ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ - Екотоксикологічне обгрунтування застосування пестицидів при вирощуванні зернових колосових в Лісостепу та Степу України
Актуальність теми. Широке використання хімічних засобів захисту зернових колосових культур від хвороб, шкідників та бур'янів, за умов дотримання технології їх застосування, дає можливість значно зменшити втрати зернової продукції від шкідливих організмів, отримувати рік у рік стабільно високі врожаї на великих площах.
Однак, всі пестициди - біологічно активні речовини. Розуміння закономірностей динаміки вмісту пестицидів, часу їх зберігання в зерновому агроценозі, взаємодії з живими організмами, впливу на процеси, від яких залежить якість продукції, особливо важливе для їх безпечного застосування.
В останній час зростає кількість публікацій про негативні екологічні наслідки та шкідливу дію на навколишнє середовище ряду пестицидів. Небезпека хімічного методу нерозривно пов'язана з якісними параметрами сучасного асортименту пестицидів, а також із рівнем наукових розробок, які забезпечують обгрунтовані нормативи, регламенти використання препаратів і розкривають з максимальною повнотою вплив хімічних речовин на агроценози, характер їх міграції й метаболізму в живих організмах та природних середовищах. Застосування засобів хімізації у сучасних технологіях вирощування сільськогосподарських культур приводить до того, що ці засоби вступають у складні процеси взаємодії з рослиною та навколишнім середовищем, характер яких неможливо передбачити без теоретичного та експериментального обгрунтування.
Отже, екотоксикологічне обгрунтування застосування пестицидів при вирощуванні зернових колосових культур є актуальною і важливою проблемою.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась у 1997-2005 рр. в рамках програм "Сформувати асортимент нових пестицидів, розробити та удосконалити технології їх застосування", номер ДР 01970012336; "Дати теоретичне обгрунтування раціонального застосування пестицидів в інтегрованій системі захисту рослин", номер ДР 0101V003860; "Розробити методи визначення нових пестицидів та продуктів їх розпаду і перетворення у рослинах, грунті і воді", номер ДР 0104V002902.
Мета і завдання дослідження. Мета дослідження полягала в екотоксикологічному обгрунтуванні використання пестицидів сучасного асортименту при вирощуванні зернових колосових культур в Лісостепу та Степу України.
Дослідження були спрямовані на вирішення таких завдань:
Характеристика властивостей пестицидів сучасного асортименту різних органічних класів (піретроїдів, бензимідазолів, триазолів, фосфорорганічних сполук) за полярністю;
Розробка та уніфікація методик визначення сучасних пестицидів в рослинах, зерні озимої пшениці та ярого ячменю;
- уніфікація алгоритму систематичного аналізу різнополярних пестицидів в рослинах, зерні озимої пшениці та ярого ячменю;
Вивчення динаміки вмісту та швидкості детоксикації пестицидів сучасного асортименту в рослинах і зерні озимої пшениці та ярого ячменю;
- - визначення ступеня небезпеки застосування різнополярних пестицидів при вирощуванні зернових колосових в Лісостепу та Степу України; - вивчення впливу біорегулятору росту на швидкість розпаду пестицидів в рослинах зернових колосових культур;
Вивчення впливу біологічно активних сполук на азотний метаболізм (накопичення нітратів, нітратредуктазна активність), активність окисно - відновних ферментів та якість урожаю зернових колосових.
Об'єкт дослідження: екотоксикологія хімічних засобів захисту озимої пшениці та ярого ячменю при вирощуванні в Лісостепу та Степу України.
Предмет дослідження: екотоксикологічний моніторинг пестицидів та біорегуляторів росту рослин в агроценозі зернових колосових культур (методи визначення, динаміка детоксикації, ступінь екологічної небезпеки застосування).
Методи дослідження. Лабораторні та польові досліди проводились за загальноприйнятими методиками (Трибель С. О., 2001), визначення дипольних моментів пестицидів - за АС №1296930 (Кавецький В. М., Бублик Л. І.), Деклараційним патентом № 67956 (Бублик Л. І., Гаврилюк Л. Л., Панченко Т. П.) методом тонкошарової хроматографії. Визначення залишків пестицидів в рослинах, зерні, грунті проводилось фізико-хімічними методами аналізу (тонкошарова і газорідинна хроматографія) за офіційно затвердженими та розробленими в лабораторії аналітичної хімії пестицидів методиками з використанням кінетичних методів та комп'ютерного моделювання; вмісту нітратів - потенціометричного, нітратредуктазної активності - колориметричного, активності окисних ферментів - колориметричного та титриметричного методів. Оцінка екологічної небезпеки застосування пестицидів здійснювалась за 7-ми бальною інтегральною класифікацією за ступенем небезпеки (Васильєв, Кавецький, Бублик, 1989). Отримані експериментальні дані оброблялись методами дисперсійного аналізу та варіаційної статистики за Стьюдентом.
Наукова новизна одержаних результатів. Підтверджено залежність фізико-хімічних та токсичних властивостей пестицидів сучасного асортименту від їх полярності, яка визначається за величиною дипольного моменту (µ) сполук. Доведено, що більшість інсектицидів та фунгіцидів сучасного асортименту, які використовуються для захисту озимої пшениці та ярого ячменю, відносяться до малополярних сполук (µ від 2 до 6 Д) 4-5-го ступеня небезпеки. До неполярних (µ від 0 до 2 Д) та більш небезпечних сполук (3-4 ступеня) відносяться інсектициди з класу піретроїдів. Встановлено залежність швидкості детоксикації пестицидів в рослинах від їх полярності, яка для рослин озимої пшениці описується рівнянням: KРоз. = 0,10 + 0,024м, а для рослин ярого ячменю: kРоз.= 0,10 + 0,036м. Значення розрахункової константи швидкості детоксикації KРоз. cпівпадають з експериментальними даними (k, доба-1) з коефіцієнтом детермінації 0,7 - 0,9.
Обгрунтовано застосування показників µ та k для нормування та регламентації екологічно безпечного застосування пестицидів при вирощуванні зернових колосових в Лісостепу та Степу України за моделлю CT = C0 e-kt .
Доведено, що показники азотного метаболізму (вміст нітратів, нітратредуктазна активність) та активність окисних ферментів в рослинах озимої пшениці та ярого ячменю корелюють з полярністю біологічно активних сполук. Так, диметоат, близький за полярністю до Емістиму С, при певних умовах діє як біорегулятор. Теоретично обгрунтовано застосування регуляторів росту (на прикладі Емістиму С) окремо або в комплексі з менш полярними пестицидами в роки з несприятливими умовами (дефіциту вологи) у фазу розвитку рослин - виходу в трубку.
Практичне значення одержаних результатів. Розроблено алгоритм екстракційно-хроматографічного систематичного аналізу різнополярних пестицидів в рослинах та зерні, який дозволяє вибрати оптимальні умови визначення і скоротити час та матеріальні витрати при проведенні їх моніторингу.
Розроблено та затверджено Міністерством екології та природних ресурсів як офіційні методики визначення бета-цифлутрину та пендиметаліну в зернових, грунті та воді методами тонкошарової та газорідинної хроматографії з чутливістю визначення 0,01-0,001 мг/кг, які дозволяють проводити контроль залишків пестицидів на рівні гігієнічних нормативів. Методики можуть використовуватися санітарно-епідеміологічними станціями МОЗ України та країн СНД, агрохімічними контрольно-токсикологічними лабораторіями Міністерства АПК України та іншими лабораторіями, що займаються визначенням залишкових кількостей пестицидів в продуктах харчування та сільськогосподарській продукції.
Проведено екотоксикологічний моніторинг пестицидів в агроценозі зернових колосових культур і доведено, що удосконалення асортименту пестицидів можливе за рахунок препаратів 4-5 ступеня небезпеки, ефективних з малими нормами витрати. За результатами моніторингу препарати Бульдок, 2,5% к. е.; Ципі, 25% к. е.; Лептоцид, 2,5% к. е. включені в "Перелік пестицидів і агрохімікатів, дозволених до використання в Україні".
Особистий внесок здобувача. Постановка та проведення експериментів; розробка методик визначення сучасних пестицидів; вивчення динаміки їх вмісту в рослинах та грунті; статистична обробка одержаних результатів та висновки.
Апробація результатів дисертації. Основні результати досліджень було викладено на науково-методичній конференції "Сталий розвиток агроекологічних систем в умовах обмеженого ресурсного забезпечення" (Київ, 1998); Міжнародній науково-виробничій конференції "Наукове забезпечення агропромислового виробництва" (Одеса, 1999); Міжнародній науковій конференції "Інтегрований захист рослин на початку XXI століття " (Київ, 2004).
Матеріали дисертаційної роботи обговорювалися на засіданнях вченої ради Інституту захисту рослин УААН (Київ, 2000-2005).
Публікації. За результатами досліджень опубліковано 15 наукових праць, в тому числі у фахових виданнях за темою дисертаційної роботи - 8 статей, методичних вказівок - 2, тез - 5.
Структура та обсяг дисертації. Дисертація викладена на 170 сторінках комп'ютерного тексту, складається із вступу, 2 розділів, висновків, пропозицій виробництву, 4 додатків; містить 22 таблиці і 25 рисунків. Список використаних джерел включає 251 найменування вітчизняних та зарубіжних авторів.
Похожие статьи
-
Актуальність теми. Розробка цілісної системи боротьби з бур'янами - це важливий етап ефективного використання виробничих ресурсів та біологічного...
-
Актуальність теми. Стабілізація виробництва продовольчого і кормового зерна і, в першу чергу, зерна озимої пшениці - завдання, над яким працювали і...
-
Генетичний вегетація зерно Лівобережний Лісостеп України, що є одним із основних виробників продовольчого зерна озимої пшениці, характеризується...
-
Нематода буряк зволоження Актуальність теми. Цукрові буряки для України є однією із найбільш важливих сільськогосподарських культур і одним із головним...
-
Актуальність теми. В Україні середня врожайність гречки складає 6,9 ц/га, а валове виробництво її зерна складає близько 274,6 тис. тонн, що не...
-
Аналіз результатів спеціальних досліджень з питань механізмів шкодочинності бур'янів в посівах зернових культур розкрив значну мінливість і...
-
Актуальність теми. До числа невирішених проблем сучасного тваринництва відноситься зниження рівня природної стійкості тварин, викликаного різними...
-
Актуальність теми. На сучасному етапі розвитку агропромислового комплексу України головним завданням сільськогосподарських товаровиробників є збільшення...
-
Огляд літератури. У розділі надається аналіз літературних джерел щодо підвищення ефективності засобів регулювання шкодочинності бур'янів, системного...
-
Актуальність роботи. Незадовільний сучасний стан водокористування при зрошенні в ринкових умовах потребує вдосконалення водокористування з метою...
-
В дисертації наведено теоретичне узагальнення і вирішення наукової проблеми по обгрунтуванню способів обмеження розповсюдження і шкодочинності бур'янів в...
-
НАУКОВІ ОСНОВИ ПІДВИЩЕННЯ ВРОЖАЙНОСТІ ТА ЯКОСТІ ОЗИМОЇ ПШЕНИЦІ ЗА РАХУНОК ЕЛЕМЕНТІВ ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОЩУВАННЯ (ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ) На підставі вивчення...
-
Актуальність теми. Грунтово-кліматичні умови Південного берега Криму унікальні з погляду оброблення винограду для одержання високоякісних десертних вин....
-
ВСТУП У розділі викладено актуальність теми; зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами; мету і завдання досліджень; наукову новизну та...
-
Актуальність теми. Одним із важливих завдань прикладної фізіології рослин є інтенсифікація виробництва сільськогосподарської продукції з одночасним...
-
Актуальність теми. Серед головних завдань агропромислового комплексу України важливе значення має збільшення врожайності кукурудзи як однієї з провідних...
-
Відомо, що різні сорти озимої пшениці по-різному реагують на ранні і пізні строки осінньої сівби. Однак відомості з використання різних строків сівби в...
-
Площа листкової поверхні. У дослідах середня площа листкової поверхні складала 45,3 тис. м2/га. Вищою вона була після таких попередників як соя (55,1...
-
Остеометричний скелет ссавці Актуальність теми. Серед розмаїття біологічного матеріалу, який є об'єктом судової ветеринарної експертизи, суттєве значення...
-
Зростання виробництва зерна високої якості та більш раціональне його використання є однією з головних проблем сучасного сільського господарства України....
-
Актуальність теми. В Україні дослідження хвороб кістяка у дрібних тварин спрямовані переважно на лікування переломів кісток кінцівок, їх ускладнень та...
-
Актуальність теми. Загальна тенденція розвитку складної мобільної сільськогосподарської техніки в напрямку інтенсифікації виконання технологічних...
-
Актуальність теми. Відкриття цитоплазматичної чоловічої стерильності (ЦЧС) у рослин - одне з видатних досягнень біологічної науки в ХХ столітті, а...
-
Селекція на поліпшення якості зерна озимої пшениці ускладнюється його епігенетичною спадковістю, в основі якої лежить взаємодія генотипу з середовищем....
-
Найважливішою проблемою агропромислового комплексу України на сучасному етапі є збільшення кількості рослинної сировини для одержання в різноманітному...
-
Заморожування ембріон рогатий худоба Актуальність теми. Кріоконсервування ембріонів відкриває значні можливості для використання методу трансплантації...
-
Актуальність роботи. Забезпечення ефективного функціонування існуючих зрошувальних систем, їх реконструкція та створення нових систем - це комплекс...
-
Добриво сівозміна грунт родючість Актуальність теми. Відтворення родючості грунту є одним з найважливіших завдань сучасної науки і важливою передумовою...
-
ВИСНОВКИ - Продуктивність озимої пшениці залежно від технології вирощування в Лісостепу України
У дисертації наведено теоретичне узагальнення та нове вирішення завдання щодо підвищення продуктивності та якості зерна озимої пшениці залежно від...
-
Формування стеблостою рослин. Встановлено, що на польову схожість рослин гречки впливають як попередники, так і сорти. Серед попередників найбільш...
-
Обліки, спостереження та аналізи в дослідах проводили згідно загальноприйнятих методик: облік густоти посіву рослин проводили за методикою В. Ф....
-
ВИСНОВКИ - Еколого-генетичні аспекти селекції озимої пшениці в умовах лісостепу України
1. Розроблені і впроваджені в селекційний процес нові напрямки селекції озимої пшениці (1994-2005рр.) зі створення сортів інтенсивного та...
-
За результатами проведених досліджень щодо управління процесом формування високопродуктивних посівів гречки залежно від удосконалення технологічних...
-
Проаналізовані дані літературних джерел із питань використання в селекційному процесі озимої пшениці еколого-генетичного підходу та індексної селекції...
-
Використання непрямих ознак і індексів для оцінки продуктивності селекційних ліній озимої пшениці. Дослідження з пошуку непрямих ознак для підвищення...
-
Запаси продуктивної вологи в грунті залежно від строку сівби озимої пшениці. Вологість грунту при задовільному і доброму забезпеченні тепловим ресурсом,...
-
НАУКОВІ ОСНОВИ ФОРМУВАННЯ ВИСОКОПРОДУКТИВНИХ ПОСІВІВ ГОРОХУ (Огляд літератури) Проаналізовано сучасні положення щодо особливостей формування...
-
Актуальність теми. Під зерновими й зернобобовими в Україні зайнято 13.2 млн. га, або 46.5 % сільськогосподарських угідь. Врожай соломи становить більш 54...
-
Актуальність теми досліджень. Висока яєчна продуктивність птиці досягається введенням у комбікорми високоенергетичних кормів та різних...
-
Актуальність теми. Задоволення потреб населення у продуктах харчування, а переробних підприємств високоякісною сировиною нерозривно пов'язано із...
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ - Екотоксикологічне обгрунтування застосування пестицидів при вирощуванні зернових колосових в Лісостепу та Степу України