Влияние микроконцентраций гербицида "Раундап" на развитие проростков озимого тритикале в лабораторном эксперименте

Результаты исследований по влиянию микроконцентраций гербицида «Раундап» на длину проростков представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Влияние микроконцентраций препарата «Раундап» на длину проростков озимого тритикале

Как видно из представленных данных, достоверного влияния раундапа на проростки озимого тритикале не установлено. Как и в случае с накоплением проростками вегетативной массы, отмечается скачкообразное изменение средней длины проростков, как в сторону уменьшения, так и увеличения анализируемого показателя. Наименьшая средняя длина проростков зафиксирована при концентрации пестицида 600 мкг/л (84,3% к контролю), а наибольшая при 250 мкг/л (107,8% от контроля).

После предварительной статистической обработки результатов исследований нами был проведен однофакторный дисперсионный анализ для установления достоверности отличий выборок анализируемого показателя. Результаты этого анализа показали, что только при концентрациях 12,5; 250,0; 350,0; 600,0; 650,0 мкг/л анализируемые выборки длин проростков достоверно отличаются от контрольной. Именно к этим выборкам относятся минимальный и максимальный показатели средней длины. Только в указанных концентрациях гербицид достоверно стимулирует или ингибирует развитие проростков озимого тритикале.

Суммарная длина проростков во всех вариантах опыта оказалась ниже контроля, но, исходя из результатов дисперсионного анализа, мы можем оценивать этот показатель только в достоверно отличимых выборках.

Так как именно суммарная длина проростков является основным критерием при оценке токсичности, то можно констатировать наличие только ингибирующего влияния использованного гербицида на развитие проростков озимого тритикале. Это предположение основывается на том, что при концентрации пестицида 250 мкг/л суммарная длина проростков практически не отличается от таковой в контроле, хотя средняя длина проростков достоверно превышает контрольную почти на 8%.

Отмечаемые расхождения между двумя анализируемыми показателями (средняя и суммарная длина) дают возможность предположить, что для оценки влияния пестицидов на развитие проростков необходимо учитывать как среднюю, так и суммарную длину только после проведения дисперсионного анализа на достоверность отличий выборок.

Кроме приведенных выше характеристик развития проростков нами было введено понятие «весового коэффициента развития проростков», который, на наш взгляд, более полно отражает развитие вегетативной массы проростков (рисунок 4).

Как видно на рисунке, несмотря на существенный разброс в показателях весового коэффициента в зависимости от концентрации, прослеживается тенденция к увеличению анализируемого показателя. Этот факт является косвенным признаком стимулирующего влияния глифосатсодержащего гербицида «Раундап» на развитие проростков тритикале.

Рисунок 4 - Зависимость весового коэффициента от концентрации пестицида

3.3 Влияние гербицида «Раундап» на содержание в вегетативной массе проростков хлорофилла

Действие многих ксенобиотиков на высшие растения очень часто выражается в их влиянии на фотосинтетический аппарат. Это отражается на количественном и качественном содержании пигментов в растениях. В этой связи нами было проведено исследование влияния различных концентраций пестицида на содержание в проростках озимого тритикале хлорофиллов.

Результаты наших исследований по изучению влияния гербицида «Раундап» на содержание в проростках озимого тритикале хлорофиллов представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Влияние гербицида на содержание в проростках хлорофилла

Результаты опытов по определению содержания хлорофилла показали, что также как и в предыдущих случаях зависимости между концентрацией пестицида в питательном растворе и содержанием хлорофилла в проростках нет.

Наблюдается скачкообразное незакономерное колебание содержания как хлорофилла а, так и хлорофилла b. Однако есть незначительный тренд снижения анализируемых показателей в зависимости от концентраций, но установить его достоверность пока не представляется возможности. Необходим более детальный анализ данных с учетом дополнительных серий экспериментов. Следует отметить, что максимальные концентрации хлорофилла фиксируются в вариантах опыта, где концентрация используемого гербицида составляла 12,5 и 25,0 мкг/л. В тоже время при концентрации 750 мкг/л отмечался максимум в соотношении концентраций хлорофиллов a и b (рисунок 5). Причину данного явления мы пока объяснить не можем.

Рисунок 5 - Отношение концентрации хлорофиллов a и b (контроль 100%) 1 - контроль, 2-25 - варианты опытов с различной концентрацией

Таким образом, на данном этапе исследований мы не можем использовать содержание хлорофилла в качестве показателя влияния гербицида «Раундап» на проростки озимого тритикале.

В ходе проведенных экспериментов было установлено, что озимое тритикале сорта «Михась» является относительно устойчивым к действию микроколичеств глифосатсодержащего гербицида «Раундап». Однако развитие проростков идет неравномерно, особенно в первые дни развития. Следовательно можно предположить, что используемый глифосатсодержащий ксенобиотик в динамике оказывает несколько более выраженное влияние по сравнению с результатами экспериментов с выращиванием проростков в течение 7 дней.

3.4 Влияние гербицида «Раундап» на развитие проростков озимого тритикале в динамике

Развитие проростков озимого тритикале мы исследовали на 4-е, 5-е и 6-е сутки после закладки опыта. Результаты наших исследований по влиянию глифосатсодержащего гербицида «Раундап» на лабораторную всхожесть семян и накопление проростками вегетативной массы в динамике представлены в таблице 5.

Таблица 5 - Лабораторная всхожесть и вегетативная масса проростков в динамике эксперимента

Как видно из представленных данных, отмечается незначительное снижение лабораторной всхожести семян озимого тритикале под действием примененного гербицида, но мы не может утверждать, что это воздействие достоверно. Для подтверждения или опровержения этого предположения необходимо проведение многократных экспериментов с большим количеством повторностей.

Влияние пестицида на накопление проростками вегетативной массы на первый взгляд незначительно и не имеет определенной закономерности. В проростках отобранных на 4-е и 5-е сутки после начала эксперимента сырая и сухая массы незначительно отличались от контрольной как в сторону увеличения, так и уменьшения анализируемых показателей массы. Только у проростков отобранных на 6-е сутки зафиксировано превышение сухой и сырой массы по отношению к контролю. Это увеличение не зависит от концентрации пестицида в среде. Сырая масса проростков составила 107% от таковой в контроле, а сухая - 112%.

Однако нами был отмечен существенный момент в интенсивности накопления вегетативной массы проростками. Так при концентрации пестицида 0,05 мг/л прирост между первым и вторым отбором проростков составил 150% от контроля. На следующие сутки отмечалось резкое снижение прироста, и он составил 98% от прироста в контрольном варианте. В среднем за 2-е суток прирост в этом варианте опыта составлял около 130% от такового в контроле. В противоположность этому в варианте опыта, где концентрация пестицида составляла 0,25 мг/л, прирост между первым и вторым отбором был ниже контрольного (93%), а на следующие сутки резко возрос - до 165% по сравнению с контролем. В среднем за двое суток прирост составил 119% к контрольному. Аналогично с этим вариантом опыта проходило накопление вегетативной массы в опыте с концентрацией пестицида равной 0,50 мг/л. Здесь средний прирост фитомассы составил 126% (101 и 168% соответственно по отборам).

Еще более существенные различия мы отметили при накоплении проростками сухой массы. Относительные величины прироста составляют от 76 до 283% от контрольного варианта. Здесь отмечается та же закономерность, что и при накоплении сырой массы, но она более выражена. В варианте опыта с концентрацией гербицида 0,05 мг/л отмечается снижение суточного прироста со 174 до 159% (за 2-е суток - 170%) от контрольного варианта. То есть, в любом случае интенсивность увеличения сухой массы гораздо выше, чем в контроле, хоть и снижается на вторые сутки.

При концентрации пестицида 0,25 мг/л между первым и вторым отбором накопление сухой массы гораздо ниже, чем в контроле (76%), а в следующие сутки происходит резкое увеличение интенсивности накопления сухой массы - 283% от таковой в контроле. За 2-е суток прирост составил 137% по сравнению с контрольным вариантом. В опыте с концентрацией ксенобиотика 0,50 мг/л также отмечен более интенсивный относительный прирост сухой массы - 140 и 209% соответственно. За 2-е суток прирост составил 161% по сравнению с аналогичной величиной в контроле.

Следует отметить, что данные тенденции сохраняются и при использовании в сравнительном анализе отношения не к контрольному варианту, а к относительному приросту внутри самого варианта - в некоторых случаях относительный прирост имеет более широкий диапазон варьирования.

На основании этих данных можно сделать вывод о том, что пестицид влияет не на абсолютные величины масс проростков, а на интенсивность их накопления в динамике. Однако обнаруженный эффект нуждается в дальнейшем исследовании для его подтверждения и объяснения причин.

Наши исследования по влиянию раундапа на длину проростков представлены на рисунке 6.

Как видно на рисунке, внесение в питательный раствор микроконцентраций гербицида «Раундап» не оказало существенного влияния на длину проростков озимого тритикале. На 4-е сутки в вариантах опыта с добавлением 0,05 и 0,50 мг/л пестицида отмечалось некоторое снижение анализируемого показателя по сравнению с контролем, а при 0,25 мг/л показатель практически не отличается от контрольного.

Рисунок 6 - Влияние препарата «Раундап» на длину проростков Примечание. 1,5,9 - длина проростков в контроле на 4,5,6 сутки; 2,6,10 - при концентрации 0,05 мг/л; 3,7,11 - при концентрации 0,25 мг/л; 4,8,12 - при концентрации 0,50 мг/л

Однако в течение следующих суток наблюдается некоторая диспропорция в интенсивности роста проростков (по аналогии с вегетативной массой). Наибольший прирост зафиксирован при концентрации пестицида 0,05 мг/л, а наименьший - при концентрации 0,25 мг/л. Существенным моментом отмеченного явления является то, что при концентрациях 0,05 и 0,25 мг/л зафиксированы противоположные тенденции прироста по суткам. Если у первого опыта первоначально прирост составлял около 145% от прироста в контрольном варианте, то затем происходило резкое снижение этого показателя до 77% от контроля. В среднем за 2-е суток прирост составил 115,7% по сравнению с аналогичным показателем в контроле. При использовании концентрации пестицида 0,25 мг/л наоборот - первоначальный прирост составлял всего 70,5% от контроля, а на следующий день - 183,0%. В среднем за двое суток анализируемый показатель составил 118,4% от контрольного. В опыте с концентрацией пестицида равной 0,50 мг/л был отмечен динамичный прирост, который составил соответственно 109,7 и 118,2% от такового в контроле. Средний прирост за 2-е суток составил 113,3% по сравнению с контрольным вариантом опыта.

Отмеченные изменения анализируемого показателя сказываются на весовом коэффициенте (рисунок 7).

Рисунок 7 - Весовой коэффициент проростков озимого тритикале в динамическом эксперименте

Как видно из представленных данных, при первом измерении (на 4-е сутки) четко прослеживается увеличение весового коэффициента в концентрациях 0,25 и 0,50 мг/л. На 5-е сутки только в опыте, где концентрация гербицида составляла 0,25 мг/л, коэффициент был выше, чем в контроле. При концентрации 0,50 мг/л произошло снижение анализируемого показателя. Для концентрации 0,05 мг/л весовой коэффициент как на 4-е, так и на 5-е сутки от аналогичной величины в контроле практически не отличался. На 6-е сутки нами было зафиксировано увеличение весового коэффициента по отношению к контролю во всех вариантах опыта.

Таким образом, нами было отмечено что, несмотря на отсутствие достоверного закономерного влияния микроконцентраций глифосатсодержащего гербицида «Раундап» на длину проростков, он оказывает заметное влияние на прирост растений. Однако резкие колебания этого прироста за 2-е суток могут свидетельствовать о возможности каких-то нарушений в морфолого-физиологических процессах у проростков, несмотря на то, что указанный прирост выше, чем в контрольном варианте. Обнаруженный факт нуждается в дальнейшем подтверждении и изучении.

Наши исследования по изучению динамики влияния глифосатсодержащего гербицида «Раундап» на содержание хлорофиллов представлены в таблице 6.

Таблица 6 - Динамика влияния гербицида «Раундап» на содержание в проростках хлорофиллов

Как видно из таблицы, раундап оказывает воздействие как на содержание хлорофилла а, так и хлорофилла b. При концентрации пестицида 0,05 мг/л нами отмечено незначительное снижение содержания хлорофилла а на 5-е сутки с последующим резким возрастанием на 6-е. Содержание же хлорофилла b изначально было ниже контрольного, но затем происходило постепенное увеличение его содержания в проростках.

При концентрации пестицида 0,25 мг/л нами отмечено повышенное содержание (по отношению к контролю) хлорофиллов на протяжении всего эксперимента, но на 6-е сутки произошло снижение относительного содержания хлорофилла b.

В опыте, где концентрация пестицида составляла 0,50 мг/л, отмечалось резкое колебание относительного содержания пигментов. В наибольшей степени это характерно для хлорофилла b. Если на 4-е сутки этот показатель почти в 1,5 раза превосходил таковой в контроле, то на 5-е от контроля не отличался, а к 6-м суткам относительное содержание его опять выросло. Следует отметить, что в этом варианте опыта зафиксировано и самое низкое относительное содержание хлорофилла а - на 5-е сутки оно составляло только 83,4% от контроля. Кроме того, на 6-е сутки во всех вариантах опыта отмечается повышенное относительное содержание хлорофиллов в проростках.

Указанные выше особенности содержания хлорофиллов в проростках отразились и на соотношении зеленых пигментов (рисунок 8).

Рисунок 8 - Динамика индекса хлорофиллов в проростках озимого тритикале

Как видно на рисунке, влияние различных концентраций пестицида на соотношение хлорофиллов отмечается только на 4-е сутки. В дальнейшем хлорофилльный индекс практически не отличается от такового в контроле.

Таким образом, нами было установлено наличие влияния глифосатсодержащего гербицида «Раундап» на содержание в проростках озимого тритикале зеленых пигментов. Но установить четкой зависимости между содержанием хлорофиллов и концентрацией пестицида не удалось.

Заключение

В ходе проведенных экспериментов было установлено, что озимое тритикале сорта «Михась» является относительно устойчивым к действию микроколичеств глифосатсодержащего гербицида «Раундап».

Между всхожестью семян озимого тритикале и концентрацией изучаемого препарата зависимости не установлено. Во всех случаях всхожесть семян культуры ниже контрольной, но не снижается более чем на 10%.

При увеличении концентрации раундапа отмечается незакономерная тенденция к снижению сырой и сухой массы проростков озимого тритикале без влияния на обводненность побегов. Только в концентрациях 12,5; 250,0; 350,0; 600,0; 650,0 мкг/л гербицид достоверно стимулирует или ингибирует развитие проростков озимого тритикале.

Было отмечено, что, несмотря на отсутствие достоверного закономерного влияния микроконцентраций глифосатсодержащего гербицида «Раундап» на длину проростков, он оказывает заметное влияние на прирост растений. Однако резкие колебания этого прироста за 2-е суток могут свидетельствовать о возможности каких-то нарушений в морфолого-физиологических процессах у проростков, несмотря на то, что указанный прирост выше, чем в контрольном варианте. Указанное явление характерно и для накопления проростками вегетативной массы.

Было установлено наличие влияния глифосатсодержащего гербицида «Раундап» на содержание в проростках озимого тритикале зеленых пигментов. Но установить четкой зависимости между содержанием хлорофиллов и концентрацией пестицида не удалось.

Список источников

1 Захаренко, В.А. Защита растений в третьем тысячелетии. (Материалы XIV международного конгресса по защите растений) / В.А. Захаренко // Агрохимия. - 2000. - №4. - С. 84-93.

2 История развития и проблемы защиты растений / А.Ф. Ченкин [и др.]; под обш. ред. А.Ф. Ченкина. - М.: РАСХН, 1997. - 331 с.

3 Захаренко, В.А. Пестициды в интегрированной защите растений. Обзоры / В.А. Захаренко // Агрохимия. - 1992. - №12. - С. 92-105.

4 Зексер, Б. Интегрированная защита растений: в ногу со временем / Б. Зексер, А.А. Кириенко // Агрохимия. - 1992. - №11. - С. 8.

5 Данилишин, Б.М. Химизация земледелия: поиски новых альтернатив / Б.М. Данилишин // Вестник сельскохозяйственной науки. - 1992. - №5-6. - С. 157-162.

6 Буга, С.Ф. Защита растений: учебное пособие для средних специальных учебных заведений сельскохозяйственного профиля / С.Ф. Буга, Н.И. Протасов, В.Ф. Самерсов. - М.: Ураджай, 2001. - 307 с.

7 Ченкин, А.Ф. Справочник агронома по защите растений / А.Ф. Ченкин, В.А. Черкасов, В.А. Захаренко. - М.: Агропромиздат, 1990. - 367 с.

8 Иванов, В.В. Использование химических и биологических средств борьбы с вредителями леса / В.В. Иванов. - М.: Пушкин: ВНИИЛМЛХ, 1976. - 340 с.

9 Мельников, Н.Н. Поведение синтетических пиретроидов в объектах окружающей среды / Н.Н. Мельников, Н.И. Аронова // Агрохимия. - 1987. - №9. - С. 109-129.

10 Петрушов, А.З. Пиретроидные инсектициды / А.З. Петрушов // Агрохимия. - 1984. - №6. - С. 121-126.

11 Грапов, А.Ф. Успехи в области инсектицидов и акарицидов / А.Ф. Грапов, Л.В. Разводовская // Агрохимия. - 1990. - №7. - С. 126-147.

12 Спиридонов, Ю.Я. Проблемы засоренности посевов и борьбы с ней в условиях современного состояния сельского хозяйства России / Ю.Я. Спиридонов // Агрохимия. - 1996. - №10. - С. 75-83.

13 Мельников, М.М. Пестициды и окружающая среда / М.М. Мельников, А.И. Волков, О.А. Короткова. - М.: Химия, 1977. - 240 с.

14 Протасов, Н.И. Гербициды в интенсивном земледелии: учебное пособие / Н.И. Протасов. - Минск: Ураджай, 1988. - 232 с.

15 Амирханов, Д.В. Использование пиретроидов для борьбы с колорадским жуком / Д.В. Амирханов, Т.Л. Леонтьева, О.П. Черникова // Агрохимия. - 1990. - №6. - С. 91-97.

16 Зинченко, В.А. Химическая защита растений: средства, технология и экологическая безопасность: учебное пособие для вузов / В.А. Зинченко. - М.: КолосС, 2005. - 232 с.

17 Интегрированные системы защиты сельскохозяйственных культур от вредителей, болезней и сорняков: рекомендации / Нац. акад. наук Респ. Беларусь, Ин-т защиты растений НАН Беларуси; под общ. ред. С.В. Сороки. - Мн.: Бел. наука, 2005. - 462 с.

18 Жукова, П.С. Регуляторы роста и гербициды на овощных культурах и картофеле / П.С. Жукова, Н.А. Лобань. - Мн.: Беларускi кнiгазбор, 2000. - 483 с.

19 Никончик, П.И. Агроэкономические основы систем использования земли / П.И. Никончик. - Минск: Белорус. наука, 2007. - 532 с.

20 Рекомендации по борьбе с сорными растениями в посевах сельскохозяйственных культур: второе изд., испр. и доп. / С.В. Сорока [и др.]. - Минск: РУП «ИВЦ Минфина», 2005. - 104 с.

21 Голиков, Г.П. Методы и проблемы экотоксикологического моделирования и прогнозирования / Г.П. Голиков. - М.: Пущино, 1979. - 76 с.

22 Лунев, М.И. Пестициды и охрана агрофитоценоза / М.И. Лунев. - М.: Колос, 1992. - 270 с.

23 Венгорек, В. Влияние пестицидов на урожай и окружающую среду / В. Венгорек // Защита растений. - 1992. - №10. - С. 6-8.

24 Федке, К. Биохимия и физиология действия гербицидов / К. Федке / пер. с англ. - М.: Агропромиздат, 1985. - 224 с.

25 Голышин, Н.М. Механизм действия фунгицидов / Н.М. Голышин // Защита растений. - 1991. - №10. - С. 13-15.

26 Захаренко, В.А. Гербициды / В.А. Захаренко. - М.: Агропромиздат, 1990. - 240 с.

27 Кожуро, Ю.И. Анализ цитогенетического действия гербицидов трефлан и зенкор на растения ячменя / Ю.И. Кожуро, Н.П. Максимова // Белорусский государственный университет, г. Минск, Беларусь [Электронный ресурс]. - 2008. - Режим доступа: bsgenl85@main.vsu.ru. - Дата доступа: 10.11.2009.

28 Каталог пестицидов и удобрений, разрешенных для применения в Республике Беларусь: Справочное издание / Р. А. Новицкий [и др.]; - Мн.: Инфофорум, 2005. - 378 с.

29 Применять глифосат правильно [Электронный ресурс]. - 2008. - Режим доступа: http://www.forest.ru/rus/bulletin/16/5full.html. - Дата доступа: 24.10.2009.

30 Лунев, М.И. Фитотоксическое последствие и побочное действие гербицидов / М.И. Лунев, Л.П. Кретова // Защита растений. - 1991. - №7. - С. 22-23.

31 Кокс, К. Глифосат («Раундап») / К. Кокс // Журнал пестицидной реформы [Электронный ресурс]. - 1998. - №3. - Режим доступа: http://www.pesticide.org/gly.pdf. - Дата доступа: 12.01.2009.

32 Берзин, В.Б. Механизм действия, метаболизм и деградация пиретроидов / В.Б. Берзин // Агрохимия. - 1985. - №2. - С. 126-135.

Размещено на Allbest.ru