1.2 Факторы, определяющие скорость деструкции гербицидов в агроэкосистемах

гербицид агроэкосистема гигиенический

Длительность сохранения остаточных количеств гербицидов в почве и связанное с этим фитотоксическое действие на последующие культуры севооборота и загрязнение продукции зависит от свойств самого гербицида, почвенно-климатических условий региона и погодных особенностей данного вегетационного сезона, влияния растений и агротехники. Так как большинство гербицидов разлагаются в почве преимущественно биологическим путем, то скорость разложения гербицидов в почве зависит, прежде всего, от биологической активности почвы. Поэтому все факторы, влияющие на биологическую активность (температура, влажность, содержание органического вещества и др.), в значительной мере определяют скорость разложения гербицидов.

Одним из ведущих факторов, влияющим на скорость разложения гербицидов, является содержание почвенного органического вещества. В вегетационных опытах кафедры земледелия [Лебедева и др., 1990] на дерново-подзолистой суглинистой сильноокультуренной почве (гумус 4,З% токсическое действие атразина (3 кг/га) продолжалось 6 месяцев, слабо окультуренной (гумус 2,9%) - 12 месяцев, а в опыте с песчаными культурами - 20 и более месяцев.

Однако роль почвенного гумуса в разложении гербицидов (и пестицидов вообще) неоднозначна. В частности, Соколов и Галиулин [1987] указывают на следующие возможные пути влияния почвенных гуминовых веществ на разложение пестицидов:

- вблизи органоминеральных почвенных частиц наблюдается локальное повышение концентрации микроорганизмов, что способствует разложению пестицида;

гумусовые кислоты могут выступать в качестве катализаторов химического гидролиза пестицида;

гумусовые кислоты могут выступать в качестве косубстратов при биодеградации пестицидов;

связывание пестицида гуминовые веществами приводит к снижению доли доступного для микроорганизмов пестицида, то есть к снижению скорости биологического разложения;

химическая трансформация пестицида не происходит, если он адсорбирован органическим веществом;

комплекс гумус-пестицид может быть более устойчив в окружающей среде, чем свободная форма пестицида.

Как видно из приведенного выше списка, почвенное органическое вещество может как ускорять, так и замедлять скорость разложения пестицидов. Овчинникова [1987] также отмечает двойственную роль почвенного гумуса в разложении гербицидов: на первоначальных стадиях он способствует ускорению деградации, а впоследствии - замедлению.

На длительность сохранения остаточных количеств гербицидов в значительной мере влияет доза его внесения. В опытах кафедры земледелия [Лебедева и др., 1990] было показано, что при норме расхода, рекомендуемой для дерново-подзолистых почв (2 кг/га), длительность сохранения симазина в изучаемой почве на уровне фитотоксической ПДК (0,01 мг/кг) составляла 13-16 месяцев, а при внесении тройной дозы гербицида (6 кг/га) -- 37 месяцев. В случае повторных внесений симазина в дозе 2 кг/га содержание остатков симазина в эти же сроки было несколько большим по сравнению с однократным внесением, но не превышало ПДК по общесанитарному показателю (0,2 мг/кг). При повторном применении симазина в дозе 6 кг/га остаточные количества гербицида в почве превышали ПДК в 2-6 раз. Аналогичные данные были получены для атразина. Таким образом, норма расхода изучаемых триазинов 2 кг/га оказалась предельно допустимой для применения на дерново-подзолистой почве, так как при этой дозе почва за один вегетационный период самоочищается от внесенных токсикантов до уровня ПДК. Однако после применения симазина или атразина на этих почвах на следующий год следует высевать культуры, устойчивые к триазинам, так как уровень фитотоксической ПДК еще не достигнут.

Приведенные выше данные свидетельствуют, что превышение норм расхода выше рекомендуемых, а также систематическое внесение гербицидов может привести к загрязнению почвы. Тем не менее, на почвах с высокой самоочищающей способностью (например, красноземы) и в определенных гидрометеорологических условиях (влажные субтропики) инактивация стойких гербицидов, даже примененных в повышенных дозах, может происходить в течение одного вегетационного периода.

Продолжительность токсического действия гербицидов зависит также от обработки почвы. Проведение глубокой вспашки способствует ускоренному разложению гербицидов. Это объясняется тем, что, с одной стороны, обогащение почвы кислородом при проведении вспашки способствует интенсификации микробиологической деятельности, а, с другой стороны, тем, что при пахоте гербициды перемешиваются с большим объемом почвы, их концентрация снижается (эффект разбавления) и токсическое действие ослабевает [Лебедева, Шустрова, 1971]. Применяя различную обработку почвы, можно в известной мере регулировать продолжительность токсического действия гербицидов в нужном направлении - несколько сокращая его, либо, наоборот, продлевая (в последнем случае, для борьбы с сорными растениями).