Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Экологическая оценка влияния фocфоpоpганическиx пестицидов на процессы фосфорного обмена в функционировании чернозема обыкновенного

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Экологическая оценка влияния фocфоpоpганическиx пестицидов на процессы фосфорного обмена в функционировании чернозема обыкновенного"

Дн1пропгтровськиП дгриавний уи1в®рситвт

IS-J

со

gQ На првалх рукопису

Q_ -<с

ЗАЙЦЕВА 1рина ОляксИона

6/ 1

ЕКО ЛОГ 1ЧНА QU IHK А ВПЛИВУ ДОСфОРОРГйтЧМИХ ПЕСТИЦШВ

ид процеси еосфорного пглла* с 5i'ísíatcvyef>hmi

ЧОРНОЗЕМУ ЗВИЧЛЙНОГО 03.00.16 - мЕколог1»"

Автореферат

/гмсвртацН на гадпйуттв nsytíciaura ступени кандидат« 01олог1чмич наук

Дн1 прогмтрсаськ - 1993

Оипртаци* ■ рукогмс. Робота вмконама ма кафедр! «1о1елог11 рослим т* «ко/юг И Дн1про-патроаського державного ум1в«рсмт*ту.

Науковий к«р1ми(1 — доктор <1олог1чмш наук, про«»сор

Я. Г. Ашпаа

М!ц1йм1 опомвнти« - доктор с1лксктгкпамрсыам наук,

старамй Мукпмй сп1аро61тник Етарвасмса Л. 8 ч

- мнлммг «Лалог 1ч»«х наук« етарюий шуиМнИ сл1арой1тиик Грмцан Н.П.

Прсж1дна устам»«! - 1мстмтут шгратахпог 11 та «Иотвхмо-

яогЦ УААН, м.Ки!»

Захист в1двудаться .^¿^/¡ии року о год,

на оас}дани1 Спеи1*л1аоаамо1 вчоно1 ради а 093.24.02 для аахиету дисврт«ц1й на вдовуття наукового ступени ««стара в1олог1чних наук у О/нириа |'рстському дврвавному ун1аврситвт1 на адресом« 320623, ДСП-Ю| пр.Гагарина» ,72« ун1варситвт, «1олого-чпшлог1чиий факультет, корп. 17, ауд.611.

3 дисертац1в» кам ознайоийтися у пауков1й в1бл!от«и1 |1н1г||атроюкШ)П) державного ун1аареитвту.

Авторомрат роэ1слаииЯ ■ Л 1993 року

Вчвмий свкрвтар Спец1ал1ооаамо1 вчвно! ради . 1/0 0- ^ А.О. Ду<11на

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА POSO Г И

Акгуальн!сть теми, В сучаснмЯ пер 1 од пестииХдм — це один а вашлиаих елемент1а 1нтэнсиэнмх технолог1й, £вз яких мемаил*-во отриманля оисоких 1 стйб1льму«х ypox&ie сХльськсгсспадгрсыяте культур. Поряд з препаратами нового покол!нмя — nlpSTpotдамн* 5ос5срсрган1чм1 г«»стиц1ди надзоичайно перспекпвн! у бороть^i о «к1дникамм рослин. Дли рзадДональнагс та ексиаи1чно оогрунтсолма— го еикористАнна nacTbUiiAin потр!йн1 дан! про 1х эплис из кокпо-ненти агроф1тоценоз1в. Зараз набуто великий фа*сгичний матер 1 ал е!дносно оплыв у р!ани.ч n¿?-m*i;t va показники грунт»

ту« функц,1 онзльну активм!сть груитозизс» фармзнг1в, mi einirpaMi«» ваклиау роль в о£и1ннмх пр снес ах грунту. Про те, практично немге даиих про пестиц!ди 1з групп СасФсгрорганХчн'Их речаоин. Малазначении питаниям залияаеться характер впливу пестиц!д!а на к!нати— ку ферменгативних реакд1Й грунту.

Актуальна» проблема» a вивчення вплийу фосфорсрг*н1чния пес— тиц!д1о на канплзкс б1ох!м1 ими* покалникle, як1 вмзначажть р1в«ив» "Snc^cpf-rom грумтут — аажлиаа! скдадааа! час-щн» tílсзлг?гÍh—

наго циклу слсменПо. В систем1 мои1 торХыгу, пер яд з такилл п**— таннями, як досл!дження д!1 лестиц1д1е на скрем1 ксипанектм аграф! тоцвноз1з, особливу упагу нзлежить прид 1 лити пиочени« факта— pío f rkI вплиаалть на 1нтснсн1зм1сть рагзкладання пестиц! д!и — ояог1нно1 актианпст1 грунту* кя1маткмиих уноа«. Необх1дм1сти про— гнозурання тривалост! д!1 п«стиц!д!о у конкретних аграх1н1чни* та клЫатичнни умоаах потребуе оиаченяя шаидкост! датоксикаиН постиц!д1о у грунт!. 3 ц!£! точки эору аажлиаа к!/ц»к!сиа сц1м*<а вкладу р!зних фактор le г суиарний процес роткмдания фосфороргд* нХчнн.ч пестичГл?я«

Нвта pofjorn — вивчення оплизу фосвороргс-н 1чник пестицIД 1(3 «а г^юцвси #осфориага <э£м1иу г рук? у, Б;слзду ülcf.orls^ot лкт^ема-ст1 грунту та кл!матичних фдктор1о а трансФормац1п фосфорорГ&н1— чник пестиц!д!о.

0!дПОи!днО ДП nCCTSCíOl передач«лося *мр!шити нас-

ту; н1 оводйкмгн

— ви»мити дим«м!му фос^атдзкз! a«.7»ui*¿QCT i 1 Сери фосфору » rpytiTl агро£2тсч< «эзу о приеутност! сасаорсрг&иХытмя пест>щ1д1о|

— роокритн na* язь % тл ва&смадХ ra е*1в ними П£»<а2иика*«н# а та* кон о»*суэатм ступ!нь иплноу ка ним кл!мдтичния ум i — гемпврА*

тури, к1лькост! опад!в;

- си, 1 нити швидк1сть роэкладання фосфорорган1чних пестиц!д1в а умовак польового та модельного досл1ду|

- вивчитм к1нетнчн| параметр« Фермент1в фосфорного обм1ну 1 двяких г1дррол!тичмих фермент!в в норм! та в лрисутжэст! фосфор— срган!чних пастиц1д1е|

- в умовах модельного експерименту ои!нити >1льк1смий вклад твмлератури, вологост! грунту, ферментативно! та ¿1олог1чно! актив наст 1 грунту в сумариу 1итенсисч1сть лрсцес1в детоксикацИ фосфорорган1чних пестици1д1в.

Наумова новизна. Виачгно вопиа фосвороргем!чних песткц!д1а на динам!ку показнихИз фосфорного ойм!ну в грунт!. Проведено анаяХз залекыаст! IV х покаэмик1в о I д кл1матичник умов. Впершв визкачен1 к!натичи! оарамэтри груитоаих еосоатаэ та ступ!нь еггли-еу на си* Фос0орорган1чну1х пестиц!д1а. Расраховано швидк1сти, роэ-палу <рас®орар.~йи1"чих пестиц!д1о в р!аких еколоПчиих умовах. Вперига проведено к1льк1сму оц1нку вкладу г1дротерм!чного Фактору та й1слог1чно2 актигност! грунту в сумарний прочее рогклад&ння ©вСФороргамЛчних пестиц1д|в„

Практично значения. Результати проведеких дослЗджень дозволили сформуаати род 1нтегральннх характеристик оо'-Фориого обм!му а грунт1 1 зц1митм ступень впливу на нього $осфорорган!чних пвс-ткц1д1о» Цдвржан1 реаультати межуть бути викорнстан1 для визма-чення пороговых оначень внесения лестиц1д1в у грунтс триввлост! 1к д!1, а такой в систем! мон1тор1нгу оалишкозкх к1лькостгй ©о— СФороргон1чких лестиц1д1ол в грунт! агроф1тои2коэ!з.

Дпрсбац!п робот». Матер 1 ели дасл1дяен«» йули представлен! иг( 1 ВеесоюзнШ науксз1й конференцИ "Рослыми та лрсмислозе серодо-виие" (Ан1пропетрозськ8 1990?, Респу6л1кгмсы£1й к«ж©ер®нц!1 "Б1о— лсг!я грунПо антропогении» ландщафт!в (Ки!пралгтрсаськ, 1991), 1У Ссвсок>зм!й наукоо1й конферемц!! "М1краорган1оми о с1льському господарств!" (Пуидио, 1992), 1 а'1ад! груктоанаац1в РссИ «Лущимо, 1992) „ 1 Респу<3л1кам1:ьк1й нлуково-практичн1й конферемц!I молодик вчоник 1Дн1пропатрсяеьк, 1993).

Публ 1 кдц 11. По тем1 дисе-ртац!! сауЙл2коално Ь арукаоаиих ро-

«1т.

Обсяг та структура роботи. Диеертац1йма робота складагтьен о1 вступу, п'втм глав, виснозк!в та списку л1тер«тури. Роботе ви- '■ кладена на 14В стор!нках машинописного тексту, м!стить 35 тайли-

ць та 19 малюнк1в. Список л!тератури окличае 249 найменувань, в тому числ1 78 на 1ноэемних ковах»

ЭГ11СТ РОЕЦТМ

характеристика району дослщжень тй интпаи ДОСЛ1Д*ЕНЬ

Досл1джемня провалились на протяз1 1988—1994 рок 1а а лаСа— раторних умоявх на кааьмй! 42с2оляг51 (тгчтяим^Ди1пропатровського деряаоного ун!верситету' тл на дос-И дни* полях наукова-аирстнича-го аб* сднання "Дн1про" м. Дн1пропетровська. При аакладенн! пояьо-вих досл1д1в керувалися эагальноприйнятими методиками проведения польового дасл1ду (Доспехов, 19В5). П1д пос1вами озимо! пш»ниц1 вуло аид1лена три д1лянки> контрольна 1 дв1 досл1дн1. ОстоннI ов-робляли фосфорорган1чними 1нсектиц1дами в строки, в 1длов1дн1 таи* налоги вирамування озимо! пшениц 1. фоэалон (33 X концентрат «му-льсП, 2 кг/га> вносили в пэр 1 од виходу рос ин а трубку, мятвфас (30 % концентрат емулис 11, I ¡;г/га> виоеия1 в г.е*(11ад 1солос*нм» та наливу зерна* Грунтоп! прсйи о1д£иралм 6-7 раа!в у рисинна-л1тн!й пер1од аегетецИ (трлввнь - чрраень) арного горизонту.

Грунтсеий пакрио д1лйнок ивляс сабо« чормазем заичаПний ма-логумусмиЯ {вк!ст гумусу 2,72-3,43 7.). Эайвэлсчен1сть наловим дзотом 1 фосфором лосить низька 1 стднавить а1дпоо1дно Ос2С-Ос24Х 1 0,11-0,134, то/Ц пк вм1ст рухомих Форм спсфору та кал1« (по Чм-рикоау) достатн1.о високий <в1дпоа1дно 21,3-32,3 1 16,2-24,0 мг/ ЮО г>.

Кл1мат району досл1джень пом1рно-континонтальмий. Метеоролог 1ЧН1 умови В роки ПрОЙ»Д(ЗННЯ польских досл!д1и йулн НггЗЯ^-Н'О— вшш. Йасн5*т-л1 гн1й п»р1од 1993 року йув й1 гыа теплим 1 «олгагии в пор1внянн1 о 1974 роком. Взагал1 погодн1 умави а гшрЮд лрсае-двння польових аосл1д1в ■ пор1анянн1 1а сар«дньа6аг*тор1чнимм л»ни»и •1да1анялися ниэькими температурами то 61 льшснэ к1льк1стп опад1о.

Схомд проагсданнн модэльмих агксперимент1« первдйачала утсо— ррннз вар1в>лШ пологост! I Тймпгргтури, при яки и а лрисутмост! псстиц1д!в оиочг и диням1ку показник1се иосфоркого оЗм!ну грунту, в таком рвгррс1йио-когвлятиви1 оч*нзки 1к 1(1 »0иях1стю раакял-двннв п*стиц1 д1о. 3 мэтоя отрицания дадаткоии* авр'аиШ фермент-твтмяка! ектианест! грунту а вкспвринвмт Дуло воядсмо раслммм

озимо! лаи««1. Вар1ац1я температури 125 1 40вС), еологост1 грунту {100, &о, 4CZ) 1 фосфатазна! актмвност1 дозволила к1льк1сно оц1тги вклад кожного э фактор le в сушрний процес риши/мння пвстицШа. возалсм 1 метафос вносили в даз1 О,5 иг/г грунту. ПрЫл4 грунту а1дЕ|фали трич1 npoTsroM 18 al В п!сля внесения гиг— С1Ш1д1в.

Виэначвння вм1сту валового. м1игрального 1 орган1чного фосфору провалили за катодом ИЕТНА в к>д1»1кааП К.С.Пнзйург . ( 1969)- PyxoMl Форму фосфору визнгч«ли аа методом Чирикоаа (для нвкар£онатних грунт1в е*страхц1я езсфат1в 0,5 м СНдСООН), боеФор грунтового розницу - аа иетпван францессона <екстракц1я фссфат1в 0,006 H HCl! (Аринуякина, 19701.

В основ 1 методик аизначгшня актианост1 грумтоаих фосфатаз (ucjoi та луко> ФосФатвзи, нуклоаси, АТф—азмв п1рофосфатази) пвклшен1 методи, списан! О.Х.Хаз1евии <1976>, »<1 були нами yiiUlUMpoeaHl а метote шришння пар1вкв«их результата активно— ст1 ферненг)в. Для иього ствзргвали aAtunsl унеши проведения реакцШ: с£>ек субстрату 2 мл в концентрат 1 2 кг/нл, об'см в1д— nao 1 сна го буферу 2 мл, температура 1нкубаи11 — 40*С, експозиц1я - 24 гсанки.

Вюначежя залиаковш к1лько<-тей фоаалану та метасосу лро-водит на р1даннзку хроматагр£$1 "И1л1хромг-4". Eiccrpaatle пвстм-uIiiB а грунту прсесдилн хлороформом у в1дшкнн1 Ii 10 (Клисен-ко, 19ВЗ).

Як регресШна модель, во omtcys дкнам1ку нм1сту песп«11д1в у грунт!, Сула ви£раш híííSIaii оначува по тотистичнии критер1-ин експомгни1альна регргс1я. ВаидкХсть прсцееу разладу пестиц!-д1а окаходили через логари$м!чнв омражгння р1внямня експокенц1- ' алкш1 perpeell. Вихористозумчи похагн№ егсслзнгкти, росрахуэали чгс роопаду г»естм".1ду на 50% 1 9£Х в!д початксвого йога вм!сту в грунт1 (Католические указания ЦИНА0» Î9S7) т.

Toj? n^AnJLSS-

г &

Залекы1стъ вдаидкост! разладу лестии!д1в ole темтератури, ислэгос-г! 1 фкеатгзио! актиз»ост1 грунту ац1ншалн за далекого» двохфакторнога амал1ау (Эайчгв, 1973)1

Л - Л.Ш-» ЕМ * ЛгШ-Tli)

де ü - глакааник швидкост! разладу пестииД ду; С{'-) „TW о FW -в1дгюв1диа значения иалагост! грунту, тсмпрратури 1 фас«атазка1 активности Я<[Е], ДДТ] , - ч1дпов1Дно коеф1ЩЕнти при огр1-

абельних неличинах Е , Т i F , toöto шукан! аажчиьи акал1ау.

Чаетку вкладу фактор»а темлератури, аолзгост1 та тасоатгз-но! ñkthbhoctl у швид>;1сть разпаду пестиц1ду роар^хопусз.-и па формулам: , t

L« A»tT|-ftr

♦ Я-(ТЗ-/.Т

k в АаИ'й?_

Я.« Я,1Т]-*т +Ä.W-ÄI«

Дв •» ßв 1 Sp ~ коеф1ц1енти, як1 в1дэвражуют«, 6еарози1рм1

аначення Т » Е 1 F •

Роэрахунки проводили на ЭОН "Ройатран-1715".

ПРОЦЕСИ ФОСФОРНОГО 0БМ1НУ 8 ГРУНТ 1 В УПОВАХ

польаеога дослщу

В умавах польового досл1ду пивчали особлиаост1 взасмазв'яэ-ку процвс1в ipDCt арного а6м1ну в присутмаст 1 <г,асфорсрган1чннк пг-стиц1д1в, а такс к динам1ку деградацИ остами*.

Пар1внялы1иЛ анал1э актиена<:т1 фосфатаз показав, що присут-н1сть пестиц1д1я справлие значний пилив на ферминтзтиому жктиа-и1сть грунту - як правила, п1даищуеться лктинн1стк. фермент Ib фосфорного OßMlH/.

В наших досл1дженних спастер1гаетьси значил вар1а0ольи1еть dm 1 с ту ферм лосфору на i -знтрольн1й та досл1дним д1 лямках, «а майи бути наел!дком вплиоу ц1лого комплексу Фактор1и, 1а «кии до— Сить складна оидхлити фактор Л11 пастиц1д1и. i'ому був проаодьт^Я корелитивний аиал1о ао'яэку динам1ки грумтовим фосфатаа «як« дображув реакц1» Ix на чносиння пвсткц1д1а> а динам!ко* форм фосфору. Висок! яояятм! коаф1ц1енти коралядН та в1дпоо1дн! 1м ви-СОК1 критер!! íiocToolpHacTÍ в1дм1ч«1ви»ся для лвб1льник Форм ССС-фa¡ f. Так« маП£31.11>и оираяэкиЯ корилатианмП г. i» яоок с'и димам!«о» рухомих форм еаейору та актиин!сти líi'-cral -»осфатааи, муклвао та П1ро9ос0атаои, a такой м1и динам!ко» оодироочим «я Форя фосфору та «KTUBMtCT» ус (и фослатаа (кр1п . Сл1д п1ди1тити еисок!

а1д'сии1 аначення koo«Iuí«htJo корялг-ц! 1 nls ем1сто-< валового та мЫсгралънаго Фосоору та актм9и1стк> «армент!в.

&астов1риий эо'язак актиеност1 ©армант!в та оЩсту Форм фосфору у 805! еипад«!® еияалпеться в грунт! досл1дних д!лянок, на як1 вносили Фосв>орорган1чм1 песгиц1ли. Таким чина»; опасередкова-но проявляться участь пестнц1д1с в прсцэсах оосоорного обм1ну.

Б1лы» 1нформатмвним Бмяэляеться виачемня корелятианого эв>я— оку динам1ки форм фосфору а уяагальненим фоном 0осфатаэиа1 ахти— вност!, пкий хараьгтериэуе кожну д1лямку на притиа! всього веге-тац!йного пгр1оду. Аля цього аначдння екткзиаст! грунтоаих Фос-фатаз йули представлем1 у в1дносн1й (мормован1й> форм1, тобто е1днгсвн1 до ceolx середн!х, о яких сФормуоали уоагальмен1 значения фосфатааиа! актигност! для ксжыого строку о1«бору проб.Та-кий saxlA дазволяе усунути осо&ливост1 eaplaulft окремнх оермен-tIq 1 о ид 1 лиги оагалзН' аакокакЯрхсст! азаекоза» как!в виачаемих процессе« Результати аналогу, наавдем! в таблиц! 1, покаэують наяон1ч-ть блнаькаго корелативного ав» ргку Mix достулними рослинам Фсркгии фосфору 1 аятИБШст» фосфатаз. (Ъкааннки доступного фосфору е б1лыв лаб!.льиими 1 в гмачн1й м!р1 визначаються фермента—

Таблиця 1

КоеФ1ц1енти кореляцИ м1* показниками вм!сту х!м1чнмх слолучгнъ фосфору 2 Интегральными показниками фосфатаз-но1 активмост! грунту

Сорки фосфору Р1к ело— 1 стереження R д1лкнха ■к 2 (контроль) R -t 3 д1лянка ft t

Валооий фос- 1-й л 0,60 г,го -0,09 -0,01. -0,29 -0,52

фор 2-й -0,31 -О, 73 -1,95 -0,S5

фосфор па 1-й 0,98 4,00 0,91 2,62 0,93 2,81

Чирикову 2-й 0,71 1,76 О, 83 2,39 0,74 1,90

Водорозчинн1 1-й О,99 О, 96 3.4G 0,97 3,77

форми 2-й 0,90 2,98 0,07 2,66 0,95 3,73

0рган1чний 1-й 0,19 0,33 0,17 0,30 0,37 0.71

фосфор 2-й -0,63 -1,34 -0,40 -0,83 -о,ео -2,20

Шнеральний 1-й О,61 1,24 -0,31 -0,36 -o,ei -1,95

Сосфор 2-й -0,75 -1,96 -0,93 -3,26 -0,65 -1,56

тивними процвсами грунту.

При пивченн! прочее1g фосфорного ойм1ну ураховували водив на них «л!матичних умов - температура naaiTps та к1лы/аст1 сла-д1в. Проведений королятивний анал1з показав, то пХазияаннп тем— Ператури супроводжуеться з61льшенням к1лькост1 дсступних Форм фосфору, при цьому эмвншукться к1л!»«1еть валового.. оргаи1чного 1 м1нерального фосфору. Ц1 процссп пеп'язан! э акти9ац1ею д1и— льност! грунтових фосфатаэ а умоваи п1двиа;2но1 температуры» С."Лл В1П1МНИТИ, «о а присутнг'г-'! пастиц1д1в ам1н«вться стуШнь ваяо-жност1 даступних форм фосфору ы1д тектсаратури. Т»к, аюсаарарга-н1чн1 пестиц!ди эв1льшуить температурну яале«и!сть вм1сту руко-мих форм фосфору «по Чириксву» та зменшуюти И для водорозчикних форм, 1ЧО св1дчить про зм1ну стану в групп рухомих форм фосфору п1д впливон пестиц1д1о. Эп»яэок пронес1а фосфорного обм1му la к1льк1стю опад1в виражааться ниэькими 1 в ЗДльшост! випадк!в не— гативними каеф1ц1 ентами короляцИ.

' В умоваи польового ексг.еримвнту вуло шшчено шэидк! сть рсо— ложенна пестиц1д1о н rpyurí, имя стаиз»«т>. дла возалону -0,20Я д1£3 в дли метафасу -0,163 дХ^ \ В1дпаг;1дно, пер!од рззпгду Oíítta-лану нл 95/С о1д печаткового ом!сту в грунт! станоаигь 14,4 MfiTñlííQCy 10,2 доби.

зт нения кшетичних характеристик ггунтсоих ®ер-MEHTiB П1Л впливом шасф0Р0РГАН1Ч1М)« пестищдш

'При виоченн1 формпнтатионих npoueclo оизмачамти рид парлизт— р1в, хдрактеризують к1нетику утворення продукт1» р®лкц11Е ко-

нстант у М1хаел1с,т (Km >, моксимллику ^^ttAKlrT** (VmftlC )в визрг 1ю ^ктиапцП tíí 1н. Так1 гюказникн цХлкон при.1нн\н1 1 длй olAQí3p;i— донн л грунтових ензиматичних прочее ta, ato мае адалине сигчек^п для к1льк1сно1 оц1нки ам1ни актионост! Формант la п!д аплиоом ян-трапогонних Фактор lo. 01дпоо1дно з р!ннянням И1xaontea-Нвмтен, для оим1рюийЧн^ шоидхост! пракадишмми ,'Лм:; 1 \ 1 дно оикери—

стогауоати чдсоапП 1нтсриолв нкий и1дпаз1д<1а д1лрни1 "початксво! шиидкост i". Тлк! оптмм»л».м1 сксгтозицИ ч«су Су/м пмзмдчен! у чо-д1 модельного експстримснтуг дли кисло! 1 лужно 1 $ос®лтааи, иуы— лоаэи — 30 хвилин« ЛТО-даи 13 иаияин, п!рофосфлтлан - 4 1 дал1 оикористопупалися для оиамачення Vfitex 1 Km в«рквнта-тиаммк рагки1Я.

Вивчемня субстратно! залежност1 початково1 швидкост! Фер-мвнтативних процес1в показало 1стотну ам1ну к1нетики фермент!в в присутност1 пестиц1д1в. Початкова швидк1сть оменшилася т!льки у лужмо1 фосфатааи (в присутност1 фозалону» 1. у АТф-ааи (в прису-тност! матафосу)* В 1нших вар 1антах початкова швидк1сть пом1тно л1двишувалась п1д впливом пестиц1д1в, особливо у кисло! фосфата-ои (в 4-10 раз1в)о

Реаультати вим1рквання початкоеих швидкостей при р1эних концвнтрац1як субстрату ообракували граф1чно у вигляд1 прямо1 для роарахунку величин V геях 1 Кт . Л1неар1з£ проводили даска способами - по р1вняннк Лайну1вере-Берка та його модиф1ка-и!1■ яка дозволяв пониэити статистнчну помилку в област1 иалих кпкцентрацШ субстрату. Оля кожного ферменту 1 вар1анту досл1ду буяо розрахсзано в1дпрв1дний двои способам статистичний коео!ц1-внт кореляиН А , псий вианачаа точн1сть наблияення теоретично! та експериментально! кривоК К1нетичн1 пеказникм для трьох вар!-ант1а досл1ду, як! в1др1зняються найб1льш високими коеф1ц1ентами корелкц!!, наведен1 в таблиц! 2.

Таблиця 2

Пар!вняяьна характеристика к1нетичних констант фермгнт1в фосфорного обману «Углях —мк Моль/г- год;

Кг» - их Коль!

фермент Контроль В присутност!

кетеоасу фоаалону

Чеявх ^ Квя Уяавх Кт \fmax К(П

Лужна ФосФатаэа 0,190 6,25 0,239 6,09 0,147 5,09

Кисла сзосфатаэа 0,553 20,91 0,936 16,87 1,343 4,17

Нуклааза 0,482 32,58 О, 669 10,87 0,434 3,42

АТФ-ааа 0,808 9,43 0,714 20,90 0,570 2,26

Шрофосфатага 0,235 768,73 0,731 388,22 О,31! 591,4

По Дании таблиц! 2, вплив фосфорорган1чних пестиц!д!в на фосфатаану актиан!сть внракаеться в ом1н1 к!нетичних покаэчик1в Кя 1 \/гчах „ Так, в присутност! Фоэалону максимальна швидк1сть зб1— льауЕться у кисло! фосфатааи та п1рофосфатааи, у 1нших фермент1в - назначно оменшусться; константа М1хаел1са значно зменшусться (кр!м лунно! фосфатааи). В присутност! матафосу максимальна ови-

дк1сть у ocSx фермент1э эб1льшуеться, а константа М1хаел1са нме-ншуеться.

При активацИ ферментативних npouecln эм1нення 1х к1нетики а1дбуваеться в дек1лькох напрямках. Максимальна шэидк1сть об!ль— шуеться як аа рахунок зростання величини , яка характеризуе

рсзпад ©ермент-субстра. гюго комплексу, так 1 за рахунок зальщен-мя к1лькост1 молекул ферменту Со t '.-к I приймають участь в реак-ull. Константа М1хаел1са поаинна зменшитися, тому що крива ходу ферментативного пронесу мае бЬчьиу крутизну. Це могр п1дбуяати-ся ¿насл1док об1льшення константи швидкост1 утаор^нчя ^"п^-вит— субстратного комплексу чи энижекня константи ипидкост1 еэо—

ротно! реакцИ.

Taxe сполучене ам1нення величини Vena* 1 Km cnocireplra-еться для в1лыаост1 вивчаемих Фермент1в, ио св1дчить про актиэа-Ulw фосфатаано1 активност1 грунту. Ступ 1 нъ та мапраален1сть а«1-нання к1нвтичних характеристик фосфатаз в1дпов1дае результатам польосого дое л1 ду, як1 в1дображуить реакц1» фермент1в фосфорного обм!ну на внесения фозалону 1 метгфогу-

в робот! було всовано такаж реакц1ю ochdbhmx фермент1в, як1 характериаують процеси азотного 1 вуглеподнага абм1н1в грунту на внесения фозалону та метазгасу. Зм1нення к1нетичних покаэ-ник1в в!епйражувть тенденц1» до омиження актишчост! чих фермем-Tle, яка, проте, не п!дтоарджуеться дестсо1ркими значениями 1 майже но позначазться на 1нтенсивност1 трансформац1I азотних та вуглеаоанйх сполучень в гру.-^т! - ,

Реоультати вивчення к1нвтики ферментативних лроцес1в показали, ко ФосФоро^гЕН1чм1 пестиц1ди GMlHKWTb стан фермент-субстратного комплексу, Uio веде л о збХльшення Иаксимальмо1 1двидкост1 та ам1«ення константи М1хавл1сэ феризнтативкик рс?акц1й фосфатаэ, а тако* в певн1й Mlpl приймають участь в ферментативних процесам як неспециф1чн1 субстрати.

М0ДЕЛЬН1 ЕКСПЕРИМЕНТИ ПО ВИ8ЧЕН.НЮ ДИНАМ 1КИ РОЗ-ПОЖЕННЯ Ф0СФ0Р0РГАН1ЧНИХ ПЕСТНЦ1Д1В У ГРУНТ1

Одним з р1шень еколог1чно1 проблеми пестиц1д!в «т пост!Опий контроль оа процесам самоочииення грунту, тобто здатн1ст» грунту до двтоксикацИ пестиц1д1в. Серед процес1в, як1 • обумавлюють елмо-очишення грунту в1д пестиц1д1в,-найб1лыа 1~тотними е б1олог1чма

актиан1сть грунту та вггпиа вколог1чних фактор In - темлератури, ввлагост1 грунту (Ананьева, 1993J Оилипчук, 19931 Галлиулин и Соколов, 1907). Грунтов1 ферменты в1д1гра»ть вакливу роль у «1о-двградаи!2 ксеногИотик1е. Tax, фосфорорган1чн1 пестиц1ди в грун-П л1дя»:гаить актиен1й датоксикацЦ в результат! д1яльност1 грун-товия фосфатаз {GETZIN, 1473i RZSHARD, JENNIFER, 1980» KONRAD, 1979» KIEHK, EESAW1, 1982>.

Про адатн1сть до самоочищения грунту судить пр. швидкост1 трсмс$ормац11 внесении ксеноб1атик1и, то паа' «зано з х1м(чним ви* значениям 1х оал!лшк1в, роарахунком константи шаидкост1 разладу та пар1оду Tgg^- При omIhbhhI qobmIuihIx умов вианачаить ступ1нь еплиау та вначум1сть еколог1чних фактор 1 в у детаксикацИ грунтом ксенов1отик1в.

В умовах модельного експерименту проведено к1льк1снв впечен-1-ня вкладу г}дроторм1чнога фактору та фосфатаано1 активност1 грун^ Ту в прочее разложения фасфорорган1чних пестиц1д1в. Плануаання модельного експерименту ларедйачало сполучення в oaplантах дое-л1ду plQHOl темлератури (25° t 40вС», вологост1 грунту (40, 60, lOOKi та Фосфатаано1 активност! грунту.

Характер Динам1ки розложення лостиц1д1в в грунт1 описуать-ся експонанц1альною моделлю виду л И) " Ле ' С , • Сикористову»^ ни ик> модель, були роорахован1 к1нетичн1 параметри пронес 1 в роз-лакення - шоидк1сть роападу Д , перIод часу Т95/, • аа який ко^'-центрац1я пвстиц1ду амвншуеться на 95Х,-як! нааеден! в таблиц1

Таблиця 3.

К1нотичн1 параметри, як1 характериаують лроцес роападу Фозалону 1 мвтафосу -

Dap1ант досл1ду Со-алон Матафос

т'с £ X Д. Д1в"' Тт ,д!й. Л, д1б.

23 100 -0,193 13,1 -0,132 23,7

2S 60 ' -0,201 14,9 -0,130 23,0

23 40 -0,270 11,6 -0,143 20,0

40 • 100. -0,339 а,а -0,232 13,0

40 60 -0,346 0,6 -0,240 12,5

40 40 -0,274 11,о 0,216 14,3

' 23 6© • рос/а «ни —0,_"74 11,0 -0,1 U4 16,6

. 13.

Швидк1сть роэложення мэтваосу нииче, м1к ¡¡юаалону 1 в 1 дпо-■ 1дно м«таФос мае 61льш висок! оначення "Т^зй . Найб1лыиа швид-к1сть разложения пэстиц1д!в спостер1гаетьс» при однсчасн1й д11 температури 40еС та вологост! грунту 60% «для Фозалону Л "-0,54 доби"1, для метаеосу А »-0,24 доён"'». В цих умовах аниженкя вм1-сту фозалону на 957. в!дбуваеться за 0,6 дави, ма'тафосу - аа 12,5 дави. Зниження оалагост! до 40Уи при т!й т«*мпЕратур1 40еС приводить до иеэмачного зм1нвння швидкост! роападу пастиц1д1в„

В <31льи1й м1р1 на твид!£1ст;) распаду впямвйп ом кенкя температури до 25°С. При вс1х оначемням «ологист! гру»**У роалекгьня фозалону 1 матафосу йда пов1яьн1шо, н1ж о умооак п1дви!чино1 теи-ператури. Тут спостер1гаються сам1 иизьк1 сначенмя коеа1ц1ент1в регресИ (для фозалону Л =-0,198 дойн'1, для матафосу Д ««-о, 132 доби"') „ но в1дпов!дае 61 льш тривалому пер!оду розпаду 1

та 23 доби. Г1исутн1сть рослин озимо! пшениц! зй!льыуе ювидк1сть розпаду пестиц!д1а.

Пкэпю оезул>тат1в» наведених в таблиц! 3, покагуе0 що в Й1— л!»ш1й к'.р! ывидк1сть распаду аосФорсргам1чыих пестиц1д1п в грун-т1 залежить^ о!д температури, менщ» значенн*» мак во.-юг1сгь ту. Дссмгь оначущиг^ Фгктсром Г ферментатмеид : :1'!/ч! грунту» Йля к1льк1сно1 сц1нки пзаемозв' язку ое^вчасмих лрсцес1е аур поведений даахфлктормий регресШний с ал1э гзал^кност! шв^дксст! розпаду р!д а> температури та вологост! грунту 1 е> температури та Фос^атазмо 1 активнаст! грунту^ Результати ¿знчлЗ.сэу наведем! в таблиц 1' 4. '

Шеля приведения кое®1ц1ент1п Да 1 ДДТ] яо йезоозм!р-мих ее.-п-чмм Суло встановлено, ад оппив вологост! грунту на швид-

Таблиця 4.

Коез>1и1енти двохфакторно1 рзгре^И аале*нгст1 июидаост1 розпаду пвст»ш1д1в --.^мпэратури,

волзгост! 1 фасфатгпно! актионост! грунту

Вар 1 ант фактсри регресИ Коаф1ц1вмти регресИ

1\'оилк1сть роз- ЕМ, Т(0 0,00006 ЛгМ—0.001М

паду Фозалону ТМ.'КО —О.ООЭА? Д^] —0,37391

1Свидк1-ть роз- Е(0, Т(0 ="0,00003 Л/Й^-О^ОпЮ

паду мстафосу Т(1). Я'О ^¡[т] —0,00353

%

к1сть процесу разложения пестиц1д1в в Пар1внянн1 з впливом температуря станавить т1льки 2 %. Частка температурного фактору в сумармому пронес1 разложения фоаалону становить 67,5 X, мвтафо-су - 7S X. Температурний фактор мае поаитивну направлен1сть < Л^О > 1 е статистично аначущим.

При анал1з1 теператури 1 фосфатазно1 активнаст1, як факто-pio perpecll Я, M 1 Л4 [f] 1 коеф1ц1енти perpecll макть в1д»ем-ний анак, отже при Зв1лыиенн1 1нтенсивност1 факторов perpecll посилветься працес разладу фоаалону 1 метафосу. Участь грунтових фосфатаз в дотоксикац! 1 фоэалону становить 9,7Х,метафосу — 10,0%.

При уоагальненм1 результата модельного експерименту, можна вид1'литиряд особливоствй, як1 характе$н1 даним препаратам. Повив разлаженна иих рвчовин в оалежност1 в!д сполучеиня вивчаемих фактор1в, в!дбуеаеться на протяз1 11-20 д16. Швидк1сть 1х розло-жвимя онаходиться в йлиаьких межах, проте фозалон роападаеться швидше ( -0,27 доби~* ) в пор1виянн1 о метафосои ( -0,18 дойи"^). Швидк1сть деградацИ вивчаемих пестиц1д1в найб1льш п1дпадае п1д валив температурного фактору <67,5-78,0 X). В1дзначено лозитивний вплив фосфатазно1•активност1 грунту на сумарний показник швидко— ст1 розложення (9,7-10,8 7->.

Встановлений в наших досл1дженнях факт ав^язку м1ж 1нтен— сивн1стн> процесу разложения пестии1д1в 1 активн1стю фасфатаз col-дчить про включения пестиц1д1а як иеспециф1чних су6страт1о.у фвр-ментатиан1 процеси грунту. Покааники регрес1йного вв»язку, вира— кан1 у в1дсотках, сл1д розглядати як ступ1нь спор1дненост1 субстрата ферменту. В1дношення м1ж цими величинами для р1зних про-Г>арат1в в1дображус в1днашення сувстратно1 спор1дненост1 пестиц1-д1о у фермвнтат'!вних реакц1ях.

Зм1нення температурного фа тору а модвльних експериментах дозволило оц1нити внерг1м активацИ npoueclo розпаду вивчаемих 'пвстиц1д1о, яка составила для фоаалону 19,3В кДж/Моль, для мвта-, фосу - 29,31 кДж/Моль. Вважавться (Мотодичаскио указания ЦИНА0, 1937>, по 01о'лог1чним провесам детоксикац11 ксеноС1отик1в у грунт! BlAnoslAaW енерг1я активацИ 17-23 кДж/Поль, х1м1чним процв-сам - 7,1-103 кДж/Моль. Отриман1 в нашим д сл1джанмях значения енергИ активацИ са1дчать про npoa 1 дну роль 01олаг1чна1 актио-НОСТ1 грунту в проносах дытоксш ацИ фоаалону 1 метафосу.

Ала ы1 »kIchoI смЛмкм вплив у сумарно1 С1олог1чно1 акт иа ноет! rpy.iry» яка карактвриау« д1пльм1стц грунтoool б1оти та поза-

кл1тинних Ферментla на 1нтенсивн!сть разпаау пестиц1д1в, була використано р1энмцеэий метод «Методические указания ЦИНАО,1907». Зг1дно а цим методом, частка Фактору б1олог!чно1 активйяет! грунту L, в сумарнШ 1нтенсивност1 процесу може йути розраховама по формул1 L» -iGO (i • Ла/Л,) V ае Л i - константа ввидкоит! роз-паду пестиц!д1в в контрольному грунт!¡ - константа шаидко-

ст1 процесу при усуненн1 all вивчаемого фактору <б1олог1чно1 ак--,-ивност1 грунту!, товто в стерильному грунт!. Частка б1олог1чна— го фактору в нашому эксперимент! станеаить ЛД,h X.

Таким чином, реаультати модельного експерименту показали, ojo б1олог1чна активн1сть грунту, поряд а темпэратур|чим фактором, е ваяливо» складовою частиною чехен1зму розлопення соефсрорган1— чних песгиц1д1в"в грунт!.

ВИСНОВКИ

lo Грунти ку.льтуро1тацейаз1п, як! Формуиться при виооцуван-hí озм&а! пюенмц! а умоэах застасування ©ос«1срсрг<з:н1ч:-ги.-: ¡тестиц!-

характЕризу«ться сбалансапамими экологичными ав' яок'ами пока-smmkSb фосфорного обм1ну грунту. В присутност! 1К>;3!орорг«н1чних г.ести1д!д!в зктивуються Ферментативн! процвеи грунту, спрямован! нз траисфчрман!н орган!чних сполучень фосфору.

2° Г>1оень аг<тивнсет1 грунтових Фермант1в пов> я аний э вм!с-том аерм фосфору к rpymrl,, А> гивац!я фосфатаа супрсэоджувться а181яь«енМ2К вм!сту рухсмих форм фосфору та- пни^скням. валового, м1нжрал»мого 1 орган1чнаго фосфору. Зв» яэск м1к еосфатазном активист» 1 рухомими формами Фесеору майб!лыие виражений в грунт1 nps-s внзеенн! ФоссГороргак1чмих пестиц!й5я.

So Виочення корелятиано-регрес1Й!i;« an* язк1я оооч!шн!х умов, активнэст1 грунтоеих фоеватаз 1 балансу основми'х Ферм фосфору яечволило еид1лити темпэратурний фактор те найб1льи впливовий в процесах фосфорнсо ctíMíny грунту- К1льк1сна оц1нка вплиеу темпа- • ратури i в ало г сот 1 грунту на 1йеидк1еть розпаду пестиц!л1о покааь-га, «э майб1лья аначуаий вклад в суиарЬий прочее разложения вносить тзхпературкий фактор <65-80 7.Í.

4. К1нвтмка д!1 вивчасмих фосфатаз п1дпорялкаеуе:тьея plo-чянк» И1кавл1са-Иемтен. Розраховам1 к1мэтичм1 покзгкики фермен-тативних реакцШ лукно1 та кисло 1 фосфатази, нуклэази, АТФ-ази 1 Шрофосфатази» величина максимально! швидкост! становить о1д-

u>.

noelдно 0,1901 0,533} 0,4«2j 0,808; 0,235 мг PjОд/г. год.| конс-танти М1хавл1са - ?1дпоа1дно 6,25| 20,91» 32,5В} 9,45» 7Ьв,7 мкМоль субстрату.

З.Вплкв фосфарорган1чних пастиц1д1в на фосфатазну активность грунту пав'язаний, як правила, al сполучаним зм1ненням к1нетич-М4И показник1в - зб1льшенням Vnax t зменшенням Km , uro св1д-чить про активац1ю феривнт1в.Ц1 процеси е насл!дком зи1нення стану Фермент-субстратного комплексу в присутност1 аюсфарорган1чних Лестиц!д1в 1 участ1 1х як неспециф1 чних субстрат1р у ферментативная рвакц1вх.

6. Динам!ка вм1сту виечасмих лестиц!д1в в грунт1 описуеться екслоненц1альнош модаллю. Швидк1сть розпаду пестиц1д1в у грунт! модельного 1 польового досл1д1в мае схожу величину 1 станове для фозалону -0,201 та -0,208 доби"1; для метафосу -0,133 та -0,165 дойи"4 ' в!дпов1дно. Пер1од розпаду лестиц!д1в на 93Х колиааеться в1д 14,9 д16 'Фозалон) до 23,О д1ё (метафос).

7. Вклад грунтових фосфатаз в сумарну 1нтенсивн1сть проце-су роз{южвння фозалону 1 метафосу станове в1дпов1дно 9 X та 11 X. фосфорарган1чн1 пестиц1ди включаиться в Ферментативн1 процеси як неспециф1чн1 субстрати о р1аним ступеней cnoplдненост! ферменту, ouIhkom якого с величина вкладу фосфатаз в npcwec 1х деградацИ.

В. В модельному е гслеримент! одержана значения емерг1'1 акти-вац!1 процесу ризложения Фозалону 1 метафосу ( Еа »19,38 та 29,51 кДж/Моль о1дпов1дна>, що в1Апов1дав б1олог1чним процесам розпаду пвстиц1д1в. Вивчення шгидкост1 розпаду пастиц1д1в в стер1льному грунт1 показало, що частка б1олаг1чнога фактору стаиоаить 44,6 X. 0держан1 оц1нки св1дчать про те, шо в!олог1чна активн1сть грунту, пор яд о темпера гурним факторам, с вежливо» складовом частиноп ма-хан1ому розложення фосфороргань.чик пестиц1д1в.

9. фосфорорган1чн1 пестиц1ди в грунтах агроф1тоиеноа1в залу-чамться до npouoclB фосфорного обм1ну 1 п1длягашть £1ох1м1чн1й . моб!л1аац11, 1нтвнсивн1сть яко1 заляжить в1д аоон1шн1к умаа.Еко-лог1чна ottlHua язасмозв'яак!в иих nponaclo та 1м моделмаання да-аааляа прогнозуяати поовд1мку г>»стиц1 д1а у конкротних агрох1м1ч-имх та <:л1матичник умов а к агроф!тоценоэ1в.

СПИСОК РОБ1Т, ОПУБЛ:КООАНИХ ПО ТЕМ! ЛИСЕРТАЦ11

!• UaffciBoa И.А. Энергия активации процессов дотоксикоции пес-1

тицидов в почвах Днепропетровской ебласти.- В ев. t "Экологическна аспекты охраны и рационального использования биологических ресур— соо.- Днепропетровск, 190"?, С.82-S9.

2. Зайцева И. А., Долгова Л.Г. Количественная сцэнка КО?вФи— циента проницаемости гербицидов через корни растений,- Tea.докл.

1 Всесоюзной кснаеренции "Растсмия и промышленная среда", Дксгфо-петроаск, 1990, с.121.

3. Долгова Л.Г., Зайцева H.A. Кинетические параметры активности фссфатсз чернозема обыкновенного.- Тез.докл.респувя.кофе— pev лин "Биалаг!«я почв антропогенных .панятяястея■», цнгпр^.г^^"ГС":. 1991, с.93.

. 4. Зайцева И.А., Долгова Л.Г. Вклад микробиологичаского Фактора в разлаженно фосфороргенических пестицидов.— Твэ.докя« 1У Всесоюзной конференции "Микроорганизмы о сельском хозяйстве", Пушимо, 1992, с.167.

3. Зайцева И.А. Влияние атравина на некоторый фиэиолого-й^охикическиэ показатели растений.— Тез.докл.1 рзспубя. научно— прекгич. кенфераншм, Днепрап?трояск. 12—13 февр* 1993»-0|«лл.Ин— та кукурузы. УЛАН, Ц 77, с.1Л.

&» Зайцева И* Л. Роль почвенных фос®ата:з в процессах рааро~ яекии ©ог.гломз. - В сб. 8 "Bonpccu зашиты природная rpesa и окрами труда о промышленности."- йнелропатровск, 1993, с.52-58.'

Зайцев.-« И.А. Экологическая оценка влияния фосфарсрггмкчрс^их пэ~ стицидоэ на процессы фосфорного авмема в йумкциекирсоакии черко— вена ciíuiíKCjnaHMOrcs. йиессртлция ча соискание ученой степени кам-дадати биологических наук по спе'.лмзлькас?и ОЗ.00.16 — зкелзги», Днепропетровский ¡государственный университет* Днепропетровск, 1993.

Представлены результаты изучения працссссв фосфорного обмена пичам о условиях пркмгмеиа е^с^яраргакических пестицидов» Иаучикл кинетика Ферментативных реакций почвенных ^эсфатаа и илирнмэ на ven босфорорганических пестицидов. Ияучемм особенности матебол'.13ча пестицидов в различных эквлогичаски* условиях. Оцгзмема роль экологически» факторов - температуры, влажности, биологической активности почвы в двтоксикации фосфороргаяичес -ких пестицидов.

*

.ZAITZEVA I.A. ECOLOGICAL EVALUATION OF THE INFLUENCE OF PHOS-PWJRQR3ANIC PESTICIDES ON THE PHOSPHORUS METABOLISM PROCESSES IN THE ORDINARY CHERNOZEM.

THESIS FOR A CANDIDATE S DEGREE «BIOLOGICAL SCIENCES). SPECIALITY 03.00.16 - ECOLOGY. flN IEPROPETROVSK STATE UNIVERSITY. DNEPROPETROVSK, 1993.

IT HAS SHOWN THE RESULTS OF THE STUB I NO OF PROCESSES OF SOIL PHOSPHORUS METABOLISM IN CONDITIONS OF PHOSPHORUS PESTICIDES APPLICATION. IT HAS STUDIED THE KINETICS OF SOIL PHOSPHATASES ENZYME REACTIONS AND THE INFLUENSE OF PHOSPHORORGi MIC PEBTICIDEB ON IT. IT HAS STUDIED THE PECULIARITIES OF PESTICIDES METABOLISM IN THE DIFFERENT ECOLOGICAL CONDITIONS. IT HAS EVALUATED THE ROLE OF ECOLOQICAL FACTORS, SUCH AS TEMPERATURE, HUMIDITY, BIOLOGICAL ACTIVITY IN DETOXICATION OF PHOSPHORORGANIC PESTICIDES IN THE BOIL.

QocoopopraHlHHl necmulflM, rpynrool «octaTasH, /laroKCMKai*!», KlHeTHKa, eKQiiorlMHl oaKTopn.

? : L ^ ■ : i j. v.

r 'J ô-à&f -- ICO,