Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

МИКРОСКОПИЧЕСКИЕ ВОДОРОСЛИ КАК ИНДИКАТОРЫ ГЕРБИЦИДОВ — ПРОИЗВОДНЫХ ФЕНИЛМОЧЕВИНЫ

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "МИКРОСКОПИЧЕСКИЕ ВОДОРОСЛИ КАК ИНДИКАТОРЫ ГЕРБИЦИДОВ — ПРОИЗВОДНЫХ ФЕНИЛМОЧЕВИНЫ"

ВСЕСОЮЗНАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

имени В. И. ЛЕНИНА

всесоюзный научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии

Людмила Борисовна КВЯТКОВСКАЯ

МИКРОСКОПИЧЕСКИЕ ВОДОРОСЛИ КАК ИНДИКАТОРЫ ГЕРБИЦИДОВ-ПРОИЗВОДНЫХ ФЕНИЛМОЧЕВИНЫ

(03.00.07 — Микробиология)

(Диссертация написана на русском языке)

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

автореферат

ленинград, 1973

ВСЕСОЮЗНАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА. АКАДЕМИЯ СВДЬОДлОЗДмСТВЕНШХ НАУК ИЫЕЬИ В. И. ЛЕНИНА

8с6ш03шй научьо-исошдовательский институт сельскохозяткггвеншй кшробиопогии

иикрсуж^пичеслие водоросли кай йндошцг! гегьицидов - пр0изв0дшх феншшичешш

(03.000?- микробиология)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

На правах рукописи

•Подпила Борисовна

квя'гковскан

Работа выполнена во Всесоюзном научно-исследовательекок институте сельскохозяйственной микробиологии.

Научный руководитйяь - кандидат биологических наук Ю.В. КРУГЛОВ

Официальные оппоненты: доктор биологических наук профессор З.А. ШТИНА,

кандидат химических наук A.B. БОРОВКОВ

Ведущее учреждение - Всесоленый научно-исследовательский институт химических средств защиты растений.

Автореферат разослан "Af- " ^vy-v^-y^ 1973г.

Защита диссертации состоится " X " t^cOit^C 1973г. «а заседании Ученого совета Всесоюзного научно-исследовательского института сельскохоаяйственьоЯ микробиологии.

Отзывы просим направлять по адресу; 190000, Ленинград, ул. Герцена, 42, ВНИИ с/х микробиологии. Ученому секретари.

В практике сельского хозяйства ншдя широкое применение в качестве гербицидов около 20 соединений - производных феиилмо-чевквы (Ельников, 1970).

Высокая избирательность действия позволяет исоольэовать эти препараты под равнообраанымн сельскахоалйственными культурами. Чередованием гербицидов можно предотвратить накопление их в почве в большом количеств», однахо перепетентность некоторых проивводнкх мочевины настолько высока, что они могу* Сохраняться в почве после однократного применения до 16-36 месяцев (Мельников, 1972). Устойчивость соединений «того класса к действию внешних факторов создает определенные неудобства в землепользовании и делает необходимым постоянный контроль ва трансформацией и передвижением их в почве»

Для определения остаточных количеств производных: фенил-мочевины существуют биологический способ оценки токсичности препарата с помочью высшего растения, равличнь» мэдмфнхации колориметрического метода (Каеарнна, Сабурова, 1966; 4укель-ман, Вольная, 1968 м др.), а такке метод хроматографии в тонком слое (Самосват, 1968} Стонов, Феофанов, 1У2).

Использование биологического метода поаволяет оценить влияние ни растение комплекса гербицида и почвы. Однако он связан с постановкой громоздких и длительных (Э-4 недели) вегетационных опытов. Более кратковременным и точным является химический анализ субстрата, но при атом имеют место трудоемкие операции, требующие, наряду с дорогостолд ими реактивами и специальной аппаратурой, соответствующей квалификации исследователя.

Определенный интерес представляют биологические методы контроля, связанные с испольвованием в качестве тест-культур различных микрооргавиамов. Число работ, направленных на научение индикаторных способностей микрооргааиамэв в отношении пестицидов ограничено.

По имещкмея в литературе данный, бактериальная и грибная флора почвы оказывается устойчивой к производственным до-вак производных феннлмочевкны ( СНапиха. , 1966; Гогуадве, 1966, 1968; Акошш» Агаронлн, 1968} Беоанов с сотр., 1969 и ДР«)»

Чувствителышми к зтим гербицидам среди почвенных микро-

3

органианоэ являются микроскопические водоросли, что обусловлено механизмом действия этих ядохимикатов. Производные фенилмо-чевииы ингибируют один иэ важнейших этапов фотосинтева, а именно, реакцию Хилла С Wissefs а Рал sin , 1956; JßtfcAa/i, t l9bS; я t 1963).

В представленной работе аяьгицидкые свойства пронвводных фенилмочевнны послужили основанием для равработки метода определения эагряененности ими почвы и водоемов с лошадью водорослей.

Ознакомление со способами культивирования водорослей при индикации различных химических соединений показало, что описанный в литературе материал касается в основном водных культур этих органивков ( JUetoney о. iifmeY, 19Ь6; ^¿¿tff гаtä f 1956; Брагинский, 1972 и др.).

Методика, предложенная Пиллеем и Чаном ( Siffey а. З^ал, 1969, 1970) для почв, дает качественную или в дучвек случае подухояичестренную характеристику загрязнения их гербицидами. Ни в одном случае не дана оценка воспроизводимости рееульта-тов, без чего невозможно говорить о практическом использовании альгологического метода.

Учитывая все вышеизложенное, основные аадачи нашей работы заключались в следующем: .

а) изучить реакцию на производные мочевины ряд» видов микроскопических водорослей и отодрать наиболее чувствительны« ив них в качестве тест-культур;

9) разработать методику культивирования водорослей непосредственно в почве для нужд экспресс-оценки загрявненил ее этими гербицидамиj "

в) дать характеристику альгологического метода бноинди-хацки оронвводных мочевины по сравнении с другими биологическими (высшие растения) и химическими методами, используемыми для массовых анализов почвы.

Мятрриялн и методы

В работу были включены одноклеточные веление водоросли

(k&nefta ifu.tyai.iS (11 штаШОВ), Sctn-tdesmus ofäpuas (7 вгакшв), Sa&nettecoccas /vwtotieooides (3 штата), Oceystis . (oxfti (1 штамм) и öoystct vtasja, (2 штамма), no-

лученные ив коллекции Ботанического института АН СССР кмеыи В.А. Комарова и частично ив Петергофского биологического института.

Технические препараты производных фенилмочевшш, испольвуе-ше в работе, представляет собой смачивающиеся порошки* Фемурон, понурой, диуров, небурон я метурнн содержат &А действующего вещества; монурон, ареакн и паторан - Концентрации гербицидов рассчитывали по дейетвушецу веществу*

Для интенсивного культивирования водорослей исподьвована среда Тамийл Сцит. оо Арутгалиу, 1966). Возможность выращивать водоросли в интенсивных условиях была любевно предоставлена лабораторией фотобиосинтеза Петергофского биологического института* Режим культивирования, разработанный в указанной лаборатории, включал непрерывное продувание суспензии смесьо воздуха с СС>2 и круглосуточное освещение лиошесцектньаш лампами (освещенность 4-7 тыс. лх). Биомассу водорослей учитывали оо су-хоцу весу и выражали в граммах абсолютно сухого вещества на 1 л еуспевеи* (Владимирова, Сенененко, 1962).

Параллельно с учетом биомассы определяли количество фото-сиятетических пигментов, обрааованных в культуре водорослей. Для извлечения пигментов испояьвовали методику Сапожнккова (1964). Хлорофилл а и б и общую сум^у жаротнноидов определяли спектрофотометрическим методом, последовательно фиксируя, оптическую плотность эфирного раствора пигментов при л л иь ах волн 660, Ы2 к 400 им. Концентрации пигментов рассчитывали по формулам, приведенным в работах Веттштейна < ШЬ-Ьт , 19^7) и Шлыка (1%9>.

Для сравнительной оценки аяьгологического метода нами был опробован широко мсоольауеашй для определения монурона в почве м воде метод хроматографии в тонком слое (Саиоеват,

Кроме того, срашиваяи чувствительность к монурону водорослей л высшего растения овса. В вегетационном одлв исжль-вовали овес сорта "Золотой дождь". Высев семян проводили в почву, тшательно перемешанную с определенными концентрация»« гербицида- Продолжительность ошта 3-4 недели. Ингибируиций эффект гербицида рассчитывали по формуле: — х 100л, где Рг - сырой вес десяти растений на почве с гербицидом, а Р* - на контрольной почве.

Результаты всех оилов были подвергнуты статистической, обработке (Пдохинский, 1970). Дова, ингибирущая рое* водорослей ш овса на 50%, была рассчитала до формуле, рекомендуемой Лакиньм {1958).

ИНГИЙИРШЦЕЕ ДЕЙСТВИЕ МОНУРОНА НА ВОДОРОСЛИ В УСЛОВИЯХ ИНТЕНСИВНОГО КУЛЬТИВИРОВАНИЙ

Изучали чувствительность к монурону {У -4-хлорфенж* -//'Л" - дхметилмочевина) трех штаммов ¿Л&хе&л (52/2, 157 к 616/3) И одного штамма (13).

Монурон испытывали в концентрациях: 0,2Ь~1,0-4,0 мг/л.

Иигибкруданй эффект гербицида ва водоросли определяли по содержанке сухого вещества или фотооштетмчесххх пигментов в процентах к контролю.

Набдцценил ва динамикой раввития водорослей покавали, что скорость роста для равных видов и штаммов отличается (таблица 1). Спустя сутки после посева, биомасса в пересчете на 'сухое вещество у СкСох(И& т^а-са 5£/2 увеличилась в 3,5 раза, у штамма 616/3 - я 11 рав.

В свою очеред ь кнгнбнрущиЯ эффект конурой а для втамма 52/2 равен а дж* штамма 616/3 - 13,6%. При последупцем

выращивании водорослей токсическое действие гербицида либо «вачительно снижается (штамм 616/3), либо стабиливируетея.

В культуре водорослей определяли также содержание пигментов - хлорофилла а, б и общей суши карохивоадов. Данные, приведенные в таблице 2, показывает, что количество любого ив пигментов в культуре водорослей Скбпее&х 15>7 с

увеличением дозы монурона снижается пропорционально шипению биомассы. Это явление характерно для всех испытанных гтаммов водорослей и особенно заметно в начальшй период культивирования.

Таким эбравом, как накопление биомассы, так и содержание укаеанных фотоскнтетических пигментов могут служить интегральным покаватежем токсического действия мэнурона ва водоросли.

Следует отметить, что действие монурона в концентрациях от 0,25 до 4 мг/л косит альгистатнчеекий характер. В специальных опытах было показано, что в процессе длительного ков-

6

Таблице I

Влияние новурона ва динэмаку развктия микроскопических водорослей в питатель вой среде

Водоросли Вэризвт

Время,! OTtrai;

10

контроль

Scenedetmus

dtipUiS UOBJpOH

J3 0,25 иг

1,85 4,3 ,5,55

°»1 100 100 100 100 100 100 100

1.4 3,0. 3.3. . 4;,р иг/л 0,1 61 76 Л 87 74 71 72

понуров

.pjg.. 0.35 QiS. T-i L I*S5 3.4,

tkfcntifa rti^attt

tsr

Cktcxtib trutyatis S2/2

CktoxttU • tfufy&xis

1,0 НГ/л 0,1 22i3 I9 23t0 3I 32,7 31,4

коитродь 0,§. ,.1,0. r,7Q 3,g 4.0 6.2 8,7

0,1 100 100 100 100 100 100 100

MoajpoB 0.3 O.S6 1.0 1.40 2.2 3.7 4.SO

°»гь ыг'л 0,1 60 56 59,0 50,0 55 60 52

мовуров 0.30 0,?q H^IQ Zaa_

1,0 МГ/Л 0,1 40 30 29(0 25t0 2S 21 S3

ковтродь

мовуров 1,0 «г/л

ковхроль

МОнуроя 1,0 кг/л

0,1

Р,35 Ы5. 2,0,. 3,75 Э.г 4,$

100 100 100 100 100 100 100 Q„35 -Pi?5 Qi57 0.9 1л2 Хд£5 3i3S..

0,1 71,5 30,4 28,5 32,7 37,4 36,7 49,5

т LJL i*25 5*5-S*£L

0,1 100 100 100 100 100 100 100

0,1

13,6 30 40 49 63 69 99

Примечание: в числителе - сухой вео л г/л,

в эвене нагеле —"—в % к контролю.

тахта СкЬнеЫ 15? о монуроном (1 кг/л) происходят

адаптация популяции к токсическому агенту. При последумщек оь севе такой адаптированной популяция на свекую среду с моя уроном (1 кг/л) токсическое действие гербицида проявляется в мучительно меньшей степени.

Однако чувствительность исходных втаммов водорослей во всех опытах находилась нкх« концентраций, предельно доцустжма в водоемах. В саяви с этим испытываете культуры могут быть кспольвовявы для индикации мэяурова в водкой среде.

Таблица 2

Влияние монурона на накопление фотосаитетическмх пигментов и сухого вещества в культуре йАмй& уигра-их 1^7

ЙЗГ"

3-й сутки

хлорофилл ааротк- сухой

а в ноццы вес

0,25 61 51 56

1,0 26 27 27 31

4,0 5 8 10 6

Примечание: в таблице 2 ук&вано количество пигментов и сухого вещества в % к контролю.

иошьзованиг метода "бишшх дисков" для ивдикации

произэодшх шшючшш

Культивирование водорослей-индикаторов в интенсивных условиях культивирования дает возможность в течение воротного времени обнаружить токсичность водно* среда, но исключает непосредственное определение загрязненности гербицидами оочиы.

Для индикации гербицида, находящегося в почве, удобно вослольвоватьсл методом "бумажных дисков" (Францев, 1935; Крутлов, 1958; , Л9Ю\ Некрасова, 1971). При о том во-

доросли наносят на диски фильтровальной бумаги или мембранные фильтры, которые помещаю* на поверхность анализируемого субстрата. Таким субстратом может быть как почва, сак и агариво-ванвая минеральная среда, приготовленная на основе вода, обработанной гербицидом.

Испольвование в качестве подложки бумажных дисков соа-

дает специфические условия культивирования, что следовало учитывать при выборе тест-культуры. Прежде всего необходимо было установить наиболее благоприятную питательную среду. Для атого с помощью аппарата Зейтца суепеяаим водорослей отфильтровывали , на диски фильтровальной бумаги (о' »25 мм). Последние раскладывали на поверхность агариаованных питательных растворов* разлитых в чшки Петри. Чашей помещали в хсмивостаз, где они находились при непрерывном освещении (2 тыс. лк) в течение 3-х суток.

Визуальная оценка роста водорослей на минеральных средах, отличащихся по качественному и количественному составу основных питательных элементов - а&ота и фосфора, показала, что отношение различных видов к предложенным условиям культивирования неодинаково.

Все штамм* ВИДОВ &&tef&*¿*CUS áíteot*&t , Gotystis /ет-peí я 0• vtASta плоосо росли на дисках фильтровальной бумаги и были исключены иа дальнейших опытов. Хорошей рост на большинстве иа питательных сред показали атаман СА&пеШ vuí-fatts и Jctnrdesmus cfAfaas , Дхя последующей работы в качестве питательного субстрата была выбрана среда Елькана (по Голлербаху и Полянском, 19Ы).

Культуры водорослей: Ci&ntíia г/идаш Í2/2, 1Ь7, Ы9/4, 522/2 и 616/3 и Лwatevnxs dtyw 13, 44/1, 47/2, 614/3, 678/1, 614/1 и 566/2 были исштавы на чувствительность к одному ив про и в водных мочевины - мэнуроку.

В дальнейшем интенсивность роста водорослей на дисках фильтровальной бумаги учитывали по количеству хлорофилла, навлекаемого иа водорослей в каждого диска втиловш спиртом (Кругло* с сотр., 1970). Определяли только относительное содержание пигмевта иа 46К-56 в кювете с расстоянием между параллельными стенками 20 ш при краевом светофильтре. Об ивги-бирующем эффекте монурона судили по содержанию хлорофилла в процентах к контролю.

Для предварительной оценки чувствительности указанных штаммов водорослей к монурову гербицид вносили в агаризован-ную среду Ельмана в концентрациях 0,4 и 0,6 кг/л. При этом череа трое суток о сита все отажш обнаруживали слабый рост при 0,4 мг/л и не развивались при 0,8 мг/л. То есть л^бая

культура водорослей могла вы быть мслольаована как индикатор на присутствие хэвурсша.

Для отработки параметров альгологичесхого метода была выбрана 157.

а) Количество посевного материала на диске фильтровальной

бумаги

Имеются данные, свидетельствующие о аавиеимости чувствительности водорослей я гербицидом от массы их в ср«де (Брагинский, 1972), Для определения минимально необходимого количества водорослей на диске, в опыте испольвовала степенен* в различной оптической плотноетш. Была обнаружена тенденция к снижению чувствительности водорослей к шнурову е увеличением массы посевного материала. Так» ЕДсу моиурона, равно* 0,3 мг/л ори плотностях посевной суспеявки водорослей 0,1-0,2 оптических единиц вограстает в 1,5 раеа с увеличением ее до 0,4-0,8. & остановили свой выбор аа суспенвия с плотностью 0,15 единиц, определяемой ва Д8К-56 в ковете с расстоянием между параллельными стенками 20 ш при эеленом светофильтре. На диск наносили 10 мл такой суслена**.

б) Подготовка посевного материала к опыту

Если дня определения токсичности среды использовать в качестве тест-культуры еуспеввию водорослей, взятую непосредственно иа рабочей колбы, то колебания ВД^ монурона для хлореллы в ряде повторных опытов составят 23% (коэффициент вариации). Если же определенное количество ато* еуспенеии подращивать предварительно аа дисках фильтровальной бумаги, помещенных на поверхность жидкой среда Ельмана, в течение 3-х суток, то коэффициент вариации ВДзд в повторяыг опытах составит 10%. Величина ВДсд при етжх способах подготовки посевного материала соответственно равна 0,37 +0,03 я 0,28 +0,01 (иг/л).

При попадении клеток водорослей на диск ив густой суспензия повдоаетея обеспеченность кх светом, что стимулирует распад взрослых клеток ва аутоспорь (Годиев с сотр., 196Ь).

Иввеетво, что старые клетки обладают меньшей чувствительностью к токсиканту, чем молодые, находящиеся в логарифмической фаэе роста (Пароменскал, 1970; БрагивскиЯ, 1972).

Так как мы имеем дело с несинхронной культурой водорос-

с

«ей, содержащей всегда клети» разного возраста, то, прибегал к предварительной/ doдраци ванне тест-культур«, мы создаем условия для сдвига соотношения вйрослых и молодых клеток в сторону последних.

Таблица 3

Динеммка развития водорослей на бумажных дисках

Ионурон, мг/л Время индикации (в evr.)

2 3 4 5 7

0,8 2 +0,01 3 +0,1 3 £0,6 3 +0,4 3 +0,1

15 16 11 е 4,6

0,4 4 +0,1 5 +0,6 5 +0,4 6 +0,4 6 +0,4

30,6 26 18 16 12

0,2 5 +1,0 ? +1»1 10 +1,3 13 +0,6 21 +0,6

38 37 37 35 32

е +1,5 13 +1,1 17 +1,4 23 +0,9 43 +1,5

0,1 61 66 63 62 66

0,05 10 40,1 16 +1,1 26 +2 37 +1,1 63 +0,6

77 84 56 100 97

Контроль 13 +1,7 19 +0,6 27 ¿0,4 37 £0,6 65 +0,9

100 100 100 100 100

Примечание: в числителе - количество хлорофилла в ед. оотич. плотности X 100; _ .

в знаменателе - - - - - в * к контроле.

в) Продолжительность индикации монурова в агаривовакиой среде

Таблица 3 отражает накопление хлорофилла водорослям на диске при равличных концентрациях шнурона в течение 7-ми суток опыта. Абсолютное торможение роста водорослей наблодаетсл шь при концентрации шнурона О,в мг/л. При 0,4 мг/л имеет место иеаначительвое развитие хлореллы. В целом можно отметить отчетливую корреляцию между доаой ареааратл и отрицательным аффектом его на роет водорослей. Так, кнгибмруидее действие

концентраций 0,1 я 0,2 кг/я еадлючается лишь в торможении р&евития хлореллы. Конурой в до ее 0,Ut> мг/д фактически перестает действовать как ингибитор уже на 4-е сутки. То есть водоросли способны раввиваться в присутствии относительно невысоких дав монурона с большей или меньшей интенсивностью. В щюцессе жяанеделтельностн они адаптируются к гербициду» прячем скорость я степень адаптации вависит от концентрации его в среде к от времени культивирования.

Данные, представленные в таблице 3, оокавывмт, что время индикации гербицида может быть ограничено £-3 сутках*.

Использование CAUxtità, ^vatfa-Us 1S>7 для индикации монурона в почве

Для проведения вн&янва гербицида в почве последнюю укладывали в чашки Петри и увлажняли средой Ельмаеа до 90% от полной влагоемкости. Поверхность почвы выравнивали и на лее накладывали диски фильтровальной бумага, выреаанвые оо диаметру чашки. Затем помещали диски с водорослями. Время выращивания водорослей в лкмкностате 3-е суток. Освещение круглосуточное.

Нами было проведано определение монурона с помекдью хлореллы в почвах с различными физико-химическими свойствами. Как видно иа данных, представленных в таблице 4, ВДзд монурона для хлореллы в крайних"случаях, например, при сравнении почвы W 1 и * 9» отличается более, чем в 30 pas. Наблюдается хорошо выраженная вавнскмость ивгмбируедего аффекта гербицида от содержания гумуса в почвах. С повышением содержания гумуса токсичность монурона снижается. Величина рЬ, механический состав почвы, еуюю поглощенных оснований, ,гю-видимоцу, оказывает определенное влияние, но ryi<yc имеет довлеющее вначение.

Полученные результаты покапывают вовмохность применения метода для■еорбционной характеристики почвы в отношении гербицидов и научения тренслокацкк их в почвенном профиле.

Альгологичеекий метод определения монурона в почве сравнивали с биологическим методом, где индикатором служило высшее растение.

В таблице Ь приведены величины ЕД^ монурона для хло-

Таблица А

Характеристике токсического действия иовдрояа яа хлорелл} я в различных появах

К! » почв Назвавна почвы <• ^CA'JUf pH со-.левое' Содеряэ-tae lonjea,! % ЕДйО' В ИГ/КГ

I Торфкяяето-подэоля-стая 27,9 4,0 35,6 10,7

2 Дервово-слабоподэо-лвсгая, поверхвост-во-ог»еев»ая, тяжелое} глииств я 32,4 4,87 4,0 "5,4

3 Выщвжочеввый червовом 34,2 5,34 3,96 4,4

4 Двряово-подзолкстая, тяжшгооу глинистая 3,5 4,6 3,57 2,7

5 ДерBoso-подволястая » о J neo ча на я 4,35 5,0 3,16 1,5

6 Обымовеввдй черяо-зам, тяжелосугдмн«-стая 47,0 7,18 2,85 1,5 ■

7 Дер вово-яодзолмотая, легкосуглвлистая II »7 6,0 2,78 1,0

в Дврвово-подзолмстая, тялалое^гдкакотая 1,5 5,2 1,68 0,7

9 дервово-подзолмтая, супеочаяая 2,2 5,0 1,2 ' 0,3

10 РечвоИ песок 0,15

реллы и овса. Степень сближения чувствительности двух тест-

культур неодинакова на различных почвах. В среднем для 5-ти £Дсл (хлорелла)

почв отношение -—--« 0,96, а коэффициент вари-

ЕДсд (овес)

ации этой величины составляет

Таблица 5

Чувствительность хлореллы и овса к ыонурону в различных почвах

Почва Гумус» в % Е&Д} монурона, для хлореллы мг/кг для овса

Дерново-подзолистая 0,33 0,&7

супесчаная 1,2

тлкёлосуглинйетяя * X 1,66 0,7!? 1,0

ле гкосуглинистая 1* к 2,78 1,1 0,?

тяжело суглини стая 3,57 2,7 3,4

торфян и сто-подзо- 35,6 10,7 9,6

лист ал

Для сравнительных целей опробовали широко используемый для определения монуроыа метод тонкослойной хроматографии - ТСХ (Самосват, 1966). Для этого известными количествами гербицида (от 20 до 40 мкгХ обрабатывали воду, речной песок и дерново-подзолистые почвы (# ? и • 9 по таблице 4).

В воде с помощью метода ТСХ определяли почти 100% внесенного препарата, в легкосуглинистой почве (№ ?) - всего 1С5Ь, в супесчаной почве - 30%, в речном песке - 7566. Иначе говоря, количество определяемого гербицида в очень сильной степени зависит от физико-химических свойств субстрата. В специальных ошлах было показано, что при экстракции монуро-на из почвы хлороформом имеет место недоиавлечение вещества. Приведенные результаты не позволяют испоЛьзовать метод ТСХ на любой почве без предварительной оценки возможности метода. То есть для получения достаточно точного ответа требуется не только увеличение числа параллельных проб, но и наличие аналогичного субстрата, не обработанного гербицидом.

г

Токсическое действие на хлореллу (штамм 1Ь7) различных производных фенилмочевины

В условиях» аналогичных индикации монуроиа, альгологиче-схий метод был применен для определения в субстрате раанооб-равных оо химическому строению гербяцидных производных фенил-мочевины.

В таблице 6 сравниваются ВДзд гербицидов для хлореллы в условиях агаризоешшой среда м почвы К 7 (по таблице 4).

Как правило! в почве аначенил ГЛгд превиоаюг таковые в агаре, что связано с детоксикацией препаратов вследствие адсорбции их почвенными частицами.

Отношение №0 (почва) неодинаково для испытанных соединений. Щр (агар)

Таблица 6

Чувствительность СкЬтОа ¡гифшл 157 к рааличныи проиавод-кым фенилмочевивы

Препарат ЕДу-, гербицидов

в агаре, мг/л в почве, мг/кг

Лкнуроя 0,06 7,5

Небурон 0,07 9,0

Диурон 0,00 1,9

Конурой 0,21 1.2

Аре ахи 0,37 3,0

Паторан 0,46 3,0

Фенуроа 2,2 2,2

Кетурин 12,8 6,0

Причем, если в агарнэованной среде токсичность данных гербицидов в первую очередь определяется числом атомов хлора в молекуле, то в почве большое значение имеет состояние метиль-аой группы. Аналогичные данные сообщается Кр афт сом (1^x1) и Кераи и Кауфманом (1971) для высших растений.

Среди данной груши гербицидов исключение составляет Турин. Этот препарат в почве окавался более токсичным, чем в агаре, что свидетельствует о разложении его под влиянием почвенных

15

0

условий да более токсичного соединения. Агаривованная среда является в химическом и биологическом отношении более инертным субстратом, чем почва.

На основании полученных результатов можно сделать вывод, что реакция водорослей на проивводные феннлиочевнны в большой степени соответствует реакции высшего растения. Те и другие не чувствительны к гербицидам, адсорбированным почвой. Кроме того, водоросли так же, как и высшие растения проявили избирательную Чувствительность к веществам со сходным химическим строением. Избирательность хлореллы дозволяет предположить, что в природе существуют виды водорослей, чувствительные к другим ядохимикатам.

Реакция хлореллы на присутствие в почве инсектицидов и Фунгицидов

В связи с тем, что химическая обработка посевных площадей включает применение не только гербицидов, но и соединений, об-ладаадих*фувгицидными и инсектицидных» свойствами, необходимо было выяснить степень специфичности данной тес^-культуры к производным фенилмочевины.

С этой цельо испытывали токсичность для хлореллы следующих препаратов: гексахлорана, хлорофоса, карбофоса, Б»-Ьб и фунгицида цирвка. Почву обрабатывали пестицидами поверхностно в дозах, равных максимальным производственным и превышающих таковые в 1.0 раа* Черев сутки после обработки определяли токсичность почвы альгологическим методом. Среди всех препаратов только цирам в концентрации, в Ю рае превышающей производственную, подавлял рост хлореллы на 50%,

Таким обраяом, СкСпеШ &л£ра(¿г 15? достаточно устойчива к инсектицидам и фунгицидам, широко используемш в сельскохозяйственной производстве. Следовательно, эти препараты не могут служить помехой для индикации аагряанения почвы гербицидами - производными фенилмочевины.

Оценка воспроизводимости результатов альгологического метода определения гербицидов

Для оценки стабильности реяультато», получаемое при определении гербицидов в среде с помошыо водорослей, было проана-16

Таблице 7

Воспроизводимость реэгл матов определения ко вдово ал ьгологи ческам методой а/ 1 агеризоваввой среде б/ в почве

Мои рои, иг/л Иоя^роа, иг/кг М±ш Р= -¡рКМ/

0,8 6,6 ±1,5 23,0, 61,0 6,0 5,3 ±0,9 17,0 45,0

16 ±2,2 13,7 36,0 11,5 ±0,9 8,0 21,0

10 ±2,1 21,0 55,0 '9,5 ±1,8 19,0 50,0

0,4 ' 24 ±2,4 10,0 26,0 3,0 21,4 ±2,0 9,4 25,0

0,2 19 ±3,6 19,0 50,0 19,4 ±3,4 17,5 46,0

46 ±3,3 7,3 19,4 1,5 42 ±4,3 10,3 27,0

0,1 27 +4,8 18,0 47,5 32 ±5,2 16,0 42,0

67 ±2,9 4,3 11,3 0*75 69 ±3,7 5,3 14,0

32,6 ±5,7 17,5 ' 46,3 0,375 59 ±5,4 14,0 37,0

0,05 80 ±3,5 4,4 II.fi 90,4 ±2,8 3,1 8,0

Ноитроль 40 ±5,7 14,0 39,0 Контроль 50 ±5,2 10,4 37,0

%о* »г/ж 0,18 ±0,02 11,0 ч 29,0 %)' ИГ/кг 1,35 ±0,14 10,0 27,0

Примечание: I/ М - срвдвяя арифметическая из'^-ии опытов;

3/ в числителе ^ количество хлорофилла в ед. оптической плотвости;

3/ * знаменателе - в % к новтрол» /внгибшрующй ййект/.

лиеировано по 7 опытов, проведанных на агаризованной среде я в почве в равное время ва три года*

Данные, представленные в таблице 7 (в я б), свидетельствуют о значительной вариабильности в повторных опытах абсолютного количества хлорофилла, накапливаемого тест-культурой на дисках фильтровальной бумаги. Коэффициент вариации этой величины ( С V ) колеблется от 30 до 61%, возрастая с оовыяе-нием концентрации гербицида в среде.

Величина ингибирующего аффекта гербицида, то есть относительное содержание хлорофилла в процентах к контролю, ха-' рактеризуется большей устойчивость®. Коэффициент вариации не превышает Эб£6.

Чувствительность хлореллы к монурону можно охарактеризовать некоторой средней величиной, в частности, концентрацией гербицида, вызывающей подавление роста тест-культуры ва 50Э! (ВДзд). Сшибка определений (Р) этой величины составляет в данном случае 11,0 - для агаризованной среди * 10,0% - для почвы. Значения ВДзд не выходят ва пределы производственных и предельно допустим« концентраций (ВДЮ понурой а. В связи с этик, если ш имеем культуру водорослей, чувствительную к ядохимикату, то для грубой оценки его количества шхно ограничиться сравнением роста тест-объекта на загрязненной и контрольной среде*

Для получения более точного количественного результата необходима постановка параллельного опыта с известны« концентрациями гербицида на аналогичном субстрате. Это же условие соблюдается в опытах с высшими растениями и рекомендует-ел при оценке загрязнения среды производными фенилмочевины методом тонкослойной хроматографии (Стонов, Феофанов,1972).

садик шведа

1. Из коллекции микроскопических водорослей были отобраны и изучены в темны -риёряи? ш -¿ЫяиШлыаз Ш^ит , обладающие высокой чувствительностью к гербицидам - производным фенилмэчевивы.

2. Показано, что под влиянием возраставших дра монуро-на содержание фотосинтетических пигментов в культуре водорослей снижается пропорционально их биомассе, что позволяет

использовать пигменты в качестве интегрального показателя инги-бируияего эффекта гербицида.

3. При сравнительной оценке различных методов культивирования водорослей показано, что для целей индикации остаточных количеств производных фенилмочевияы в субстрате (почва, вода) метод "бумажных дисков" имеет преимущество перед интенсивным культивированием, благодаря простоте и более высокой чувствительности к гербициду.

4. Найдена корреляция между ингибирушим действием производных фенилмочевины на водоросли и концентрацией их в среде, что позволяет предложить эти организмы для количественной оценки загрязнения почвы и воды данными гербицидами.

Ъ* Изучены оптимальные условия для культивирования водорослей на дисках фильтровальной бумаги и разработаны Основные параметры альгологического метода определения гербицида в среде.

6. Предлагаемый метод определения производных фенилмоче-вкны в почве является менее трудоемким, чем другие биологические методы, где тест-культурой служит высшее растение. По чувствительности к монурону водоросли не уступают высшему растению и превосходят метод тонкослойной хроматографии.

7, й&теЛйг ^ так же, как и высшие растения обладает неодинаковой чувствительностью к гербицидам - производным фенилмочевины. Учитывал избирательный характер действия гербицидов на водоросли, можно рекомендовать эту культуру для индикации в почве - монурона, диурона и фенурона,

а в воде - диурона, небурона, линурона, ареаина, латорана к феиурона.

9. Чикаго, 1^7 устойчива к соединениям инсек-

тицидного действия: гексахлорану, хлорофосу, карбофосу и Ьи-'зб, применяемом на посевах совместно с производными фенилмочевины. Высокая специфичность позволяет использовать альгологический метод для определения производных фениямоче-вины в почве, обработанной этим комплексом аестицддон.

9. Отмеченная избирательность водорослей в отношении ингибиторов фотосинтеза раскрывает перспективы дли раяраОит-ки альгологического экспресс-метода для оценки вновь синте-эируемых химических веществ и различных природных соединений - продуктов жизнедеятельности микроорганизмов.

По материалам диссертации опубликованы следующие статьи:

1. Использование микроскопических водорослей для первичных (отборочных) испытаний вновь синтезируемых гербкцидных препаратов (совместно с М.В. Кругловым). Тезисы докладов и сообщений Псесоюзной конференции "Результаты научно-исследовательских работ по созданию новых пестицидов, внедрении их в проийвсдст-?о и применении в сельском хозяйстве". Секция 1. Ы., 1972.

2. Ингиоирушее действие монурона на накопление биомассы

и содержание пигментов в культуре зеленых водорослей, бюллетень ВНИИ с/х микробиологии, * 16, вып. 1» 26. Л.,

3. Сравнительная характеристика методов определения токсичности почв, обработанных монуроном. Б*>ллетеьь БИйи с/х микробиологии, № 16, вып. 1,30. Л., 1У7У.

4. Взаимодействие хлореллы с монуроном в условиях интенсивного культивирования. Тезисы докладов и сообщений на иауч-но-координационном совещании по теме: "Практические аспекты биохимии гербицидов и регуляторов роста растений". Цущино,

19?г,

Работа доложена:

1. На васелании Ленинградского отделения Всесоюзного микробиологического общества, 1971.

2. На Всесоюзной конференции "Результаты научно-исследовательских работ по созданию новых пестицидов, внедрению их

в произвол" о и применению я сельском хозяйстве", Москва, 1572.

3. На научно-координационном г.оиеи*аьии Практические аспекте оиохимии гербицидов и регуляторов роста растений", Пущино, 1973.

РТИ., тип. ВИР, зак. , тир. 200 , Х1УЧ.197Э

Бесплатно