Введение 3
Глава 1. Литературный обзор 5
1.1 Общая характеристика пестицидов 5
1.2 Гербициды 6
1.3 Экологические аспекты применения гербицидов 12
1.4 Применение ПГА в качестве разрушаемой основы для доставки гербицидов .. 13
1.5 Биологическая деградация ПГА 15
1.6 Влияние пестицидов на почвенную микрофлору 17
Глава 2. Материалы и методы 19
2.1 Материалы 19
2.2 Хроматографические методы исследования 21
2.3 Эксперимент в почвенных микроэкосистемах 22
2.4 Эксперимент в полевых условиях 23
2.5 Микробиологические методы исследования 24
Глава 3. Результаты и обсуждения 26
3.1 Анализ выхода гербицидов в почву 26
3.2 Влияние депонированных гербицидов на почвенную микрофлору 29
3.3 Влияние депонированных гербицидов на ризосферную микрофлору пшеницы и
ячменя в полевых условиях 32
Заключение 37
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 39
При переходе с экстенсивных на интенсивные методы ведения сельского хозяйства агрономы стали активно использовать различные химические препараты для борьбы с насекомыми-вредителями, сорняками и болезнями культивируемых видов растений. Классическое использование химикатов в агрокультуре в жидком и порошкообразном виде не всегда обеспечивает адресную доставку препарата и приводит к нежелательным побочным эффектам, таким как их включение в пищевые цепи, а также их распространение и накопление в окружающей среде. Этот факт, конечно же, противоречит всемирной борьбе за охрану окружающей среды. Пестициды, обладающие мутагенным и канцерогенным действием, попав в организм человека, могут нанести вред здоровью [1].
Одним из приемов сокращения распространения и аккумуляции поллютантов в биосфере является разработка препаратов с адресным и контролируемым выходом действующего вещества. Для этого используются различные матрицы, способные постепенно разрушаться в почве и обеспечивать плавный выход препаратов. Биоразрушаемые полимеры, такие как полигидроксиалканоаты (ПГА), обладают подходящими свойствами и могут применяться в качестве основы для создания сельскохозяйственных препаратов с контролируемым выходом [2].
Микрофлора почвы играет основную роль в разрушении полимерной основы депонированных препаратов, а также ответственна за деградацию пестицидов в почве и её очищение от поллютантов [3], поэтому важным аспектом применения препаратов с контролируемым выходом является изучение их влияния на почвенные микроорганизмы.
Целью проделанной работы было исследование возможности применения поли(З-гидрокисбутирата) [П(ЗГБ)] в качестве носителя для депонирования гербицидов и оценка влияния полученных препаратов на почвенную микрофлору.
В задачи исследования входило:
1. Провести детекцию и оценку выхода в почву гербицидов (метрибузина, трибенурон-метила, феноксапроп-п-этила), депонированных в разрушаемую основу из П(3ГБ) и филлеров, методами хроматографического анализа.
2. Исследовать влияние депонированных гербицидов (метрибузина, трибенурон-метила, феноксапроп-п-этила) на численность и соотношение эколого-трофических групп микроорганизмов в почве.
3. Оценить влияние депонированных препаратов метрибузина и трибенурон-метила на ризосферную микрофлору пшеницы и ячменя в полевом опыте.
В результате проведенной работы были сделаны следующие выводы:
1. Выход гербицидных препаратов в почву зависит, как от состава разрушаемой основы, так и от растворимости действующего вещества. Максимальный выход был зарегистрирован для метрибузина (80,1%), минимальный - для феноксапроп-п-этила (2,3 %). Пик высвобождения приходится на 34-48-е сутки. Для получения препаратов с замедленным выходом рекомендуется применять опилки в качестве филлера.
2. Использование торфа и опилок в качестве филлера приводит к росту количества копиотрофных бактерий. В работе использование всех типов депонированных гербицидов уменьшало количество прототрофов, олиготрофов и азотфиксаторов и снижало коэффициенты минерализации и олиготрофности. Препараты, содержащие трибенурон-метил, увеличивали численность микромицетов.
3. Внесение депонированных форм метрибузина и трибенурон-метила в почву не подавляло рост копиотрофоных бактерий и увеличивало численность микромицетов в ризосфере растений пшеницы и ячменя по сравнению с отрицательным контролем. Численность микроорганизмов в ризосфере растений была стабильной при внесении депонированного трибенурон - метила, но в то же время при внесении его свободной формы наблюдали резкий всплеск численности бактерий в почве. Влияние депонированного метрибузина на ризосферную микрофлору достоверно не отличалось от влияния традиционной послевсходовой обработки растений раствором метрибузина.
4.Экспериментальные гербицидные препараты, депонированные в биоразрушаемую основу, не обладают серьезным токсическим действием и не создают предпосылок для нарушения экологического баланса в микробном сообществе почвы.
