půdy výrazně snižuje jejich ztráty ve formě páry.

Pesticidy se mohou rozkládat pod vlivem slunečního světla. Navíc v procesu fotooxidace některých z nich, jakož i jejich metabolitů, hraje významnou roli ultrafialové záření s dlouhou vlnou (290–400 mmk). Vlivem slunečního záření ztratí herbicidy i insekticidy svou toxicitu..

E.M. Mishustin (1964) zdůraznil, že neexistují žádné formy organických přírodních a umělých sloučenin, které nebyly použity jako zdroj potravy pro určité typy půdních mikroorganismů. Bakterie, které se podílejí na transformaci a detoxikaci pesticidů, se týkají především spórových forem: Pseudomonas, Arthrobacter, Mycobacterium.

Dobře Actinomycetales největší zájem je rod Nocardia. Mezi nižšími houbami jsou druhy příbuzné Fusarium, Aspergillus, Pénicillium. K účinné detoxikaci však dochází, pouze pokud se drogy používají v koncentracích, které nejsou pro tyto organismy toxické..

Pro zvýšení role mikroorganismů při přeměně pesticidů je nutné zavést do půdy aktivní formy a vytvořit vhodné podmínky pro jejich život.

Mechanismus metabolismu pesticidů pod vlivem půdních mikroorganismů je redukován na následující hlavní reakce: dehalogenace, dealkylace, oxidace, redukce, hydrolytické štěpení etherové vazby.

Dealkylace je nehydrolytická cesta rozkladu v půdě určitých skupin herbicidů, jako jsou herbicidy vázané etherem (2,4-D, 2M-4X).

Hydrolytická cesta rozkladu v půdě je charakteristická pro pesticidy, které zahrnují estery a amidy.

Při rozkladu insekticidů a herbicidů má velký význam jejich oxidace v půdě mikroorganismy. Mezi moderní insekticidy jsou syntetické pyrethroidy obecně odolnější vůči mikrobiologické degradaci než organofosfáty a karbamáty..

Fungicidy používané pro ošetření semen a postřik rostlin během vegetačního období se v půdě vlivem mikroflóry méně rozkládají silným baktericidním a fungicidním účinkem..

Absorpce a odstraňování pesticidů z půdy rostlinami do značné míry závisí na jejich druhových vlastnostech. Podle některých zpráv se za stejných podmínek (typ půdy, teplota a vlhkost půdy, míra spotřeby drog) odstraní z půdy méně insekticidů v oblastech, kde se pěstuje hrášek a brambory, a hlavně kde se pěstuje kukuřice. Obecně platí, že na plodinách řádkových plodin a na parním poli dochází k intenzivnějšímu detoxikaci pesticidů, což je spojeno s aktivními mikrobiologickými procesy.

Zvláštní role při odstraňování herbicidů z půdy patří rostlinám, které jsou vůči těmto látkám rezistentní v důsledku přítomnosti mechanismů rychlé detoxikace pomocí enzymových systémů v nich. Rychlost rozkladu pesticidů závisí také na stáří rostlin. U mladých rostlin se tento proces vyskytuje rychleji než ve starých rostlinách kvůli vyšší fyziologické aktivitě.