Dynamics of a decrease in the residual content of 2,4-D-amine salt herbicide in light gray forest soils

Abstract

The intensity of decomposition of the 2,4-DA herbicide on light gray forest soils has been studied. In all controlled soil layers and on the unproductive part of the barley, the toxicant content was maximal in the first 8-9 days after the herbicide treatment.

Full Text

Изучена интенсивность разложения гербицида 2,4-ДА на светлосерых лесных почвах. Во всех контролируемых слоях почвы и на непродуктивной части ячменя содержание токсиканта было максимальным в первые 8—9 дней после обработки гербицидом.

К 51—52-м суткам остатки микроколичеств пестицида постепенно уменьшились во всех глубинах почвы. Отмечено появление метаболитов 2,4-Д.

В сельском хозяйстве нашей зоны в качестве гербицидов широко применяют производные хлорфеноксиуксусной кислоты: аминную и натриевую соли, бутиловый, кротиловый, октиловый эфиры 2,4-Д. Многие соединения этих гербицидов являются биологически активными, могут быстро проникать в растения и влиять на физиолого-биохимические свойства. Устойчивость производных 2,4-Д в почве зависит от ее физико-химических свойств и наличия органических примесей. Известно, что даже после выпадания атмосферных осадков и искусственного дождевания не всегда снижается фитотоксичность этих препаратов. Хлорфеноксисоединения являются средне- и малотоксичными. Они оказывают местное и кожнорезорбтивное действие, проявляют слабо выраженную кумулятивную способность. Установлено, что они обладают эмбриотоксическими, тератогенными свойствами, а также могут вызывать генетический эффект [1, 4]. При обработке растений большими дозами может наступить изменение биологической ценности производственных культур (снижение содержания белков, витаминов, углеводов и др.).

Среди этих ядохимикатов значительное место занимает гербицид 2,4-Д-аминная соль.

Мы изучали интенсивность разложения 2,4-ДА в светло-серых лесных почвах, наиболее характерных для нашей зоны, чтобы в дальнейшем выяснить длительность сохранения их во внешней среде в конкретных природно-экономических районах при современном уровне химизации. Опыты проводили совместно с токсикологами в Горьковской областной агрохимической лаборатории на серых лесных почвах сельскохозяйственной опытной станции при возделывании ячменя.

В почвах контрольного участка с распыленным бесструктурным механическим составом содержание подвижного Р₂О₅ было равно 22 мг/кг, обменного К₂О — 24 мг/кг, pH водной вытяжки — 4,6—5,0. Среднемесячная температура воздуха в периоды контроля с июня по август составляла 17,3°; 19,0° и 15,4°С, относительная влажность — 71—83%, осадки — 62,4—146,1 мм.

В эксперименте применяли препараты 2,4-Д-аминной соли (концентрация действующего вещества 40%) в дозе 2 кг/га (количество д. в. 0,8). Повторность опыта — пятикратная.

Контрольное поле площадью 10 га было разбито на 5 элементарных участков по 2 га каждый. Результаты анализов (мг/кг) получены как усредненное значение с пяти участков. Анализ всех образцов проводили в 4-кратной повторности [2].

Динамика снижения остаточного содержания 2,4-Д-аминной соли в почве и растениях (ячмень)

Дата	Образец	Глубина взятия образца, см	Содержание 2,4-ДА, мг на 1 кг абс. сухой массы	Время от обработки до анализа, дни
1/VI 1977	Почва	0—5	0	1
		5—10	0	1
		10—22	0	2
	Подпахотный горизонт		0	2
6/VI 1977	Обработка поля препаратом
14/VI	Почва	0—5	0,22	9
		5—10	0,12	9
		10—22	0	10
	Непродуктивная часть растения		0,53	8
22/VI	Почва	0—5	0,02	23
		5—10	0,01	23
		10—22	0,02	24
	Непродуктивная часть растения		0,07	22
20/VIII	Почва	0—5	0	5Г
		5—10	0	51
		10—22	0	52
	Непродуктивная часть растения		0	45
11/VIII	Почва	0—5	Обнаружены	68
		5—10	метаболиты	68
		10—22	2,4-Д	69
	Подпахотный горизонт		0

Уровни остаточных количеств 2,4-Д-аминной соли в почве и растениях (ячмень) представлены в таблице.

Опыты показали, что во всех контролируемых слоях почвы и на непродуктивной части ячменя содержание токсиканта было максимальным в первые 8—9 дней после обработки гербицидом. Наибольшее количество препарата выявлялось на глубине до 5 см (0,22 мг/кг), наименьшее — от 5 до 10 см (0,12 мг/кг), а в более глубоких слоях остатков гербицида не найдено. Значительное количество токсиканта накапливалось на непродуктивной части растения на 8-е сутки (до 0,53 мг/кг).

К концу 3-й недели после обработки остаточное содержание препарата в почве и растениях заметно уменьшалось: через 22 дня остатки пестицида составляли 0,07 мг на 1 кг сухой массы. Быстро разлагался гербицид и в поверхностных слоях почвы. Затем постепенно начиналась миграция гербицида в более глубокие слои, и он появлялся на глубине до 22 см в количестве 0,02 мг/кг. К 51—52-м суткам остатки пестицида уменьшались во всех изученных слоях почвы и в растениях. На непродуктивной части растения не обнаружено остатков 2,4-ДА на 45-е сутки после обработки пестицидом. Вместе с тем на 51—52-е сутки на глубине до 10 см появлялись метаболиты 2,4-Д; в слоях от 10 до 22 см и подпахотном горизонте в это время они не обнаруживались. Постепенно (к 60—70-м суткам) появлялись метаболиты и в продуктивной (зерне) и непродуктивной части растения.

Следовательно, на серых лесных почвах деградация 2,4-Д-аминной соли в почве прошла за 3—4 недели. Относительно короткое время распада пестицида можно объяснить воздействием ряда факторов: в периоды вегетации была сравнительно теплая погода и высокая влажность воздуха. Очевидно, благодаря снижению испарения в этих условиях улучшается проницаемость и, следовательно, проникновение гербицида. Как известно, фитотоксичность 2,4-Д лучше всего проявляется при среднесуточной температуре воздуха более 15°С и влажности выше 70%

Появление в почве и растениях метаболитов 2,4-Д в момент снятия урожая можно объяснить влиянием ферментов почв и растений, расщепляющих данное, соединение, хорошей проницаемостью гербицида через клеточные мембраны почвенных микроорганизмов, наличием благоприятной экологической обстановки в почве, сорбцией почвенными коллоидами. По-видимому, на этих почвах, достаточно разлагающих 2,4-Д флавобактерий, ноккардий и других микроорганизмов, которые метаболизируют данные соединения. Но судьба этих метаболитов пока не ясна.

Для получения урожая, не содержащего остаточных количеств гербицида, необходимо строго придерживаться сроков обработки растений: чем в более ранний период роста происходит обработка, тем меньше остаточных количеств препарата в собираемом урожае и соответственно в почве.