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




ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ - Екотоксикологічне обгрунтування застосування пестицидів при вирощуванні зернових колосових в Лісостепу та Степу України

Предыдущая | Следующая