Készítette: Petricska Natália2011

A peszticidek talajbiológiai hatásának vizsgálata

A peszticidek, más néven növényvédőszerekolyan anyagok és annak keverékei (pl: vegyszerek),melyek alkalmazásának a célja a növények, termények védelme, a kártevők távol tartása és elpusztítása.

Csoportosítás (felhasználás szerint): - herbicidek: gyomirtó szerek - avicidek: madárirtó szerek - inszekticidek: rovarirtó szerek - akaricidok: atkaölő szerek - fungicidek: gombaölő szerek - vespacidek: darázsirtók - nematicidek: fonalféreg ölő szerek - rodenticidek: rágcsáló irtók - baktericidek: baktériumok ellen - molluszkicidok: csigairtó szerek - viricidek: vírusölők

2

Eredeti kifejlesztés: peszticid alapvegyületek megfelelő hatékonyság, élő szervezetek elpusztítása, jelentősen növelt

terméshozam, csökkenthető termelési költségek ill. felhasznált munkaerő

DE:

- alapvegyületek bomlásakor keletkező termékek ismerete - pontos kémiai szerkezet teljes azonosítása - toxicitás mértékének meghatározása - környezetre, talaj mikrobiális életközösségére gyakorolt hatás - talajparaméterek befolyásolása - degradáció mechanizmusa ???

3

A különböző funkciójú és változatos szerkezetű peszticidek közül a mezőgazda-ságban a herbicideket (gyomirtó szereket) és az inszekticideket (rovarölő szereket) használják a legnagyobb mennyiségben.A peszticidek és egyéb szerves mikro-szennyezőanyagok a talajoldatban kationok, anionok vagy poláris és nem poláris molekulák formájában lehetnek jelen.Kation típusú herbicidek a bipiridinium-kationok sói: a dikvát (diquat) és a parakvát (paraquat). (A dikvát a „Reglone”, a parakvát a „Gramoxone” márka-jelzésű készítmény hatóanyaga). Vízben igen jól oldódnak és erősen kötődnek a talajkolloidokhoz. Kationok Gyenge bázisok Gyenge savak Apoláris vegyületek

Bipiridinium sók:- dikvát- parakvát

S-triazinok:- antrazin- aimazin- terbutrin- metribuzin

Fenoxi-ecetsavszármazékok:- 2,4-D- MCPA- 2,4,5-T

Benzoesav-származékok:- dikamba

Halogénezett szénhidrogének:- aldrin- dieldrin- lindan- heptaklór- DDT

Karbamid -származékok:

Pikolinsav-származékok:- pikloram

- monuron- diuron- linurol- karbaril

4

1) Eltérő karakterű peszticidek fotodegradációs mechanizmusainak összehasonlító vizsgálata (Fényérzékeny peszticid bomlás útvonalának feltárása, bomlástermékek toxicitásának vizsgálata)

2) Peszticidek biológiailag hozzáférhető mennyiségének értékelése, analízise (Extrakciós módszer összehasonlító elemzés a peszticid talajból történő kinyerésének

hatékonyságára, modellnövényben bekövetkező felhalmozódás mértékének megállapítása)

3) A környezeti paraméterek hatása a peszticidek hozzáférhető mennyiségére (Egyes peszticidek biológiailag hozzáférhető mennyiségét potenciálisan befolyásoló fontosabb

tényezők hatásának feltárása, vizsgált peszticidek degradációja mértékének tanulmányozása a

különböző típusú talajokban)

4) Mikrobiológiai vizsgálatok a degradációs termékek toxicitásának elemzésére

5

Peszticidek toxikus voltának mérése talajviszonyok között

Összaktivitás vizsgálatok (CO2 – produkció, O2 - elnyelés, enzim aktivitás, talajba helyezett organikus anyagok pl. cellulóz elbomlási gyorsasága) alapján

mikroorganizmusok nagyobb csoportjainak tevékenységének meghatározása

6

Agardiffúziós módszer alkalmazása széles körben

vízben oldódó peszticidek mikrobagátló hatásának kimutatása IV.I.I. Lyukteszt módszer

1) A tanulmányozott mikroorganizmust tápagar lemezbe vagy annak felületére szélesztik, majd dugófúró csővel, steril körülmények között 10 mmátmérőjű lyukakat vágnak a lemezbe és üvegcsövecskéket helyeznek el a felszínén. Ezekbe viszik be a peszticid vizes oldatából nyert azonos mennyiségeket (0,2 ml).

7

2) Petri – csésze 10 oC-os hűtőszekrénybe, 10 óra múlva 28 oC-os termosztátba3) 1-2 napos inkubáció után megmérjük a lyukak körül kialakuló gátló vagy serkentő zónák átmérőjét, ezekből következtetünk a peszticid toxikus

voltára. Megfelelő hígítási sorok tesztelése lehetővé teszi a peszticid legkisebb gátló dózisának meghatározását.

IV.I.II. A talajmikrobák peszticidérzékenységének kimutatására jó eredménnyel alkalmazhatók a peszticiddel átitatott szűrőpapírkorongok is.

1) Jó minőségű (Whatman) szűrőpapírból ált. 10 mm átmérőjű korong kivágása, majd sterilizálás száraz hővel ( 105 oC-on, 10 órán át)2) Korong átitatása a peszticid vizes oldatával, majd ráhelyezés a teszt- mikroorganizmust tartalmazó agarlemez felületére3) A fent leírtakhoz hasonlóan: előbb hűtőszekrénybe, majd termosztátba helyezés, inkubáció, végül mérik a gátló zóna átmérőjét

8

IV.I.III. Peszticidek mikroorganizmusra kifejtett hatása folyékony szubsztrátumban -Kémcsövekben vagy tenyészlombikokban levő, megfelelő összetételű tápoldat beoltása tesztmikrogombával, majd peszticidoldat bevitele is-1-2 hetes inkubáció után mikroba fiziológiai teljesítőképességének (szénforrás- értékesítés, nitrogénkötés stb.) meghatározása-Képződött biomassza tömeg mérése

Turbidimetriás eljárás: Folyékony szubsztrátum alkalmazása lehetővé teszi a turbidimetriás eljárás alkalmazását a mikrogombák szaporodásának meghatározására, melyre a következő esetekben van szükség:

a) ha a tápfolyadék nem tartalmaz vízoldhatatlan vegyületeket,b) ha a peszticid bevitele a tápoldatba nem változtatja meg annak színét és átlátszóságát,c) ha a teszt – mikroorganizmus egyenletes zavarodást idéz elő a szubsztrátumban

A sugárgombák és mikrogombák szaporodása turbidimetriás úton nem vizsgálható, mivel azok csupán a tápoldat felületén növekednek, micéliumhártyát képezve.

9

Agardiffúzós módszer Tesztorganizmussal előzőleg beoltott tápagar felületére talajkorong tétele, mely

már tartalmazza a vizsgált peszticidet. A peszticid a talajoldattal együtt az agarlemezbe diffundál és befolyásolja a teszt - mikroorganizmus növekedését

Ha a peszticid toxikus a tesztorganizmussal szemben, a talajkorongok körül gátló zóna alakul ki

Módszer eredményessége: a tesztorganizmusoknak a vizsgált peszticiddel szembeni érzékenységének függvénye

10

A peszticidek talajbiológiai hatásának értékelésére nem rendelkezünk minden követelménynek megfelelő vizsgálati módszerekkel.

Ennek oka egyrészt a peszticidek és a talajtípusok sokfélesége, másrészt az, hogy peszticidek kimutatása viszonylag rövid múltra tekint vissza.

Az előzőekben bemutatott vizsgálati eljárásokat eredetileg nem erre a területre dolgozták ki, de kiterjedten alkalmazzák a peszticidek talajbiológiai hatásának értékelésére.

*

11

A növényvédőszer-felhasználás 1970 óta a felére csökkent. A mennyiség csökkent, de az alkalmazott szerek (molekulák) egyre hatékonyabbak, környezeti hatásuk jelentősebb, továbbá egyes megközelítés szerint a kezelések számának csökkentése is megfelelő eljárás lehetne.

VI. Kitekintés

„Megoldás”:Toxikológiai meggondolások!Integrált növényvédelem pl. alternatív növényvédelmi módok: biológiai módszerek (növénykártevők kórokozói, rovarokat a csapdához csalogató szexhormon)

12

Szegi J. 1979. Talajmikrobiológiai vizsgálati módszerek. Budapest. Mezőgazdasági Kiadó.

Sándor Zs. Különböző herbicidek hatása a talajban élő mikrobák mennyiségi előfordulására és aktivitására In: Agrártudományi Közlemények.2006/23. Különszám.

Filep Gy.,Kovács B.,Szabó I. A káros anyagok reakciói a hulladékot befogadó kőzetekkel (tanulmány) Debrecen.

Kutatási zárójelentés. 2009 OTKA 49230 sz. pályázat. Peszticidek fotodegradációs mechanizmusainak feltárása, valamint környezeti és biológiai hatásainak modellezése. http://www.muszakiforum.hu/cikk/45921/peszticidek-hasznalata-

megallapodas-a-mezogazdasagi-tanacsban?wa=egri0806h http://ec.europa.eu/environment/ppps/home.htm

13