[Wpisz tekst]
dr inż. J. Podlasińska, Biomonitoring, Ćw. Herbicydy …
1
Temat: Zastosowanie testów biologicznych w ocenie skażenia gleby herbicydami.
Szybkość rozkładu herbicydów w glebie zależy od :
- zwięzłości gleby,
- zawartości substancji organicznych w glebie,
- temperatury,
- ilości opadów, które warunkują rozwój mikroflory glebowej rozkładającej wprowadzony do środowiska
preparat.
Metody oznaczania pozostałości preparatów w glebie:
1. Chemiczne: zaleta - duża dokładność; wada - konieczność posiadania kosztownej aparatury i
odpowiednich odczynników chemicznych. Metody te pozwalają na określenie ilości składników
czynnych, które nie zawsze mogą działać fitotoksycznie na rośliny uprawne.
2. Biologiczne: pozwalają na określenie tylko tych ilości preparatu, które przeszły do roztworu
glebowego i są dostępne dla roślin
Testy biologiczne
Roślinami testowymi mogą być rośliny uprawne, chwasty, glony oraz mikroorganizmy glebowe.
Z roślin 2-liściennych najczęściej stosowanym bioindykatorem jest gorczyca biała (do oznaczania
pozostałości preparatów z grupy triazyn, mocznika oraz pochodnych kwasów
fenoksyalkanokarboksylowych). Często stosowane są również:
-soja (triazyny, mocznikowe, pochodne kw. benzoesowego)
-sałata (triazyny, delapon, metabromuron, poch. kw. trójchlorooctowego i fenoksyoctowego)
- wyka (chlorydazon)
- pieprzyca (monolinuron, metabenztionuron).
Z roślin 1-liściennych najczęściej używaną rosi. testową jest owies siewny (pochodne karbaminianów,
triazyn i mocznika), rzadziej stosuje się:
- jęczmień (triazyny, poch. kw. TCA, delapon, mocznikowe)
- pszenicę i żyto (triazyny, paraquat)
-trawy –Poa pratensis, Lolium multiflorum, Digitaria sanguinalis (triazyny, mocznikowe,
karbaminiany).
Stopień wrażliwości roślin testowych na herbicydy zależny jest od wielkości nasion. Lepszymi
biowskaźnikami są rośliny o małych nasionach, gdyż przez krótszy okres czasu korzystają z materiałów
zapasowych, szybciej pobierają składniki pokarmowe i dlatego ich reakcja na zawarte w glebie herbicydy
jest szybsza. Celem przyspieszenia reakcji roślin stosuje się podkiełkowanie nasion w środowisku
neutralnym, a następnie przenoszenie ich na podłoże zawierające określone herbicydy.
Wrażliwość roślin na poszczególne herbicydy jest różna. Najbardziej wrażliwą na większość preparatów
jest gorczyca biała, przy użyciu której wykrywano pozostałości herbicydów mocznikowych rzędu 2-4
mg·kg
-1
, triazyn 0,1-0,5 mg·kg
-1
.
Rośliny 1-liścienne są mniej wrażliwe jako biotesty (owies reaguje na pozostałości preparatów
mocznikowych wówczas, gdy ich ilości przekraczają stężenie 10 mg·kg
-1
) i mogą być używane do
oznaczania wyższych koncentracji herbicydów, ponieważ niewielkie ich ilości mogą stymulować wzrost
roślin.
Przy oznaczaniu pozostałości herbicydów w glebie, w zależności od mechanizmu ich działania na
roślinę testową, wskaźnikiem ich obecności w glebie mogą być różne parametry:
- liczba wschodzących roślin,
- ich wysokość,
- ciężar świeżej lub suchej masy,
- długość koleoptylu, korzeni, liści
np. Owies na TCA (Antyperz 38) i nitrofen reaguje silnym zahamowaniem wzrostu roślin, natomiast pod
wpływem triazyn liście żółkną i zasychają, wypadanie roślin następuje po 2-3 tygodniach (do tego czasu
wzrost i rozwój odbywa się normalnie).
[Wpisz tekst]
dr inż. J. Podlasińska, Biomonitoring, Ćw. Herbicydy …
2
Oznaczanie aktywności herbicydów hamujących fotosyntezę
Należy preferować te herbicydy, które powodują hamowanie procesów charakterystycznych tylko dla roślin.
Takim procesem jest fotosynteza. Stwierdzono, że krążki wycięte z liści i infiltrowane buforem
fosforanowym z NaHCO
3
po ich oświetleniu wypływają na powierzchnię roztworu. Wypływanie jest
możliwe dzięki nagromadzeniu się w przestworach międzykomórkowych tlenu powstałego podczas
fotosyntezy, która zachodziła w krążkach pod wpływem światła. Czas wypływania krążków jest tym krótszy,
im większa jest intensywność fotosyntezy. Typowymi inhibitorami fotosyntezy są herbicydy mocznikowe i
trójazynowe, natomiast herbicydy typu regulatorów wzrostu nie wpływają bezpośrednio na ten proces.
Rośliną testową w tej metodzie może być fasola. Toksyczność herbicydów ocenia się na podstawie liczby
krążków z liści wypływających po naświetleniu na powierzchnię płynu, wyrażając ją w % kontroli. Kontrolę
stanowią krążki infiltrowane wodą destylowaną.
Mikroflora glebowa w doświadczeniach testowych
Określenie liczebności poszczególnych grup drobnoustrojów glebowych przeprowadza się metodą
rozcieńczeń. Pobiera się próbki gleby oraz próbki korzeni wraz z przylegającą warstwą gleby. Wytrząsanie
przeprowadza się w sterylnej wodzie. Rozcieńczoną zawiesinę glebową posiewa się na odpowiednie dla
poszczególnych grup mikroorganizmów podłoża (dla promieniowców: skrobiowo-amonowe; dla grzybów
ziemniaczane), po okresie inkubacji liczy się ilość kolonii i porównuje do próby kontrolnej. Stwierdza się
wyraźny spadek liczebności mikroflory (bakterie, promieniowce) pod wpływem herbicydów typu
regulatorów wzrostu (zarówno w glebie, jak i w strefie ryzosfery). Grzyby natomiast wykazują dość znaczną
stymulację, co tłumaczy się przyspieszonym obumieraniem i rozkładem organów roślinnych w obecności
znacznych dawek herbicydów. Inną metodą oceny pozostałości herbicydów w glebie, jest określenie
aktywności biologicznej drobnoustrojów glebowych, na podstawie energii rozkładu błonnika.
A. DZIAŁANIE NA PRODUCENTÓW
1. Przejściowa zmiana struktury fitocenozy (wypadanie, uszkodzenia lub stymulowanie rozwoju
gatunków przez zmienione warunki konkurencji roślin uprawnych z chwastami oraz pomiędzy
poszczególnymi gatunkami chwastów.
2. Selekcja niewrażliwych względnie mało wrażliwych na herbicyd gatunków lub odmian na skutek
powtarzania stosowania, silniejsze (długoterminowe) zmiany struktury.
3. Zmiany w porażalności chorobami roślin uprawnych i chwastów.
4. Oddziaływanie przez abiotyczne komponenty agroekosystemu.
5. Zmiany fitoklimatu.
6. Wpływ na właściwości gleby (przez zmniejszenie ukorzenienia).
B. DZIAŁANIA NA KONSUMENTÓW
1. Przez zmianę fitoklimatu i właściwości gleby.
2. Przez bezpośrednie zaszkodzenie organizmom zwierzęcym wrażliwym na herbicyd.
3. Zaszkodzenie przez wypadnięcie roślin stanowiących pokarm.
4. Zmiany wartości i jakości roślin stanowiących pokarm.
C. ODDZIAŁYWANIE NA DESTRUENTÓW
1. Przez zmianę fitoklimatu i właściwości gleby.
2. Krótko lub długoterminowa stymulacja lub zahamowanie działalności poszczególnych grup
destruentów.
3. Przez zmianę określonych właściwości fizycznych i chemicznych gleby (zmiana oddychania gleby,
dostarczania składników pokarmowych producentom itp.).
4. Powstawanie podczas rozkładu substancji czynnych (zwłaszcza przez mikroorganizmy) metabolitów
o możliwym toksycznym działaniu.