Влияние пестицидов на почвенные микроорганизмы и обеззараживание почвы - Микробиологическая индикация загрязнения окружающей среды

Пестициды - химические препараты, используемые для борьбы с вредителями и возбудителями болезней растений, сорняками, вредителями древесины и другого растительного сырья, пищевых продуктов и т. п. Пестициды относятся к разным классам органических и неорганических соединений.

По целевому назначению пестициды подразделяются на следующие основные группы: инсектициды - для уничтожения насекомых, акарициды - клещей, фунгициды - возбудителей грибных болезней сельскохозяйственных культур и древесных пород, бактерициды - возбудителей бактериальных болезней, нематоциды - возбудителей нематодных болезней, моллюскициды слизней, зооциды - вредных позвоночных, гербициды - сорняков. К пестицидам относиться также репелленты - средства, отпугивающие вредных насекомых, клещей и др.; аттрактанты - вещества, привлекающие насекомых, которых затем они уничтожают; хемостерилянты - препараты, вызывающие бесплодие у насекомых, клещей, грызунов.

Кроме своего непосредственного целевого воздействия пестициды оказывают многостороннее побочное влияние на биосферу, масштабы которого сравнимы с глобальными экологическими факторами.

Основная опасность пестицидов заключается во включении их в биологический круговорот. По токсичности для человека и теплокровных животных пестициды делят на 4 группы: сильнодействующие препараты, высокотоксичные, среднетоксичные, малотоксичные. Наиболее выраженным токсическим действием обладают пестициды хлорорганической и фосфорорганической групп, органические соединения меди, ртутьорганические соединения и производные фенола.

Почвенные микроорганизмы как компонент биогеоценозов испытывают разноплановое воздействие со стороны пестицидов, а как звено пищевых цепей участвуют в их передаче к высшим организмам и человеку. Так же почвенные микроорганизмы могут осуществлять трансформацию и минерализацию пестицидов. Они используют пестициды в качестве источника углерода и энергии. С этими процессами связана проблема детоксикации пестицидов в окружающей среде.

Численность чувствительных организмов сильно сокращается, или же они вообще исчезают из почвенных проб, загрязненных пестицидами. Сильнее всего снижается численность нитрификаторов от фунгицидов, значительно уменьшается количество почвенных грибов; бактерии и актиномицеты подавляются ими меньшей степени.

При внесении в почву некоторых пестицидов отмечена стимуляция роста микроорганизмов. Например, при внесении капана и паратионметила увеличивается численность многих групп бактерий, актиномицетов и сапротрофных грибов. В повышенных дозах паратионметил стимулирует целлюлозоразрушающие и нитрифицирующие бактерии. Линдан и дильдрин увеличивают численность аммонифицирующих, а атразин - нитрифицирующих бактерий. Многолетнее применение триазиновых гербицидов увеличивало число выделяемых из почвы видов грибов.

Отмечается также индифферентное отношение микроорганизмов к пестицидам. Например, установлено, что в производственных и даже повышенных дозах триазиновые гербициды не влияют на численность целлюлозоразрушающих микроорганизмов. В обычно применяемых дозах гербициды, как правило не токсичны или слабо токсичны для большинства микроорганизмов.

Установлено, что Phormidium tenne погибают при незначительных концентрациях 2,4-Д, а другие организмы (Chlorella vulgaris, Nostos punctiform) весьма устойчивы к действию этого гербицида. Ю. В. Круглов показал, что чувствительность водоросли Chlorella vulgaris к некоторым гербицидам приближается к чувствительности растений овса. Из этого можно сделать вывод, что Chlorella может быть использована как тест-организм при выяснении токсичности гербицидов для растений [8].

Для примера рассмотрим влияние пестицидов на взаимоотношения бобовых растений с клубеньковыми бактериями. Гербициды, ингибирующие фотосинтез (симазин, атразин), не действуют на образование клубеньков, но процесс азотфиксации подавляется ими вследствие недостатка ассимилятов для клубеньковых бактерий. Отдельные гербициды депрессируют активность находящихся в клубеньках бактерий и снижают азотфиксацию. Таким образом, для бобовых культур следует особенно тщательно подбирать гербициды и желательно употреблять их в сниженных дозах.

В целом, один и тот же пестицид может вызывать угнетение, стимуляцию и проявлять индифферентное отношение, даже если судить по одному и тому же показателю микробиологической активности.

Для тестирования остатков пестицидов, ТМ в почве и воде используется стандартный микробиотест. Он позволяет определить эффект суммарного присутствия всех токсикантов и токсическое действие широкого круга загрязнителей. Метод основан на получении водной почвенной вытяжки и количественной оценки в ней токсикантов по степени ингибирования одной из ключевых ферментных систем - люцеферазой, что количественно регистрируется биолюминаметром типа БЛМ 8101. В питательную среду на основе водной вытяжки (почва/вода - 1/10) высевают культуру Photobacrterium phosphoreum. Этим способом анализируются остатки пестицидов (ФОС, ХОП), нитриты и ТМ. В санитарно-эпидемиологических исследованиях наряду с прямым определением содержания патогенных микроорганизмов, также применяются методы индикаторных штаммов (или "почвенной закладки") и определения "токсикоза" почв. При этом в качестве тест-объектов используют Clostridium tetani, Cl. perfringens, Bacillus anthracis, Escherichia coli и др. Сущность метода "почвенной закладки" заключается в оценке соотношения вегетативных и споровых форм биоиндикаторов в стерильной и нативной почве. Степень токсичности ("токсикоза") почв определяют по проценту пророста индикаторных бактериальных штаммов, т. е. по отношеннию образовавшихся колоний к количеству посевов. Показатель токсичности рассчитывается как величина обратная проросту. Токсичность почвы ранжируется по восьми классам опасности.

Похожие статьи




Влияние пестицидов на почвенные микроорганизмы и обеззараживание почвы - Микробиологическая индикация загрязнения окружающей среды

Предыдущая | Следующая