Введение к работе
Актуальность темы. Хлорсульфурон (2-xnop-N-l(4-метоксл-S-метал-1,3,5-триазин-2-ил )-аминокзрбонид ] -бензолсулъфопамид) -действующее вещество препарата "Глин", один из самых чрезвычайно активных гербицидов нового поколения. В нашей стране он рекомендован Госкомиссгчй по химическим средствам борьбы с вредителями, болезнями и сорняками для подавления нежелательной растительности в посевах льна и разрешен для опытно-производственного применения з посевах злаков.
Чтобы предотвратить загрязнение окружающей среды и повреждение чувствительных к глину культур на следупций год после применения, необходим либо аналитический контроль за содержанием остаточных количеств этого гербицида в почве, либо надежные методы ах предсказания. Поэтому сейчас весьма актуальней является задача количественного описания процесса разложения хлорсульфурока и прогнозирования длительности сохранения его токсических остатков в почве.
К настоящему времени на основании лабораторных экспериментов выявлены общие закономерности поведения хлорсульфурона в потесх., Гораздо меньше работ посвящено исследованиям процессов деградации и миграции хлорсульфурона в почеэх в полевых условиях.
Изучение з естественных условиях основных процессов, определяющих судьбу хлорсульфурона в почве, позволило бы значительно повысить точность прогноза поведения данного гербицида, а также предвидеть отрицательные последствия его применения, такие как возможность загрязнения грунтовых вод и повреждения чувствительных к препарату культур севооборота.
Цель работы - изучить в полевых условиях особенности процессов деградации, профильной миграции и пространственного распределения хлорсульфурона в дерново-подзелистой почве; найти показатели
и количественные закономерности, характеризунюе трансформацию этого вещества в почав; оценить влияние внесения аграхимикатов на устойчивость и миграцию гербицида в дерновд-подзолистой почве, Ддя достижения, этой цели были решены следующие задачи: I) определены основные закономерности детоксякации. хлорсульфурона в дерново-подзсдистой почве в лабораторных и голевых исследованиях; 2) выявлено влияние гидротермичоского режима, ряда агрохимических мероприятии, а также исходной Дозы гербицида, на скорость его деградации в пахотном слое почвы; 3) устанотлонкые в. полевых экспериментах количественные закономерности и параметры процесса разложения хлорсульфурона в почвах использованы для прогноза длительности сохранения гербицида в дерново-подзолистой почво; 4) дана оценка миграционной способности хлорсульфурона в дерново-подзолистой почве и установлено влияние свойсте почвы на глубину его проникновения в почвенном профиле; 5) изучено пространственное распределение хлорсульфурона в дерново-подзолистой почва з пределах полевого участка.
Научная новизна. Впервые в полевых условиях определены параметры' разложения и сорбции и. изучена миграция хлорсульфурона в дерново-подзолистой почве; количественно описано влияние свойств по-4EU (рН, С ) и температуры на его деградацию. В качестве показателей, характеризующих процесс трансформации гербицида в почве в полевых условиях, впервые предложено использовать k^og (константу скорости кинетического уравнения первого порядка, скорректированную до ' уравнению Аррениуса на температуру 298 К) и ^0 (период времени, необходимый для разложения 90 Ж внесенного препарата). Установлено, что процесс детоксиг:ации хлорсульфурона наиболее адекватно описывается двухступенчатым уравнением первого порядка и найдены параметры этого уравнения. Предложена математическая модель для прогноза длительности сохранения хлорсульфурона в почве.
Получены показатели, характеризующие пространственную вариабэль-ность распределения остаточных количеств гербицида в почеэ.
Практическая ценность работы. Полученный в работе фактически! материал по позедению хлорсульфурона в дерново-подзолистой почве (константы скорости разложения, коэффициент распределения) mokst Сыть использован в качестве экспериментального обеспечения математических моделей поведения данного гербицида в почве. Предложенная модель, описывающая динамику содержания хлорсульфурона в почвах, позволяет на основании данных по свойствам почвы и термическому рекиму прогнозировать остаточные количества гербицида л, тагазл образом, оценивать возможные последствия его применения. При использовании хлорсульфурона в сельском хозяйстве определенный интерес представляют данные по влиянию известкования и внесения органэтес-ких удобрений на персистентность и миграционную способность этого гербицида, которые позволяют скорректировать исходные дозы фитото-ксиканта и дозы применяемых агрохимикетов. Для исследователей небезынтересной будет информация о пространственной вариабельности распределения изучаемого гербицида в почве," а также рекомендации по численности выборок и повторносте анализов, обеспечивающих получение оценки среднего с заданной величиной относительной погреш-
НОС~-ї.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ.
Структура и обьвм диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, списка литературы из 153 источников (ІС8 на иностранном языке). Изложена на 13 страницах машинописного текста, цифровые данные отражены в 18 таблицах, текст проиллюстрирован 12 рисунками.
Хлорсульфурон. Используемый гербицид - препарат "Глин" фирмы Дюпон, содержаний 75 хлорсульфурона.
Почва. -Для лабораторных исследований орали образец пахотного горизонта среднесуглинистой дерново-подзолистой почвы с рНво_ 5,4 п содерзапием органического углерода 2,0. На этой же почеє проводили полевка опыты.
, Лабораторные методы исследования деградации хлорсульфурона в почве. Опыта в пакетах. В полиэтиленовые пакеты размером 7x14 см насипали 50 г воздузшо-сухой почва, ad аботакгой прзпаратом "Глин" в дозе, 100 ыкг/кг( по д.в.). Почву увлажняли до уровня, соответствующего 60 от предельно.! полевой влэгоемкости (ППВ). Пакет запаивали и помещали в термостат с температурой 25С. Через выбранные промежутки времени почву из ткета анализировала ira содержание хлорсульфурона методом ВЭЗОС. Говториость опытов - трехкратная. Стерилизацию почвы проводила 0,005 н. раствором азида натрия.'
Опыты в колонках. Использовали металлические колонки диаметром 96 мм-и высотой более 200 мм. В колонки насыпали просушенную и размолотую почву, просояннув через сито 2 мм. Почву уплотняли, затем увлажняли до 60 от ППВ и инкубировали в течение двух недель. Навеску почвы 50 г обрабатывали по методике, описанной выше, и наносили равномерным слоем в колонку. Периодически колонки увлажняла путем полива Еодопроводнсй водой по вооу до уровня, соответствующего 60 от ШІВ. Температура воздуха в теплице'колебалась в пределах 20,5-22,5',. Через определенные промежутки времени колонку разделяли на слои цочвы высотой 5 см, в которых определяли содержание хлорсульфурона методом ВЭЖХ (либо, если чувствительность инструментального метода была недостаточна (< Ш мкг/кг), использо-Еали биологический метод определения),
Методика изучения поведения хлорсульфурона в полевых услови-ях. Полевые опыты проводили на делянках, обработанных плином в дозах.20 и 100 г/га по д. в., а такжэ-с использованием металлических колонок, вбитых в почву (доза 100 г/га по д.в-). Площадь делянок -
?.0м*\ Гербицид на поверхность делянок наносили итчнгошм опрыскивателем через день после посева пшеницы. Образцы с делянок отбирали буром по слоям высотой 5 см методом "конверта" (из пяти индивидуальных составляли один смешенный образец, в котерем анализировали содержание хлорсульфурона). В металлические колонки, вбитые в почву, вносил! гербицид аналогично лабораторным колоночным опытам. В сроки пробоотбора колонки выкапывали, разделяли на слои и анализировали на содержание хлорсульфурона теки же методе.1.:.:, что и в лабораторных экспериментах. Повторность опытов трехкратная.
Методика изучения сорбции хлорсульфурона почвой. Для еттредз-ле:гая сорбции с помощь» керамических фильтров и насоса из п-гшэн-ныл образцов, отобранных в полевых и лабораторных колоночных экспериментах, извлекали почвенный раствор и анализировали его ка содержание в нем хлорсульфурона. По разности мекду общшл содержанием гербицида в образце и в почвенном растворэ определяли процент сорбированного препарата.
Исследование пространственной вариабельности распределения герсицздо в почве. В пределах поля размером 140*60 м были выбраны шесть прямоугольных делянок ( 4*5 м2), расположенных равномерно по всему полю. Делянки были обработаны гербицидом "Глин" ( 75* д.в.) в досе 100 г/га. Образцы почвы отбирали буром с глубины 0-10 см через ю и 30 суток после обработки, d пределах каждой делянки отбирали 5 образцов..Сразу после отбора образцы почв анализировали методом ВЭЖС: в первый срок ( 10 суток ) - с четырех делянок, во второй ( 30 суток ) - со всех шести делянок.
Аналитические методы. Определение процентного содержания углерода в почве проводили методом Тюрина в модификацш Никитина (Орлов, Гришина, 1981), рН -потенциометрическим методом на иономе-ро И-І35 (Физико-химические методы исследования гочв, 1980). Определение хлорсульфурона в почве и в почвенном растворе проводили с
иснсгльзсзаккєм метода ВЭЖХ и биометода.