Екологічне обґрунтування фіторемедіації забруднених трифлураліном ґрунтів

Токсикологічна характеристика гербіцидів на основі трифлураліну. Трансформація пестицидів у навколишньому середовищі. Специфіка лікарського рослинництва та асортимент гербіцидів дозволених до застосування при вирощуванні лікарських рослин в Україні.

Рубрика Экология и охрана природы
Вид диссертация
Язык украинский
Дата добавления 28.12.2012
Размер файла 195,7 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Квасоля (Phaseolus vulgaris L.) сорту Красногородська 5

Квасоля - однорічна трав'яниста рослина родини бобових до 3-х метрів заввишки. Листя парноперисте, на довгих черешках. Квітки білі по 2-6 на довгих квітконіжках, 1-1,5 см довжиною. Плоди - боби зеленого кольору, висячі, 5-20 см довжини, 1-1,5 см завширшки, прямі або зігнуті з 2-8 насінинами. Насіння біле 5-15 мм довжиною, еліптичні. У плодах квасолі містяться білки (до 31%), вуглеводи (моно- і олігосахариди, крохмаль), азотисті речовини (у тому числі і незамінні амінокислоти), флавоноїди (кверцитурон), стерини та органічні кислоти (яблучна, малонова, лимонна). Містить вітаміни: піридоксин, тіамін, пантотенову і аскорбінову кислоти. У надземній частині квасолі знайдено флавоноїди (кемпферол-3-глюкозид, кемпферол-3-глюкоксилозид, мірице-тин-3-глюкозид), лейкоантоцианіди (лейкодельфінідин, лейкоцианідин, лейкопеларгонідин) і антоциани (ціанідин, пеларгонідин, дельфінідин, петунідин-3-глюкозид і мальвідин-3-глюкозид).

З лікувальною метою в народній медицині використовують цілісні стручки зрілої квасолі з насінням та лушпиння бобів квасолі, що збираються восени. Препарати з рослин квасолі зменшують вміст цукру в крові, сечогінну і протимікробну дію. Фасцеолін збільшує сечовиділення на 50%. Квасолю рекомендують в їжу при гастриті зі зниженою кислотністю. Завдяки тому, що вона містить велику кількість калію, її призначають при атеросклерозі і порушеннях ритму серця.

Відвар бобів квасолі ефективний при лікуванні набряків ниркового і серцевого походження, при запальних захворюваннях сечового міхура, ревматизмі і подагрі. Боби містять близько 20 % кристалічного глобуліну фазеоліну, протеазу, холестерин, лецитин, розчинні вуглеводи, декстрин, лимонну кислоту та ін. Властивість відвару з лушпиння знижувати вміст цукру в крові було встановлено експериментально в 1930 р. Ця ж властивість була підтверджена на кафедрі фармакології Київського медінституту. Виявилось, що під впливом екстракту з лушпиння квасолі вміст цукру в крові падає на 30-40% протягом 10 годин. Випробування лікувальних властивостей препаратів квасолі тривають й нині. В народній медицині використовують стулки квасолі при ревматизмі й ниркових набряках як сечогінний засіб у вигляді настою. Відвар трави із стручками застосовують при серцевих набряках [124, 83].

Соняшник (Helianthus annuus L.) сорту Восход

Однорічна рослина родини складноцвіті. Стебло сягає 3-х метрів у висоту, містить усередині соковиту м'ясисту тканину, губчату серцевину. Листки великі, чергові, серцеподібні, сидять на довгих черешках, рясно покриті волосками. Квітки зібрані у великі суцвіття - кошики. Квіток у кошику кілька сотень, вони бувають язичкові й трубчасті: язичкові - оранжево-жовті розташовані по краям кошика в один або декілька рядів, не плодоносять, служать лише принадою для комах; трубчасті, що заповнюють всю середину кошика, - двостатеві, плодоносні. Плід - сім'янка (подовжена, клиновидна, що загострюється донизу). Усередині її знаходиться насіння, а зовні вона покрита твердою шкіркою. Запилення - перехресне та комахами. Соняшник - гарний медонос. Коренева система соняшника складається з головного стрижневого кореня, що проникає в ґрунт на глибину 1,5-2 м, а також великої кількості придаткових бічних коренів. Соняшник - посухостійка рослина, проте кількість споживаної ним води за період вегетації велика. Потужна коренева система дає можливість соняшнику щонайкраще використати ґрунтову вологу й боротися з посухою. Кращими вважаються чорноземи суглинкові й супіщані. Вегетаційний період соняшника коливається від 75 до 140 днів.

Лікувально-профілактичними властивостями володіють всі частини рослини. У крайових квітках та листі містяться флавоноїди, саліцилова кислота (аспірин), сапоніни. У кошику - вуглеводи, білки, органічні кислоти, жири, мінеральні солі. У насінні багато глюкози, фруктози, клітковини, пектинів, біологічно активних речовин, вітамінів, що дозволяє сучасним лікарям рекомендувати препарати на основі соняшнику хворим на цукровий діабет. Очищена (рафінована) соняшникова олія використовується для виготовлення різних лікарських препаратів, що використовуються при лікуванні шкірних захворювань: розчинів, мазей, кремів. Вони незамінні, наприклад, при кропивниці, екземі, нейродермітах, фурункульозі, псоріазі, себореї. В акушерстві та гінекології соняшникову олію рекомендують пити при слабкій пологовій діяльності і маткових кровотечах у післяпологовий період. Використовують олію і при таких хронічних захворюваннях, як холецистит, жовчекам'яна хвороба і порушення відтоку жовчі або закрепи, геморой (як м'який проносний засіб). Більше того, пектини соняшнику є потужним антидотом, який зв'язує солі важких металів (небезпечних для організму стронцію або кобальту) у травному тракті - у разі гострого отруєння. Ненасичені жирні кислоти, що містяться у соняшниковій олії, утворюють в організмі легкорозчинні з'єднання з холестерином і тим самим, не допускають відкладення холестеринових бляшок на стінках кровоносних судин. На основі соняшникової олії готують препарати для лікування глибоких ран, суглобового ревматизму та сечокам'яної хвороби [87, 24, 160].

Люцерна (Medicago sativa L.)

Люцерна посівна (Medicago sativa L.) - багаторічна трав'яниста рослина з родини бобових. Листки має трійчасті, листочки довгасто- або лінійно-клиновидної форми. Стебла прямостоячі або висхідні, густооблистнені. Квітки блакитно-фіолетові або фіолетові, зібрані у головчасті китиці. Боби спірально закручені в 1,5-3 обороти, голі або трохи опушені. Культивують люцерну по всій Україні, але найбільші площі знаходяться у степовій і лісостеповій зонах. Посівна площа насінників - 96,8 тис. гектарів. Люцерна цвіте в червні-липні. Для бджільництва важлива як медонос. Проте і бджоли необхідні для запилення люцерни. Останнє ускладнюється тим, що квітка люцерни має певну особливість: її тичинкова трубка завжди перебуває в напруженому стані.

Насіння люцерни містить гліциди, тритерпеноїди, стероїди, ефірну олію, кальцій, магній, залізо, фтор, калій, кремній, хлор, натрій, марганець, фосфор, алкалоїди, аспарагін, куместрол, естрогени, фруктозу, мелонову кислоту, міристинову кислоту, сапоніни, стигмастерол, токофероли, фенолкарбонові кислоти, триасонтанол, амінокислоти, антоцианіни, карбогідрати, вітаміни С, В1, В12, В2, Е, каротин, пантотенову кислоту і навіть вітаміни Д2 и ДЗ, що досить рідко зустрічаються у рослин і попереджують розвиток рахіту і ламкості кісток. Древні араби називали люцерну «праматір'ю» всієї їжі, оскільки вона є прекрасним джерелом вітамінів і мінеральних елементів. Препарати, виготовлені з трави люцерни, володіють широким спектром дії. Вони покращують обмін речовин, позитивно впливають на роботу шлунку, кишківника та щитоподібної залози, нормалізують стан кровотворної системи, підвищують рівень гемоглобіну й знижують рівень холестерину в крові. Вживання люцерни сприяє підвищенню еластичності артерій, попереджає розвиток атеросклерозу, стабілізує рівень глюкози в крові, ефективно знижує артеріальний тиск, проявляє протипухлинну дію, сприяє підвищенню імунітету й регулює функцію гіпофізу. Сік рослини, розведений з водою 1:1, суттєво знижує рівень глюкози в крові, що дуже важливо при лікуванні цукрового діабету.

Люцерна - загальнотонізуючий засіб при самих різних захворюваннях, особливо у відновний післяопераційний період, є гарним діуретиком, допомагає при хворобах сечовивідної системи, діє як сечогінний і протизапальний засіб, сприяє виведенню сечокислих солей, що сприяє лікуванню подагри. Завдяки комплексу активних сполук люцерна проявляє сильну протизапальну дію при артритах різного походження, туберкульозі, грибкових захворюваннях.

Люцерна містить значну кількість вітаміну К, який попереджає виникнення кровотеч. Високий вміст фтору дозволяє використовувати препарати люцерни для попередження карієсу.

Люцерна рекомендована при ожиріннях, ішемічній хворобі серця, захворюваннях суглобів, застудних захворюваннях, бронхіальній астмі, анеміях, цукровому діабеті, порушеннях функції щитоподібної і підшлункової залоз.

Порошок з листків люцерни застосовують зовнішньо як кровоспинний засіб, для загоювання ран при порізах. Відвар з трави люцерни використовують для спринцювання при трихомонадному кольпіті.

Люцерна містить ряд протеолітичних ферментів, які розщеплюють білки і сприяють їх засвоєнню. Також люцерна містить кальцій, магній, калій, фосфор, залізо, селен, кремній, натрій, сірку й практично всі мікроелементи (кальцій, фосфор, марганець, цинк, мідь та ін.). До складу люцерни входять бета-каротин, ніацин, пантотенова кислота, біотин, фолієва кислота і різні мінерали. Крім того люцерна містить вітамінами А, В2, В3, В6, В12, С, Д, Е, К. Мінеральні речовини, що містить люцерна, знаходяться в гарно збалансованому вигляді, що полегшує абсорбцію. Люцерна містить вісім незамінних амінокислот. Завдяки вмісту хлорофілу і поживної цінності екстракту люцерни, його успішно використовують під час лікувального голодування Надзвичайно корисні для здоров'я паростки люцерни, які використовуються для профілактики і лікування анемій, при кровотечах і остеопорозі. Вважають, що люцерна - стимулятор лактації. Паростки люцерни містять вітаміну А в чотири рази більше, ніж її непроросле насіння.

Люцерна одне з кращих джерел вітаміну Е, при проростанні насіння його вміст збільшується майже втричі. Паростки люцерни є цінним джерелом кальцію, заліза, а також мікроелементів: йоду, цинку, селену, хрому, кобальту, кремнію. Важливо, що мінеральні речовини в паростках знаходяться в природному стані - зв'язані з амінокислотами і тому гарно засвоюються організмом людини [167, 1].

Соя (Glycine max L.) сорту Київська 27

Однорічна трав'яниста культурна рослина родини бобових, зовні подібна до квасолі, одна з найдавніших їстівних культур. Насіння сої містить 35-45% білку, 17-25% жиру, 1-2% лецитину, 5-6% зольних речовин і вітамінів. З насіння виробляють борошно, олію, крупи, соєве молоко, сурогат кави тощо; із зелених бобів - різноманітні страви, консерви. Сою використовують також на корм худобі, а жом - для виробництва біопалива. Соя - культура мусонного клімату, має підвищені вимоги до забезпечення вологою і теплом. Потреба в теплі зростає від проростання насіння до сходів, а потім до цвітіння і формування насіння, під час дозрівання вимоги до температури дещо зменшуються. Насіння починає проростати при температурі 8-10 °C, проте при такій температурі сходи з'являються через 20-30 днів, при температурах 14-16 °C вище нуля - через 7-8 днів, а при 20-22 °C - вже через 4-5 днів. Підвищення середньодобової температури на початку вегетації до 24-25 °C призводить до деякого зниження ростових процесів, а температура 35-7 °C негативно впливає на вегетативний розвиток культури, утворення кореневих бульбочок. Має стрижневу кореневу систему. Головний корінь грубий, відносно короткий, бічні корінці тонкі, довгі, проникають у ґрунт на глибину до 2 м. Висота стебла коливається від 20 см до 2 м. У сортів, поширених в Україні, - від 40 см до 1 м. Воно або грубе і товсте (діаметром завбільшки 11-13 мм) або ніжне і тонке (3-4 мм), прямостояче чи сланке, іноді витке, злегка колінчасто-зігнуте, добре гілкується. Бічні гілки завдовжки до 10-18 см, відхиляються від стебла під різним кутом і утворюють з 5-10 гілок різної форми кущ - розлогий, напіврозлогий або стиснутий. Стебло і гілки вкриті білими, бурими, жовтими волосками. При достиганні стебло жовтіє, стає буро-жовтим чи рудим. Листочки - трійчасті (іноді на черешку утворюється до п'яти листочків), з малими прилистками, розміщені почергово, за винятком двох перших примордіальних, які є простими і розміщуються супротивно, з довжиною 15-16 см та 3-10 см завширшки. При достиганні рослин листки опадають, що полегшує механізоване збирання врожаю. Квітки малі, мають п'ятизубчасту зелену чашечку та п'ятипелюстковий віночок білого кольору, маточку з верхньою зав'яззю та 10 тичинок 9 зрослих і одну вільна. Розміщуються квітки у пазухах листків на квітконіжках, утворюючи суцвіття-китиці (грона), які можуть бути короткими, малоквітковими - з 2-4 квітками або довгими, багатоквітковими - з 10-20 квітками і більше. Плоди - боби, завдовжки 3-7 см і 0,5-1,5 см завширшки, містять 1-4 насінини. Соя, як усі зернобобові - цінна культура в сівозміні, монокультура виключається. Повертати сою на попереднє місце рекомендовано не раніше, ніж через два роки. Необхідно врахувати, що на перших етапах росту у сої сильно розвивається коренева система, а ріст рослин сповільнений. Це обумовлює її низьку конкурентоздатність у боротьбі з бур'янами. Залишаючи в ґрунті після збирання добре розвинуту кореневу систему з бульбочковими бактеріями, соя сприяє нагромадженню азоту, поліпшенню структури й родючості ґрунту. Соя використовує важкорозчинні поживні речовини з нижніх шарів ґрунту і включає їх у кругообіг живлення. В середньому на 1 га вона залишає близько 60-80 кг/га азоту (N), 20-25 кг/га фосфору (P2O5) і 30-40 кг/га калію (K2O). Проте пізнє збирання культури не дозволяє вирощувати після неї озимі культури в північних регіонах країни. В різних країнах світу з бобів сої виготовляють муку, крупи, масло, молоко, печиво, хліб, цукерки, ковбасу, каву, шоколад та ін. У клініках лікувального харчування сою додають до котлет у випадках, коли хворому потрібна велика кількість білків. Незважаючи на високий вміст білка в сої, вона менше, ніж інші білкові продукти, викликає виділення шлункового соку, тому її призначають при гастритах з підвищеною кислотністю. Молочні продукти із сої, а також соєве борошно використовують при цукровому діабеті - вони місять менше вуглеводів, ніж інші бобові рослини, а білки цінніші, ніж у гороху й квасолі. В деяких країнах сою використовують в медицині як сировину для виготовлення препаратів, що стимулюють центральну нервову систему та при лікуванні діабету. Завдяки введенню сої в кормовий раціон вирішується проблема нестачі білку в тваринництві.

За останні 20 років фахівці вивчили продукти переробки соєвих бобів і довели, що їх можна з успіхом застосовувати для профілактики при порушенні ліпідного, вуглеводного і мінерального обміну, а також імунного статусу. На відміну від молока і яловичини, соя не містить холестерину, тому її рекомендують як джерело білка хворим з порушеннями ліпідного обміну, що приводять до атеросклерозу, гіпертонії та інших хвороб.

Знижуючи рівень ліпідів у плазмі крові, соєві продукти перешкоджають виникненню жовчнокам'яної хвороби, цукрового діабету, ендокринних розладів, гінекологічних захворювань та інших хвороб. Дослідники стверджують про виявлення зв'язку між споживанням сої і зниженням ризику деякими онкологічними захворюваннями. Наприклад, вважають, що японські жінки завдяки систематичному споживанню соєвих бобів в 4 рази менше схильні до захворювання на рак молочної залози.

Деякі соєві продукти (соєвий сир і соєве молоко) відрізняються низьким вміст натрію та підвищеним вмістом калію, що сприяє виведенню надлишкової рідини з організму. Соєве молоко - ідеальний замінник коров'ячого для дітей раннього віку з алергією на молочний білок. Алергенність ж соєвих білків легко усувається в ході теплової обробки, що супроводжує перетворення бобів на борошно. Соєве молоко включають до дієтичного харчування дорослих з виразковою хворобою шлунку, що супроводжується гіперсекрецією шлункового соку. Соєве сухе молоко теж не викликає алергії. Багатий мінеральний склад і особливо солі кальцію і заліза роблять цей продукт корисним для хворих серцево-судинними захворюваннями, розладами нервової системи, анемією. Сухе соєве молоко рекомендують включати в дієту при гастритах і виразці шлунку, гострих і хронічних інфекційних захворюваннях, діабеті.

В лікувальних цілях успішно застосовують і соєве масло. Воно корисне при захворюваннях нирок та нервової системи, підвищує імунітет, поліпшує обмін речовин, профілактує атеросклероз.

Соя містить ряд ферментів: ліпазу, амілазу, ліпоксигеназу і пероксидазу - ферменти, що каталізують окисно-відновні реакції. У насінні сої виявлено велику кількість в-амілази. Соєвий білок за амінокислотним складом наближається до високоповноцінних білків тваринного походження і може з успіхом замінювати його в раціонах.

Вцілому, за вмістом білку соя не має собі рівних і містить рослинного білку, тоді як вміст білку в курячих яйцях становить 12 %, сирі - 25, пісній яловичині - 22, рибі - 20 %.

Вміст жиру в насінні сої коливається від 13,5 до 25,4 %. Ліпіди насіння сої представлені гліцеридами і ліпоїдними речовинами. Насіння сої, як і інших бобових культур, багаті вітамінами, особливо групи В. Причому встановлено, що в насінні сої в 3 рази більше вітаміну В1, ніж у сухому коров'ячому молоці. Вітаміну В2 в сої в шість разів більше, ніж у пшениці, ячмені, вівсі, горосі. Також необхідно відмітити значний вміст у сої вітамінів.

У насінні сої синтезуються білки, що регулюють активність ферментів. Ці білки утворюють з ферментами стійкі комплекси, у складі яких ферменти повністю втрачають каталітичні властивості. Найбільш вивчені білки-інгібітори протеолітичних ферментів, в першу чергу трипсину. У соєвих бобах близько 6 % загального вмісту білку припадає на частку інгібітора трипсину.

Перед закладанням досліду проводили попередню підготовку насіннєвого матеріалу, шляхом його пророщування. Для цього дно чашок Петрі вистилали фільтрувальним папером, змоченим дистильованою водою. На папір тонким шаром висипали насіння рослин, накриваючи зверху вологим фільтрувальним папером.

Для проведення вегетаційних дослідів відібрано умовно чистий ґрунт (чорнозем малогумусний легкосуглинковий) з перелогу (захисна лісосмуга поля №4 ДСЛР НААН). У попередньо підготовлений ґрунт (просіяний від сторонніх домішок та подрібнений) внесли серію відповідних розведень трефлану (д.р. трифлуралін 480 г/л) (1 ГДК (100 мкг/кг), 5 ГДК (500 мкг/кг), 10 ГДК (1000 мкг/кг)). За контроль приймали незабруднений ґрунт, без внесення гербіциду. Повторність контрольного та дослідних варіантів - чотириразова.

Для досягнення однорідності забруднення всього ґрунту, необхідну концентрацію трефлану вносили в розчиненому вигляді в 200 мл дистильованої води.

Попередньо підготовлений ґрунт (з відповідною концентрацією ксенобіотика) переносили в пластикові посудини (циліндричні, з діаметром 15 см та 13 см заввишки, з дренажем (шари дрібного щебеню й піску) у кількості 1000 г в кожний.

Насіння рослин з однаковим ступенем проростання висаджували у відповідний горщик на глибину близько 1,0 см, одразу накриваючи дослідні посудини поліетиленовою плівкою з метою попередження висихання ґрунту та леткості гербіциду.

Програма досліджень включала визначення залишкових кількостей пестициду в ґрунті кожної посудини до і після експерименту, а також в органах вирощених рослин. Крім цього, було проведено визначення біометричних показників рослин вегетаційного досліду. Вологість у дослідних посудинах підтримували в межах 60% від повної вологоємності. Під час експерименту фіксували фізіологічні реакції рослин на різних етапах онтогенезу на вміст ксенобіотиків у ґрунті.

Методика визначення пероксидного окиснення ліпідів (ПОЛ)

Досліджували листки рослин кабачка (Cucurbita pepo L.), квасолі (Phaseolus vulgaris L.), соняшнику (Helianthus annuus L.), вирощені в умовах вегетаційного досліду при різних рівнях забруднення ґрунту гербіцидом трефлан.

Інтенсивність ПОЛ в листку рослин оцінювали за накопиченням в тканинах кінцевих продуктів окислення (малоновий диальдегід), визначали за кольоровою реакцією з тіобарбітуровою кислотою згідно з методиками [135, 54, 8, 20]. Вміст цих сполук у зразках розраховували на основі результатів спектрофотометрії (л=533 нм - синій світлофільтр), враховуючи коефіцієнти молярної екстинції за формулою:

С=Е*Vзаг*1000мл / D*1000*0,2

Де С - концентрація малонового диальдегіда (МДА), ммоль/г сирої речовини;

Е - молярна екстинція;

V - загальний об'єм наважки з розчинником (6мл);

0,2 г - наважка листків;

D - коефіцієнт екстинції

D=155мМ-1*ел-1 (R. Helth, Z. Parker, 1968)

Отже, С=Е*193,5 мМ/г сирої речовини.

Дослідження проведено в трикратній біологічній повторності. Результати представлені у вигляді середніх арифметичних з урахуванням стандартних похибок.

РОЗДІЛ 3. ЕКОТОКСИКОЛОГІЧНА ОЦІНКА ПРОЦЕСІВ МІГРАЦІЇ ТА ТРАНСФОРМАЦІЇ ЗАЛИШКІВ ТРИФЛУРАЛІНУ В СИСТЕМІ ҐРУНТ ЛІКАРСЬКІ РОСЛИНИ

В даний час однією з найбільш актуальних проблем для нашої аграрної країни є багаторічно хімізовані поля, які створюють серйозну екологічну небезпеку для довкілля та здоров'я людини. Ця проблема не оминула й лікарське рослинництво, галузь, яка на перший погляд, підлягає найбільш пильному нагляду. Проте насправді ситуація не така оптимістична. Тому поля, на яких вирощується сировина для лікарської промисловості, потребують постійного агроекологічного моніторингу.

Одним з основних завдань агроекологічного моніторингу є дослідження впливу агротехнічних заходів, що застосовуються в сільському господарстві, на якість і безпеку рослинницької сировини. До агротехнічних заходів у першу чергу слід віднести широке використання в сільському господарстві хімічних засобів захисту рослин - пестицидів, застосування яких може призвести до негативного впливу на довкілля, рослинний та тваринний світи, здоров'я людини.

За біологічними особливостями більшість лікарських рослин у початковий період вегетації ростуть і розвиваються дуже повільно, вони сильно вразливі від бур'янів, що ростуть у десятки-сотні разів швидше. Засміченість посівів лікарських рослин бур'янами негативно впливає на продуктивність рослин. На засмічених полях знижується польова схожість культур і значною мірою затримується ріст і розвиток рослин. При високій засміченості орного шару ґрунту відмічаються значні втрати врожаю. У початковий період росту і розвитку лікарських рослин, застосування гербіцидів забезпечує зниження трудомісткості й дозволяє зберегти значну частину врожаю від шкідників, хвороб та бур'янів. Проте, це може призвести до накопичення залишкових кількостей пестицидів у ґрунті та лікарській сировині. Особливістю пестицидів є те, що їх залишки та метаболіти беруть участь у міграційних та транслокаційних процесах в об'єктах довкілля - ґрунті, поверхневих і ґрунтових водах, рослинній продукції. Значна кількість токсикантів надходить із ґрунту в органи рослин, мігрує трофічними ланцюгами і може негативно впливати на живі організми. Отже, пестициди є одними з найбільш поширених забруднювачів об'єктів довкілля, зокрема і лікарської сировини [106, 116, 94, 118, 89, 117, 38, 32, 10, 11, 56].

Застосування гербіцидів у лікарському рослинництві зумовлено необхідністю зниження витрат на ручну працю при прополюванні посівів, на які припадає від 30 до 70 % всіх фінансових витрат, і впровадження таких технологій вирощування, що спрямовані на зменшення втрат урожаю від бур'янів. Використання засобів хімізації при вирощуванні лікарських рослин потребує проведення постійних моніторингових досліджень за вмістом та динамікою накопичення чи розкладу залишків пестицидів у ґрунті й лікарській сировині.

Метою досліджень було обґрунтування екологічно оптимального рівня навантаження агроекосистеми пестицидом трефлан при вирощуванні лікарських рослин за даними екотоксикологічного моніторингу. Як об'єкт дослідження обрано процеси накопичення залишкових кількостей гербіциду трефлану у ґрунті та органах лікарських рослин.

Для обґрунтування екологічно оптимального рівня навантаження агроекосистеми пестицидом трефлан при вирощуванні лікарських рослин вивчено систему застосування трефлану на досліджуваних ділянках Дослідної станції лікарських рослин (ДСЛР) під посівами лікарських культур протягом останніх 5-7-ми років.

Дослідження за темою дисертаційної роботи проводились протягом 2009-2011 рр. Було проведено екотоксикологічний моніторинг полів ДСЛР. Було досліджено рослинну масу лікарських рослин: валеріани лікарської (Valeriana officinalis L.), лофанту анісового (Lophanthus anisatus L.), подорожнику великого (Plantago major L.), чорнобривців (Tagetes signota Barti), нагідок лікарських (Calendula officinalis L.), астрагалу шерстистоквіткового (Astragalus dasyanthus Pall.), ехінацеї пурпурової (Echinacea purpurea L.), розторопші плямистої (Sіlybum marіanum L.), оману високого (Inula helenium L.), шоломниці байкальської (Scutellaria baicalensis Georgi). Також було досліджено ґрунт (чорнозем малогумусний легкосуглинковий), на якому вирощувались ці рослини. Серію послідовних відборів зразків ґрунту та лікарських рослин для виявлення трифлураліну, їх зберігання та транспортування проводили згідно з прийнятими методиками.

Для досліджень в 2009-2010 рр. відбирали зразки лікарської сировини валеріани лікарської від 1-го до 3-го років вегетації (р.в.), подорожника великого (1-го р.в.), чорнобривців, лофанту анісового (2-го р.в.) та зразки ґрунту (шар 0-20 см) з ділянок, на яких для хімічного захисту рослин від засміченості промислових ділянок бур'янами застосовували гербіцид трефлан. Відбір зразків проводили у третій декаді серпня (табл. 3.1).

Таблиця 3.1 Умови відбору зразків ґрунту і лікарських рослин, що досліджували на вміст залишкових кількостей трифлураліну

Варіант, рік вегетації

Внесення пестициду трефлан (48%), 2 л/га (за останні 5-7 років)

Контроль

-

Лофант анісовий, 2 р. в. (посів 2007 р.)

2005 р.

Подорожник великий, 1 р.в. (посів 2008 р.)

2005, 2008 рр.

Чорнобривці (посів 2008 р.)

2005, 2008 рр.

Валеріана лікарська, 1 р.в. (посів 2008 р.)

2008 р.

Валеріана лікарська, 3.р.в. (посів 2006 р.)

2002, 2006 рр.

Валеріана лікарська, 3.р.в. (посів 2006 р.)

2002 р.

Валеріана лікарська - багаторічна трав'яниста рослина родини валеріанових (Valerianaceae). Лікарською сировиною є корені і кореневища. В перший рік вегетації виростає розетка прикореневого листя, на другий рік рослини зацвітають, дають насіння і розвинену кореневу систему, яка є лікарською сировиною. Препарати валеріани лікарської мають дуже широке застосування у медичній практиці. Подорожник великий (Plantago major L.) - багаторічна рослина. У науковій, народній медицині та гомеопатії використовують наземну частину рослини. Чорнобривці (Tagetes signota Barti) - однорічна рослина висотою 50 см роду айстрових (Asteraceae). Має тривалий період вегетації та цвітіння, що дозволяє проводити багаторазовий збір урожаю суцвіть. В медицині використовується надземна частина рослини, що містить ефірну олію, якої найбільше у фазу цвітіння у суцвіттях. Лофант анісовий або анісовий багатоколосник (Lophanthus anisatus Benth) - багаторічна трав'яниста рослина родини губоцвітих (Lamiaceae) висотою до 1 м. В медицині, як лікарська сировина, використовується надземна частина рослини. Ефірні олії застосовують у медицині, харчовій та парфумерно-косметичній промисловості.

За даними Дослідної станції лікарських рослин фітосанітарний стан більшості агроценозів залишається критичним. Більше 85 % посівних площ станції розміщені на сильно та дуже сильно забур'янених полях. Рівень забур'яненості орного шару під посівами лікарських культур в агротехнічній сівозміні рівна 5-ти балам засміченості. Внаслідок значного забур'янення продуктивність лікарських культур знижується в середньому на 46-90%. Чистоту посівів лікарських культур на дослідній станції забезпечують, застосовуючи гербіциди з діючою речовиною трифлуралін, використовують переважно гербіцид трефлан (48 %) у нормі 2 л/га. Таке обмеження пов'язане з тим, що серед гербіцидів, що дозволені до використання для боротьби з бур'янами на посівах лікарських рослин на сьогодні до «Переліку пестицидів та агрохімікатів, дозволених до використання в Україні» зареєстровано лише гербіциди трефлан та трифлурекс, діючою речовиною яких є трифлуралін. За санітарно-гігієнічними показниками трефлан належить до IV класу токсичності, характеризується довгостроковою захисною дією (3-4 місяці), добре поглинається ґрунтом після внесення під передпосівну культивацію, діє незалежно від наявності вологи в ґрунті, знищує бур'яни у фазі проростання.

Гербіцид Трефлан знищує бур'яни на початку їх розвитку, забезпечуючи максимальний первинний ріст культурних рослин. При достатній вологості він забезпечує тривалий захист посівів від бур'янової рослинності протягом всього періоду вегетації. Незважаючи на такі позитивні якості трифлуралін має ряд негативних властивостей, а саме високу токсичність для водних організмів, персистентність у ґрунті, потенційну спроможність до накопичення. Лабораторні дослідження вмісту залишків пестициду трифлураліну у ґрунті та рослинній сировині лікарських рослин проводили у відділі екотоксикології Інституту агроекології і природокористування НААН методом газорідинної хроматографії за офіційно затвердженими методиками на приладі «Кристалл-2000». Статистичну обробку експериментальних даних проводили при використанні стандартних статистичних програм Microsoft Excel.

В 2009-2010 рр. проведено порівняльну характеристику за вмістом залишкових кількостей трифлураліну в лікарській сировині: надземній частині чорнобривців, подорожника великого 1-го р.в., лофанту анісового 2-го р.в. та в коренях і кореневищі валеріани лікарської 1-го р.в. В результаті досліджень, в рослинному матеріалі лофанту анісового визначено 1,9; подорожнику великого - 2,7 і чорнобривців - 5,3 мкг/кг сухої речовини трифлураліну.

Можна припустити, що такі концентрації трифлураліну в органах лікарських рослин є незначними, проте, як зазначалось раніше, за державними санітарними правилами і нормами ДержСанПіН 8.8.1.2.3.4-000-2001 вміст пестицидів у лікарській сировині не допускається.

Також визначено вміст залишків трифлураліну у чорноземі типовому малогумусному легкосуглинковому, де вирощували вищезгадані лікарські рослини. Концентрації цього пестициду в ґрунті під посівами лофанту анісового, подорожнику великого і чорнобривців складали від 13,2 до 33,1 мкг/кг повітряно-сухого ґрунту. Такі концентрації не перевищували встановлені ГДК (ГДК трифлураліну у ґрунті 100 мкг/кг) [133, 134]. За отриманими даними цілком очевидно, що найменше пестициду містилося в ґрунті (13,2 мкг/кг повітряно-сухого ґрунту) і в лікарській сировині
(1,9 мкг/кг сухої речовини) лофанту, адже на цьому полі трефлан застосовували в 2005 році. Тоді як на ділянках, де вирощувались рослини чорнобривців, концентрація трифлураліну у ґрунті складала 33,1 мкг/кг повітряно сухого ґрунту, а у рослинах - 5,3 мкг/кг сухої речовини, адже пестициди вносили протягом 2005 і 2008 років.

При аналізі лікарської сировини валеріани лікарської 1-го р.в. визначено надзвичайно високі концентрації трифлураліну в кореневій системі рослини, які досягали 254,3 мкг/кг сухої речовини. Вміст цього пестициду в ґрунті відповідних ділянок становив 118,6 мкг/кг, що перевищує ГДК у 1,18 рази.

Таким чином, зважаючи на високі концентрації трифлураліну в кореневищі валеріани лікарської, можна зробити припущення про здатність цієї лікарської культури до накопичення даного пестициду. Таке припущення базується на певних властивостях ліпофільних пестицидів накопичуватися в тканинах з підвищеним вмістом жирів, а лікарською сировиною валеріани вважається ефірна олія, яку отримують з коренів та кореневищ рослини, що досягає 2 %. Зокрема, до складу ефірної валеріанової олії входять такі речовини як ізовалеріанова кислота, присутністю якої обумовлюється специфічний запах валеріани, борнілізовалеріанат, борнеол, t-камфен, б-пинен, i-лимонен та ін.

Отже, за експериментальними даними, у кореневій системі валеріани лікарської і ґрунті відповідних ділянок ДСЛР було виявлено високі концентрації трифлураліну. У зв'язку з тим, що більшість лікарських культур багаторічні й основний врожай збирається на 2-й-5-й роки їх вегетації, багато дослідників вважають, що застосування гербіцидів у перший рік їх вирощування не позначається на якості кінцевої сировини. Для підтвердження таких припущень ми провели дослідження динаміки накопичення трифлураліну кореневою системою валеріани лікарської 1-го та 3-го років вегетації та його вмісту в ґрунті. Для порівняльної оцінки використано контрольний варіант без внесення трефлану.

Так, у ґрунті, на якому вирощувалася валеріана першого року вегетації виявлено 118,6 мкг/кг трифлураліну, що перевищувало ГДК у 1,18 рази (останнє внесення трефлану у 2008 р.) (табл. 3.2). У ґрунті під посівами валеріани лікарської третього року вегетації, де трефлан застосовували протягом 2002 та 2006 років, вміст залишків пестициду не перевищував ГДК і становив 41,2 мкг/кг. За результатами досліджень попередніх років концентрація трифлураліну в цьому ж ґрунті становила 642,3 мкг/кг (що перевищувало ГДК у 6,4 рази), отже, його вміст зменшився у 15,8 разів. В той же час на аналогічній ділянці, але з останнім внесенням трефлану в 2002 році, порівняно з минулим роком, де вміст діючої речовини досягав 157,3 мкг/кг (перевищення ГДК у 1,6 рази), концентрація трифлураліну знизилася у 30,2 рази і становила 5,3 мкг/кг ґрунту.

Отже, на третій рік вегетації валеріани лікарської спостерігається позитивна динаміка зниження концентрації трифлураліну у ґрунті.

Таблиця 3.2 Вміст трифлураліну в ґрунті дослідних ділянок ДСЛР НААН, мкг/кг повітряно-сухого ґрунту

Варіант

Внесення пестициду, рік

Вміст трифлураліну, мкг/кг

Дослідження 2007 р.

Дослідження 2008 р.

Контроль

не вносили

-

Не виявлено

Валеріана лікарська, 1 р.в.

(посів 2008 р.)

Трефлан, 2 л/га,

2008 р.

118,6±0,1

Валеріана лікарська, 3.р.в.

(посів 2006 р.)

Трефлан, 2 л/га,

2002, 2006 рр.

642,3±0,1

40,7±0,2

Валеріана лікарська, 3.р.в.

(посів 2006 р.)

Трефлан, 2 л/га,

2002 р.

157,3±0,8

5,3±0,1

ГДК

100

При вивченні динаміки вмісту трифлураліну у лікарській сировині валеріани лікарської, були отримані експериментальні дані які показали, що в коренях валеріани першого року вегетації містилось 254,3 мкг/кг трифлураліну, а в рослинах посіву 2006 р. вміст гербіциду складав 98,5 та 109,4 мкг/кг сухої речовини (табл. 3.3).

Таблиця 3.3 Вміст трифлураліну в лікарській сировині валеріани лікарської ДСЛР НААН, мкг/кг сухої речовини

Варіант

Внесення пестициду, рік

Вміст трифлураліну, мкг/кг

Дослідження 2007 р.

Дослідження 2008 р.

Контроль

-

-

не виявлено

Валеріана лікарська, 1 р.в.

(посів 2008 р.)

Трефлан, 2 л/га,

2008 р.

-

254,3±0,4

Валеріана лікарська, 3.р.в.

(посів 2006 р.)

Трефлан, 2 л/га,

2002 р., 2006 р.

1121,2±2,5

109,4±0,9

Валеріана лікарська, 3.р.в.

(посів 2006 р.)

Трефлан, 2 л/га,

2002 р.

106±0,2

98,5±0,3

ГДК

не допускається

За нашими розрахунками, порівняно з попереднім роком, коли концентрація трифлураліну сягала 1121,2 мкг/кг, його вміст знизився у 10,3 рази. Можна зробити припущення, що існує позитивна динаміка зниження вмісту трифлураліну в лікарській сировині валеріани лікарської на третій рік вегетації, проте, як вже згадувалося вище, за критеріями ДержСанПіН 8.8.1.2.3.4-000-2001, вміст пестицидів у лікарських рослинах не допускається.

Таким чином, порівняно з результатами попередніх років, відмічено позитивну динаміку зниження вмісту трифлураліну у ґрунті у 15,8-30,2 рази та в лікарській сировині валеріани третього року вегетації до 10,3 разів. Результати екотоксикологічних досліджень системи хімічного захисту валеріани лікарської від бур'янів вказують на необхідність розробки концепції щодо зменшення ступеня забруднення лікарської сировини і ґрунту залишками гербіциду трефлан, що надасть можливість ще на етапі планування цих заходів зменшити екологічний ризик пестицидів, які застосовуються в технологіях вирощування лікарських рослин.

Було встановлено, що надземна частина лікарських рослин лофанту анісового, подорожника великого і чорнобривців не накопичує трифлуралін з ґрунту, тоді як у кореневій системі валеріани лікарської даний пестицид може концентруватися у значних кількостях.

Висунуто гіпотезу про здатність валеріани лікарської до накопичення трифлураліну кореневою системою, яке базується на певних властивостях ліпофільних пестицидів накопичуватися в рослинних тканинах з підвищеним вмістом жирів, а основною лікарською сировиною валеріани є ефірна олія.

Результати оцінки екологічно оптимального рівня навантаження агроекосистеми гербіцидом трефлан, який застосовують для хімічного захисту при вирощуванні лікарських рослин, вказують на необхідність розробки методичних підходів щодо зменшення ступеня забруднення лікарської сировини і ґрунту залишками пестицидів шляхом мінімізації їх застосування. Розробка таких заходів надасть можливість покращання якості лікарської сировини та зменшить екологічний ризик пестицидів, які застосовуються в технологіях вирощування лікарських рослин.

Враховуючи отримані дані, було прийнято рішення продовжити дослідження з метою вивчення процесів міграції в системі ґрунт-лікарські рослини. Подальші дослідження з метою виявлення залишків трифлураліну у ґрунті (чорнозем малогумусний легкосуглинковий) та у біомасі лікарських рослин (нагідки лікарські (Calendula officinalis L.), астрагал шерстистоквітковий (Astragalus dasyanthus Pall.), ехінацея пурпурова (Echinacea purpurea L.), розторопша плямиста (Sіlybum marіanum L.), валеріана лікарська (Valeriana officinalis L.), оман високий (Inula helenium L.), шоломниця байкальська (Scutellaria baicalensis Georgi)) проводили так само на базі Інституту агроекології і природокористування НААН та Дослідної станції лікарських рослин НААН.

Відбір зразків ґрунту (шар ґрунту 0-20 см) та вищезгаданих лікарських рослин проводили в 2 етапи: 1-й відбір - в останній декаді червня і 2-й відбір у першій декаді вересня. Відбір зразків для аналізу проводили згідно усталених нормативів [166, 30]. Визначення залишків діючої речовини проводили методом газової хроматографії на приладі «Кристалл 2000» у відділі екотоксикології Інституту агроекології і прородокористування НААН.

З метою дослідження накопичення діючої речовини (д.р.) трифлураліну лікарською сировиною проведено аналіз вмісту залишків даного пестициду в різних органах однорічних і багаторічних лікарських рослин. Досліджували такі рослини, у яких як лікарська сировина використовується надземна частина (нагідки лікарські, ехінацея пурпурова, астрагал шерстисто-квітковий, розторопша плямиста) та коренева система (оман високий, ехінацея пурпурова, валеріана лікарська, шоломниця байкальська). Результати досліджень на (табл. 3.4).

Таблиця 3.4

Вміст трифлураліну в лікарських рослинах, мкг/кг сухої речовини

Назва рослини

Концентрація трифлураліну, мкг/кг

корінь

стебло

суцвіття

I група*

Нагідки лікарські

24,9±0,6

10,6 ± 0,2

51,2±2,2

Астрагал шерстистоквітковий 1 р.в.

10,3±0,3

21,1±0,3

-

Ехінацея пурпурова 1 р.в.

113,8±0,8

45,2±0,2

-

Ехінацея пурпурова 2 р.в.

24,3±1,5

3,2±0,3

0,3±0,2

Розторопша плямиста 1 р.в.

43,3±0,3

15,5±0,3

1,5±0,5

II група**

Валеріана лікарська 1 р.в.

10,7±3,1

-

-

Валеріана лікарська 2 р.в.

100,2±0,1

5,9±0,2

-

Оман високий 2 р.в.

4,0±1,0

8,5±2,0

не виявлено

Ехінацея пурпурова 2 р.в.

24,3±1,5

3,2±0,3

0,3±0,0,2

Шоломниця байкальська 1 р.в.

4,3±1,2

не виявлено

16,7±3,3

Примітки: I група* - лікарські рослини, у яких як лікарська сировина використовується надземна частина; II група** - лікарські рослини, у яких як лікарська сировина використовується коренева частина; р.в. - рік вегетації.

Дані таблиці свідчать про відсутність залишків пестицидів у надземних частинах більшості досліджуваних лікарських рослин. Проте, лікарська сировина нагідок лікарських (квітки) накопичила даний пестицид у кількості 51,2 мкг/кг сухої маси, що у 5 разів більше, ніж у стеблах й листках, і у 2 рази більше, ніж у коренях. Поряд з тим, у кореневищах ехінацеї пурпурової та розторопші плямистої 1-го року вегетації та валеріани лікарської 2-го року вегетації відмічено накопичення д.р. трифлураліну до 113,8 мкг/кг сухої маси.

За результатами досліджень відмічено, що з семи досліджених лікарських рослин лише стебла й листки шоломниці байкальської зовсім не накопичили трифлуралін. Всі ж інші частини рослин, що використовуються як лікарська сировина, в більшій чи меншій кількості містили даний ксенобіотик. Оскільки за ДержСанПіН 8.8.1.2.3.4.-000-2001 вміст будь-якої кількості пестицидів у сировині лікарських рослин не допускається, отримані результати ще раз підкреслюють важливість даної проблематики та термінової необхідності пошуку шляхів вирішення цього питання (табл. 3.5).

Таблиця 3.5 Вміст трифлураліну в органах лікарських рослин, які є сировиною для лікарської промисловості, мкг/кг сухої речовини

Назва рослини

Органи рослини, що є лікарською сировиною

Концентрація трифлураліну, мкг/кг сухої речовини

Нагідки лікарські

Квітки

51,2±2,2

Астрагал шерстистоквітковий

Стебла й листки

21,1±0,3

Ехінацея пурпурова

Стебла й листки

45,2±0,2

Корені й кореневища

113,8±0,8

Розторопша плямиста

Насіння

0,3±0,3

Валеріана лікарська

Корені й кореневища

100,2±0,1

Оман високий

Корені й кореневища

4,0±1,0

Шоломниця байкальська

Корені й кореневища

4,3±1,2

Стебла й листки

Не виявлено

Проводили порівняння процесів накопичення трифлураліну різними вегетативними органами лікарських рослин протягом вегетаційного періоду (табл. 3.6). Відмічено динаміку накопичення трифлураліну кореневою частиною розторопші плямистої 1 р.в. до 2,4 разів та оману високого 2 р.в. до 97 разів, тоді як у астрагала шерстистоквіткового і валеріани лікарської відбувалося зниження вмісту даного токсиканта до незначних кількостей як у надземній, так і підземній частині рослини.

Таблиця 3.6 Накопичення трифлураліну лікарськими рослинами протягом вегетаційного періоду, мкг/кг сухої речовини

Назва рослини

Частина рослини

Концентрація трифлураліну, мкг/кг

1 відбір*

2 відбір**

Астрагал шерстистоквітковий 1 р.в.

надземна

21,1±0,3

1,6±0,8

корінь

10,3±0,3

1,0±0,5

Розторопша плямиста 1 р.в.

насіння

15,5±0,3

не виявлено

корінь

43,3±0,3

102,8±1,8

Оман високий 2 р.в.

надземна

12,5±0,4

1,3±1,2

корінь

4,0±1,0

389,2±1,3

Валеріана лікарська 2 р.в.

надземна

5,9±0,2

0,2±0,1

корінь

100,2±0,1

13,0±0,5

Примітки: 1 відбір* - відбір лікарської сировини проводили в останній декаді червня; 2 відбір** - відбір лікарської сировини проводили у першій декаді вересня

Також порівнювали накопичення пестицидів надземними і підземними частинами лікарських рослин.

Так, у лікарській сировині (стебла і листки) астрагалу шерстистоквіткового (Astragalus dasyanthus Pall.) вміст трифлураліну протягом вегетаційного періоду зменшився у 13 разів і при другому відборі становив 1,6 мкг/кг сухої речовини, а у лікарській сировині розторопші плямистої (Silybum marianum L.) - насінні - при кінцевому відборі трифлураліну не виявлено. Такі результати свідчать про те, що у лікарській сировині таких лікарських культур, як астрагал шерстистоквітковий та розторопша плямиста трифлуралін не накопичується.

Встановлено, що вміст трифлураліну в надземних органах лікарських рослин коливається від 51,2 мкг/кг сухої речовини (у рослин календули) до 15,5 мкг/кг - у ехінацеї пурпурової.

Виявлено, що концентрація трифлураліну в кореневій системі оману високого (Inula helenium L.) під кінець вегетаційного періоду зросла у 97 разів і становила 389,2 мкг/кг. При дослідженні коренів з кореневищем валеріани лікарської (Valeriana officinalis L.) 2-го року вегетації відмічено динаміку зниження концентрації пестициду у рослині протягом вегетаційного періоду до 8 разів - від 100,2 до 13,0 мкг/кг сухої маси. Такі результати свідчать про накопичення у значних кількостях трифлураліну лікарською сировиною оману високого та валеріани лікарської.

Проводили порівняння процесів накопичення трифлураліну кореневою системою лікарських рослин 1-го і 2-го років вегетації, де відмічено зниження залишків даного пестициду у дворічних коренях ехінацеї пурпурової у 4,7 разів та накопичення його у дворічних коренях валеріани лікарської у 10 разів більше, порівняно з однорічними кореневищами цих самих рослин.

Таким чином, за результатами наших багаторічних досліджень встановлено, що трифлуралін накопичується переважно у таких лікарських рослинах, які містять у значних кількостях ефірні олії, зокрема таких, як валеріана лікарська, ехінацея пурпурова, оман високий, нагідки лікарські тощо. Таке припущення висловлене, спираючись на властивості ліпофільних пестицидів накопичуватися в тканинах з підвищеним вмістом жирів. За літературними даними, не зважаючи на те, що сам трефлан порівняно швидко метаболізує під впливом мікроорганізмів ґрунту з утворенням 28-ми продуктів перетворення, деякі з цих продуктів зберігаються в ґрунті до трьох років і таким чином можуть накопичуватися в ефірних оліях рослин.

Отже, базуючись на результатах досліджень та зважаючи на такі властивості трефлану, як довгострокова захисна дія (3-4 місяці), потенційна спроможність до накопичення, персистентність у ґрунті тощо, необхідно проводити моніторингові дослідження динаміки накопичення даного пестициду саме такими лікарськими рослинами, які містять ефірні олії. Зокрема, у таких лікарських рослин, як нагідки лікарські, лікарську сировину (квіткові кошики) збирають декілька разів протягом вегетаційного періоду, а отже виникає необхідність проведення подальших моніторингових досліджень щодо динаміки накопичення пестицидів рослинною сировиною цієї культури впродовж вегетаційного періоду.

З метою підтвердження гіпотези про накопичення трифлураліну рослинами Calendula officinalis L. протягом вегетаційного періоду провели послідовні відбори рослинної сировини і ґрунту (табл. 3.7).

Таблиця 3.7 Міграція залишків трифлураліну в органах рослин Calendula officinalis L. та ґрунті, на якому вони вирощувались, протягом вегетаційного періоду, мкг/кг сухої речовини

Відбір зразків

Концентрація трифлураліну, мкг/кг сухої речовини

ґрунт

надземна частина

корені

Квітки

№1*

64,4±2,3

7,3±0,5

21,7±2,1

-

№2**

38,5±2,1

49,4±2,3

18,2±1,7

42,1±1,2

№3***

19,7±1,8

21,7±1,9

14,8±1,5

48,5±2,1

Примітки: *відбір №1-відбір сировини на початку вегетаційного періоду;

**відбір №2-відбір сировини в середині вегетаційного періоду;

***відбір №3-відбір сировини в кінці вегетаційного періоду

Прослідковано динаміку переходу трифлураліну з ґрунту в надземну частину рослини, а особливо в сировину для лікарської промисловості - квітки. Так, під час другого відбору рослинної сировини в квітках Calendula officinalis L. було виявлено 42,1±1,2 мкг/кг сухої речовини трифлураліну, під час дослідження сировини, відібраної під час третього відбору, виявлено 48,5±2,1 мкг/кг сухої речовини. Це свідчить про тенденцію збільшення інтенсивності накопичення даного ксенобіотика рослинами календули протягом вегетаційного періоду. При цьому в ґрунті на кінець вегетаційного періоду залишилось 19,7±1,8 мкг/кг сухої речовини (початкова ж концентрація, визначена в ґрунті при першому відборі 64,4±2,3 мкг/кг).

З метою визначення концентрації трифлураліну в ґрунті, на якому вирощувались дослідні рослини, проведено дослідження вмісту трифлураліну в зразках чорнозему (табл. 3.8).

Таблиця 3.8 Вміст трифлураліну в чорноземі глибокому, мкг/кг повітряно-сухого ґрунту

Назва рослини, яка культивувалася на дослідній ділянці

Концентрація трифлураліну, мкг/кг

1 відбір*

2 відбір**

Нагідки лікарські

64,5±0,2

не виявлено

Астрагал шерстистоквітковий 1р.в.

518,1±1,2

18,9±0,1

Розторопша плямиста 1 р.в.

40,3±1,3

30,8±0,2

Шоломниця байкальська 1 р.в.

-

4,4±0,1

Ехінацея пурпурова 1р.в.

12,3±0,2

не виявлено

Ехінацея пурпурова 2 р.в.

не виявлено

не виявлено

Валеріана лікарська 1 р.в.

225,6±1,5

-

Валеріана лікарська 2 р.в.

61,4±0,1

0,5±0,1

Оман високий 2 р.в.

209,8±0,5

0,2±0,1

ГДК трифлураліну в ґрунті 100 мкг/кг

Примітка: 1 відбір* - відбір ґрунту проводили в останній декаді червня; 2 відбір** - відбір ґрунту проводили у першій декаді вересня

За даними таблиці при першому відборі зразків спостерігалося перевищення концентрації трифлураліну в чорноземі глибокому від 2 до 5 ГДК, проте прослідковано динаміку зниження вмісту даного пестициду в усіх зразках ґрунту протягом вегетаційного періоду.

З метою дослідження процесів міграції трифлураліну в глибокі шари ґрунту, проведено дослідження зразків, відібраних на різній глибині (табл. 3.9).

Таблиця 3.9 Міграція трифлураліну в чорноземі малогумусному легкосуглинковому, мкг/кг повітряно-сухого ґрунту

Глибина відбору ґрунту, см

Остання дата внесення трефлану,48% к.е., 2 л/га

Дата відбору зразків ґрунту

Концентрація трифлураліну в ґрунті, мкг/кг

0-20

24.04.2010р.

9.07.2010р.

477,2±3,3

20-40

24.04.2010р.

9.07.2010р.

217,4±1,8

40-60

24.04.2010р.

9.07.2010р.

178,1±1,4

60-80

24.04.2010р.

9.07.2010р.

108,5±1,2

Примітка: застосування препарату трефлан на дослідному полі в 2005р., 2008р., 2010р

За результатами проведених досліджень відмічено, що залишки трифлураліну можна знайти навіть на глибині 60-80 см (108,5±1,2 мкг/кг ґрунту), що дещо перевищує ГДК. У зразках ґрунту відібраного на глибині орного шару (0-20 см) визначена концентрація даного гербіциду (477,2±
3,3 мкг/кг), що більш ніж у 4-ри рази перевищує ГДК. Враховуючи те, що за літературними даними трефлан дуже токсичний для водних організмів, наявність даного ксенобіотика в глибоких шарах ґрунту викликає занепокоєння, й запобігання забрудненню водойм є ще одним аргументом на користь необхідності впровадження ремедіаційних заходів на забрудненому трифлураліном ґрунті.

При аналізі отриманих даних забруднення лікарської сировини та ґрунту доцільним є визначення коефіцієнтів біонакопичення та транслокації.

Коефіцієнт біологічного накопичення характеризує інтенсивність поглинання токсикантів і показує частку їх вмісту у рослині відносно до вмісту у ґрунті, в свою чергу, коефіцієнт транслокації - це співвідношення вмісту ксенобіотиків у надземних органах рослин до їх вмісту у кореневій системі (табл.3.10).

Таблиця 3.10

Біонакопичення та транслокація трифлураліну лікарськими рослинами

Назва рослини

Концентрація трефлану, мкг/кг сухої речовини

Коефіцієнт біонакопичення

Коефіцієнт транслокації

ґрунт

Корінь

надземна частина

Нагідки

64,5±0,2

24,9±0,6

10,6±0,1

0,27

0,43

Астрагал

518,1±1,2

10,3±0,3

21,1±0,3

0,03

2,05

Ехінацея

12,3±0,2

113,8±0,8

45,2±0,2

6,62

0,40

Розторопша

40,3±1,3

43,3±0,3

15,5±0,3

0,73

0,36

Валеріана

61,4±0,1

100,2±0,1

5,9±0,2

0,86

0,06

Коефіцієнт біологічного накопичення це емпіричний показник, що є мірою перерозподілу забруднюючих речовин між рослинним організмом і ґрунтовим покривом, визначаються як співвідношення вмісту пестицидів у рослині до їх вмісту у ризосферному ґрунті [9, 4].

Найвищий показник коефіцієнта біонакопичення був вирахуваний в ехінацеї пурпурової. Це свідчить про те, що при відносно невисокій концентрації ксенобіотика у ґрунті (12,3 мкг/кг) лікарська сировина даної рослини (корінь з кореневищем) накопичила велику кількість трефлану, вміст якого, як уже згадувалось раніше, не припустимий. Тому вирішення даної проблеми має нагальну потребу.

Одним із основних показників здатності рослин до фітоекстракції забруднювачів із забруднених ґрунтів є коефіцієнт транслокації, який характеризує інтенсивність процесу переходу токсикантів з підземної у надземну частину рослин. Це безрозмірна величина, що визначається як співвідношення вмісту пестицидів у надземних органах рослин до їх вмісту у кореневій системі. Вважається, що при значеннях цього коефіцієнта 1, рослини володіють високою здатністю переміщувати полютанти з кореневої у надземну частину та є перспективними для використання у технологіях фітоекстракції [223, 225]. У більшості наведених видів перехід трифлураліну з кореневої системи у надземні органи рослин маловиражений.


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.