Отчет

 о научно-исследовательской работе

Влияние пестицидов (фунгицидов и инсектицидов) на микробиологический препарат Эмбико — Восстановитель плодородия почвы

Руководитель темы
В.С. Ржевская

Симферополь ­– 2011

РЕФЕРАТ

Отчет по НИР: 17 стр., 1 табл., 3 источника.

Предмет исследований:

микробиологический препарат Эмбико — Восстановитель плодородия почвы и препараты химических средств защиты растений: фунгициды и инсектициды.

Цель работы:

изучение возможности совместного использования микробиологического препарата Эмбико и пестицидов (фунгицидов и инсектицидов).

Методы исследований:

микроскопирование с применением микроскопа Биолар ПИ с объективом х 40, приготовление питательных сред и всех растворов выполнено по общепринятым методикам. Все измерения и исследования осуществляли на оборудовании, прошедшем метрологическую поверку и экспертизу.

Ключевые слова: Эмбико , фунгициды, инсектициды.

Введение

В настоящее время значительная часть урожая сельскохозяйственных растений – около 30 %, а в годы массовых заболеваний – 60 % гибнет от вредителей и болезней сельскохозяйственных культур. Использование химических пестицидов в последнее время приобретает неконтролируемый характер, а частые обработки пестицидами сопровождаются загрязнением окружающей среды, отрицательно воздействуют на флору и фауну, а также стимулируют выработку устойчивых к пестицидам популяций вредных организмов. В таких условиях все больше возрастает интерес к применению технологий экологического земледелия. Спрос потребителей на биологически безопасные продукты в развитых странах неуклонно растет. При производстве биологически полноценных и безопасных продуктов и кормов в экологическом земледелии не допускается использование организмов, полученных методом генетической инженерии, применение синтетических регуляторов роста, химических пестицидов, поэтому все большое значение имеет естественный иммунитет растений, позволяющий растениям защищаться от вредителей.

Современный ассортимент биопрепаратов позволяет осуществлять защиту сельскохозяйственных культур от наиболее опасных заболеваний. Эффективность применения биопрепаратов зависит от множества факторов, а именно, конкурентоспособности штаммов биопрепаратов по отношению к аборигенной микрофлоре, к возбудителям заболеваний растений, к почвенно-климатическим и другим условиям.

Краткий анализ состояния проблемы

Влияние пестицидов на окружающую среду.

Пестициды (от лат. pestis - зараза и caedo - убиваю), химические средства, используемые для борьбы с вредителями и болезнями растений, сорняками, вредителями зерна и зернопродуктов, древесины, изделий из хлопка, шерсти, кожи, с эктопаразитами домашних животных, а также с переносчиками опасных заболеваний человека и животных.

Пестициды объединяют такие группы веществ: гербициды, инсектициды, фунгициды, зооциды и др.
Сейчас уже невозможно найти участок на земной поверхности (включая заповедники), совершенно свободный от остатков пестицидных соединений. Так называемое фоновое содержание пестицидов в почве обычно составляет несколько долей на миллиард. Принято считать, что пестицид в таких концентрациях (за небольшим исключением) отрицательного действия на почву не оказывает. Однако пестициды обладают способностью увеличивать свои концентрации по трофическим цепям. Можно привести классический пример роста концентрации ДДТ: вода озера Мичиган (0,001 мг/л), жир рыб (3,5 мг/кг), жир чаек (100 мг/кг), жир человека 3-1131 мг/кг.

Остатки наиболее стойких пестицидов и их метаболитов чаще обнаруживаются в продуктах животноводства по сравнению с продукцией растениеводства.

Для полной оценки отрицательного действия пестицидов необходимо рассматривать все аспекты их влияния на окружающую среду и ее обитателей:

• снижение почвенного плодородия за счет угнетения почвенной микрофлоры и нарушения почвенно-экологического баланса;
• ухудшение качества продукции сельского хозяйства (изменение ее биохимического состава, питательной ценности, загрязнение ее остатками пестицидов и др.);
• ухудшение качества контактирующих с почвой сред, таких как воздух, поверхностные и грунтовые воды;
• ухудшение самоочищающей способности почв по отношению, как к природным, так и к чужеродным живым организмам;
• уменьшение полезной биомассы почвенных экосистем и т.д.

Загрязнение воздушной среды пестицидами может быть причиной вспышек ятрогенных болезней растений. Ятрогенными называют инфекционные болезни растений, вызванные применением пестицидов (даже в тех случаях, когда соблюдаются дозы и сроки обработки полей, садов и огородов). Примером ятрогенной болезни может служить мучнистая роса винограда – грибковое заболевание, возникающее после опрыскивания виноградных плантаций цинебом.

На сегодняшний день ятрогенные болезни, как и другие «болезни цивилизации» у возделываемых растений, регистрируются все чаще.

Пестициды могут стать причиной нарушения обмена веществ, расстройств деятельности внутренних органов, интоксикации организма человека и животных.

Остатки пестицидов, содержащихся в окружающей среде, окисляются, гидролизуются и подвергаются каталитическому действию различных ферментов, что приводит к их распаду. Химические и биоактивные свойства пестицидов, попавших в природную среду, делают неизбежным их включение в процессы биоаккумуляции и биотрансформации. Большая часть попавших в природную среду пестицидов рано или поздно подвергается разложению либо в организмах растений, животных или в микроорганизмах, либо под действием физико-химических процессов. Причем разложение может сопровождаться как детоксикацией пестицидов – потерей исходным веществом токсических свойств, так и токсикацией – образованием более ядовитых веществ. При этом результаты токсикации предсказать практически невозможно, так как в этом процессе могут участвовать два и более пестицидов. Это очень похоже на "бинарное" химическое оружие, когда два, относительно безвредных химических вещества, при соединении образуют сильно действующее боевое отравляющее вещество.

Большое влияние на характер действия пестицидов на живую природу оказывают не только температура, влажность, освещенность и другие абиотические факторы, но и физиологическое состояние организмов, подвергшихся воздействию. Известно, что токсическое воздействие некоторых гербицидов увеличивается вдвое при кратковременном (в пределах суток) повышении температуры воды в водоеме на несколько градусов.

Спектр оказываемого вредного влияния пестицидов, особенно хлорорганических, для здоровья человека очень широк: от острого отравления до мутагенной его активности. Пестициды — одна из причин вымирания видов. Являясь фактором отбора, они обладают способностью повреждать генетический аппарат клетки и вызывать мутации. Даже небольшие эволюционные сдвиги приводят, в конце концов, к изменению в генетической системе организма, а затем и к изменению поведения, что может повлиять на дальнейший ход эволюции. Известно, что ДДТ нарушает численность популяций некоторых микроорганизмов, а это может приводить к изменениям видового разнообразия сообществ и разрывам пищевых цепей.

Микробиологический препарат Эмбико

Микробиологический препарат Эмбико представляет собой консорциум следующих микроорганизмов: фототрофные аноксигенные пурпурные несерные бактерии, молочнокислые гомоферментативные стрептобактерии, молочнокислые гомоферментативные стрептококки и одноклеточные грибы Saccharomyces.

Подбор «нетрадиционного» качественного состава микроорганизмов многокомпонентного микробиологического препарата определялся следующими положениями:

1. Входящим в состав микробиологического препарата микроорганизмам присущ наиболее примитивный тип получения энергии - брожение (молочнокислое, спиртовое) и аноксигенный фотосинтез.
2. Высокая естественная предрасположенность их к росту, развитию и размножению в фитосфере.
3.  Способность микроорганизмов синтезировать биологически активные вещества: аминокислоты, витамины, ферменты, ростовые вещества, органические кислоты и др.
4. Многокомпонентные микробиологические препараты значительно стабильнее в проявлении положительного эффекта от применения, чем монокультуральные, вследствие более широкого набора физиолого-биохимических свойств разных групп микроорганизмов. Стабильность положительного действия препаратов обуславливается особенностями биологии микроорганизмов - пластичным метаболизмом веществ, малыми размерами, высокой активностью размножения и др. (1).

Микробиологический препарат Эмбико стимулирует развитие естественной «аборигенной» микробиоты почвы и ризосферы растений, которая сформировалась в ходе длительной эволюции почвообразовательного процесса. В следствии этого снижается отрицательное воздействие хозяйственной деятельности человека на почвы и тем самым способствует оздоровлению окружающей среды.

Микробиологический препарат Эмбико не подавляет биохимическую активность (каталазную, протеолитическую, нуклеазную) в почве, и в целом, оказывает положительный эффект на жизнедеятельность микробного комплекса почвы (2).

Цели и задачи работы

Цель работы: изучение влияния наиболее популярных в растениеводстве фунгицидов и инсектицидов на микробиологический препарат Эмбико .

В задачи работы входило:

1. Изучить возможности совместного использования микробиологического препарата Эмбико с фунгицидами: «Фундазол», «Свiтч», «Топаз», «Альет», «Ридоміл», «Квадріс»;
2. Изучить возможности совместного использования микробиологического препарата Эмбико с инсектицидами: «Карате», «Конфідор»; «Моспілан», «Топаз», «Енжіо», «Протеус», «Децис», «Регент», «Актара».

Материалы и методы исследований

Материалом для проведения исследований служили микробиологический препарат Эмбико и препараты химических средств защиты растений:

1. инсектициды:
Карате (д.в. лямбда-цигалотрин, 50 г/л);
Конфідор (д.в. імідаклоприд, 700 г/кг );
Моспілан (д.в. ацетаміприд, 200 г/кг);
Топаз (д.в. пенконазол, 100 г/л);
Енжіо (д.в. лямбдацигалотрин, 106 г/л + тіаметоксам, 141 г/л);
Протеус (д.в. тіаклоприд, 100 г/л + дельтаметрин, 10 г/л);
Децис (д.в. дельтаметрин, 25 г/л);
Регент (д.в. фіпроніл, 20 г/л);
Актара (д.в. тіаметоксам, 240 г/л).

2. фунгициды:
Фундазол (д.в. беномил);
Свiтч;
Топаз (д.в. пенконазол, 100 г/л);
Альет (д.в. );
Ридоміл (д.в. металаксил-М, 40 г/кг + манкоцеб, 640 г/кг);
Квадріс (д.в. азоксістробін, 200 г/л + дифеноконазол, 125 г/л).

В стерильную чашку Петри помещали 20-25 мл расплавленной питательной среды. После того, как среда остывала, ее засевали маточным препаратом Эмбико в разведении 1·101 и раскладывали круги фильтровальной бумаги (диаметр 1,0 см) пропитанные исследуемыми растворами фунгицидов и инсектицидов. Далее чашки Петри инкубировали в термостате при температуре 32oС. Растворы фунгицидов и инсектицидов готовились в концентрациях рекомендуемых производителями.

Результаты опыта фиксировались через двое суток – просматривали чашки Петри и микроскопировали выросшие колонии.

Основные результаты. Новизна

В ходе прведения исследований выявлено, что совместное применение Эмбико и инсектицидов («Карате», «Моспілан», «Топаз», «Енжіо», «Протесу», «Денис», «Регент», «Актара») приводит к изменению качественного и количественного состава микробиологического препарата (таблица 1). Инсектицид Актара нарушает соотношения между группами микроорганизмов микробиологического препарата Эмбико , приводит к выпадению некоторых из них и нехарактерному функционированию. Инсектицид Топаз изменяет морфологию бактериальных клеток. Дрожжевые грибки исчезают совсем. Енжіо губительно действует на кокки и дрожжевые клетки, Моспілан и Регент – на палочковидных бактерий и дрожжей. Применение препарата Децис приводит к значительным нарушениям в составе Эмбико , выпадают все палочковидные формы и дрожжи. Фунгициды Ридоміл и Квадріс приводят к похожим изменениям, а именно накоплению в дрожжевых клетках включений, уменьшению количества кокковых форм и выпадению палочек. Протеус вызывает потерю дрожжевых клеток и неподвижность палочек и кокков. Применение инсектицида Карате приводит к неподвижности кокков, потере дрожжей.

Возможно, что уменьшение концентрации инсектицида Топаз до 2,0 мл/10л воды, фунгицида Ридоміл до 25 мл/10л воды, Квадріс до 6,0 мл/10л, Протеус до 10г/10л воды и Карате до 2,0г/10л воды (эти концентрации используют в хозяйствах, но не рекомендуют производители) окажет менее губительное действие на качественный и количественный состав Эмбико . Получение этих данных требует дополнительных исследований.

Известно, что некоторые группы микроорганизмов могут разлагать средства защиты растений. В последнее время началось использование мутантов фототрофных бактерий, сохраняющих в присутствии гербицидов способность к росту, выделению кислорода и азотфиксации. При воздействии таких фунгицидов, как Свiтч, Ридоміл и Квадріс наблюдались включения в бактериальных и дрожжевых клетках. Возможно, что микроорганизмы входящие в состав микробиологического препарата Эмбико перерабатывают вещества, входящие в состав этих фунгицидов.

По данным таблицы, из всех исследованных препаратов только инсектицид Конфідор и фунгициды Альет и Фундазол совместимы с микробиологическим препаратом Эмбико и не оказывают губительного или иного действия на микроорганизмы препарата. Производители препаратов рекомендуют минимальную и максимальную допустимую дозу. При использовании минимальных концентраций, рекомендуемых производителем, сохраняются все группы микроорганизмов и оптимальное соотношение между ними. При использовании максимально рекомендуемой дозы, численность микроорганизмов незначительно снижается, но соотношение между группами соответствует норме.

Таблица 1 Влияние пестицидов на микробиологический препарата Эмбико 

Название	Назначе-ние хим. препара-та	Рекомендуемая концентрация		Морфология	Микроскопи-рование	Вывод
Актара	Инсекти-цид	1,4 г	производитель	Отдельные колонии по всей чашки Петри.	Палочки не характерно подвижны, кокков значительно меньше нормы. Дрожжи отсутствуют.	Применение препарата Актара в концентрации рекомендуемой производителем - 1,4г / 10л воды приводит к нарушению соотношения между группами микроорганизмов Эмбико, выпадению некоторых из них и нехарактерному функционированию. Из выше изложенного следует, что нельзя рекомендовать совместное применение Эмбико и Акары ни в концентрации рекомендуемой производителем, ни тем более, в большей концентрации, используемой в хозяйствах.
		6,0	производ-ство	использование с Эмбико нецелесообразно (см. вывод)
		10,0 г
Світч	Фунги-цид	2,0 г	произво-дитель	Многочисленные отдельные колонии по всей чашки Петри.	Большое количество неподвижных палочек с включениями.	Применение препаратаСвітч в концентрации рекомендуемой производителем – 2,0г / 10л воды приводит к значительным нарушениям в составе Эмбико, поэтому нельзя рекомендовать совместное применение Эмбико и Світч ни в концентрации рекомендуемой производителем, ни в большей концентрации, используемой в хозяйствах.
		7,5 г	производ-ство	Использование с Эмбико нецелесообразно (см. вывод)
Децис	Инсекти-цид	1,0 г	производитель	Многочисленные отдельные колонии по всей чашки Петри.	Присутствуют только кокки.	Применение препаратаДецис в концентрации рекомендуемой производителем – 1,0г / 10л воды приводит к значительным нарушениям в составе Эмбико, поэтому нельзя рекомендовать совместное применение Эмбико и Децис ни в концентрации рекомендуемой производителем, ни в большей концентрации, используемой в хозяйствах.
		2,0 г	производ-ство	Использование с Эмбико нецелесообразно (см. вывод)
Енжіо	Инсекти-цид	3,6 мл	произво-дитель	Обильный рост колоний по всей чашке Петри, но видны отдельные колонии	Палочки преобладают над кокками, все подвижные формы, дрожжей нет.	Совместное применение Эмбико и Енжіо приводит к незначительным изменениям в составе Эмбико, тем не менее, нельзя совместно применять Эмбико и Енжіо.

Выводы

Установлено, что инсектицид «Конфідор» и фунгициды «Альет» и «Фундазол» можно рекомендовать для совместного использования с микробиологическим препаратом Эмбико, а инсектециды : «Карате», «Моспілан», «Топаз», «Енжіо», «Протеус», «Децис», «Регент», «Актара», вызывают качественные и количественные изменения в составе микробиологического препарата Эмбико.

 

Список использованной литературы

1. К вопросу о перспективности применения многокомпонентного микробиологического препарата почвы в єкобиотехнологии / [Булгадаева Р. В., Нечесов И. А., Дранишникова О. И., Нечесов О. И] // Материалы Всероссийской научно-практической конференции : «Развитие физико-химической биологии и биотехнологии на современном этапе», посвященной 25-летию кафедры физико-химической биологии Иркутского государственного университета. – Иркутск,2003. – № 7. – С.71–72.

2. Василин Н. Г. Отчет о научно-исследовательской работе на тему: «Биологическая оценка микробиологического удобрения "ЭМБИОНИК" на посевах сельскохозяйственных культур» / Василин Н. Г. – Институт агроэкологии. – Киев, 2008. С. 55.

3. Мудрый И. В. Отчет о научно-исследовательской работе по токсиколого-гигиенической оценке безопасности использования биологического удобрения "ЭМБИКО" / Мудрый И. В., Жминько П. Г. – Институт экогигиены и токсикологии им. Л. И. Медведя. – Киев, 2008. – С. 22

 

Рекомендации производству

Инсектицид «Конфідор» и фунгициды «Альет» и «Фундазол» можно рекомендовать для совместного использования с микробиологическим препаратом Эмбико в производственных условиях в концентрациях, указанных производителем.

Отзывы: