ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ ДИАЗИНОНА НА НЕКОТОРЫЕ ГЕОБИОНТЫ В РЕСПУБЛИКЕ БАШКОРТОСТАН

М. И. Маллябаева, Т. В. Тюмкина, Э. М. Зайнутдинова, Л. М. Халилов

Аннотация


Введение В статье показано влияние инсектицида «Землин», действующим веществом которого является диазинон, на почвенные организмы и на некоторые виды растений. Данный пестицид активно используется в агропромышленном секторе страны в борьбе с различными вредителями. Цели и задачи С целью выявления антропогенной нагрузки почвенной экосистемы при воздействии препарата «Землин», содержащего диазинон, и оценки токсичности инсектицида на почвенные организмы исследовались дождевые черви ( Lumbricus terrestris L. ) и бактерии, обитающие в почве: Pseudomonas sp., Bacillus sp., Arthrobacter sp., Azotobacter sp., Flavobacterium sp . Проведен анализ препарата на фитотоксичность на проростках лука ( Allium cepa ), капусты ( Brassica oleracea ) и гелихризума ( Helichrysum arenarium ). Исследована биодеструкция диазинона с помощью почвенных микроорганизмов-деструкторов. Методы Материалами для экспериментов являлись препарат «Землин», в котором действующим веществом является диазинон, и плодородный чернозём, отобранный из экологически чистой территории Кармаскалинского района Республики Башкортостан. В данной работе проводились эксперименты по воздействию препарата на дождевых червей с учетом их поведения, моделировалось условие контакта дождевых червей ( Lumbricusterrestris L. ) с препаратом. Проведены исследования на фитотоксичность, в качестве тест-объектов использовали огородные и цветочные культуры (лук, капуста, гелихризум). Определение численности микроорганизмов в образцах почвы до и после воздействия инсектицидом в концентрациях ПК (производственная концентрация), 2ПК и 5ПК проводили методом «отпечатков» в чашках Петри на мясопептонном агаре (МПА), взятого в качестве питательной среды. Осуществляли посев взвеси почвенных проб и культивировали их от 2 до 5 сут в термостате при температуре 28 °С. В качестве источника углерода и энергии микроорганизмы использовали диазинон. Изменение деструктивного материала определяли с помощью тонкослойной хроматограммы ( ТСХ ), применяли пластинки Silufol UV -254), элюент - ацетон, проявитель фосфорно-молибденовая кислота ( Rf = 0,3). Хромато-масс-спектральный анализ проводили на приборе Shimadzu GC- 9 A. Результаты Результаты анализа воздействия инсектицида на основе диазинона на дождевых червях показали, что препарат оказывает высокое токсичное действие. При ПК на 3 сут живых дождевых червей наблюдалось 60 %. В эксперименте по изучению фитотоксичности анализ показал, что после обработки препаратом «Землин» с различной концентрацией: ПК, 2ПК, 5ПК и контроль (без препарата) длина надземной и подземной частей растений, которые подвергались протравливанию, отличаются от контрольного образца. Установлено, что при увеличении концентрации диазинона длина проростков увеличивается. Диазинон не обладает токсичностью для семян, а усиливает их рост и развитие. В эксперименте по установлению влияния инсектицида на почвенные бактерии было установлено, что в почве, необработанной токсикантом, в составе микроорганизмов доминирующими являются Pseudomonas sp. , Bacillus sp. , Arthrobacter sp., Azotobacter sp. и Flavobacterium sp . При увеличении концентрации вещества препарата (ПК, 2 ПК, 5 ПК) наблюдается изменение качественного и количественного составов микроорганизмов почвы. Снижение количества микроорганизмов происходит уже при производственной концентрации. Загрязнение 2 ПК приводит к исчезновению из микросреды почвы Azotobacter sp ., Arthrobacter sp. и Flavobacterium sp . Токсическое действие диазинона выдерживают бактерии вида Pseudomonas sp . и Bacillus. sp . Биодеструкцию диазинона проводили в течение 65 сут. Через 14 сут в ЯМР и ГХ-МС спектрах появились продукты гидролиза диазинона. Полная химическая трансформация изучаемого пестицида происходит на 65 сут (контроль по ТСХ), в ЯМР 31P спектре какие-либо сигналы атома фосфора отсутствуют. Одновременно в спектре ГХ-МС диазинон также не наблюдается, однако был зафиксирован пик, идентифицированный как 4,6-диметил-N-фенилпиридин-2-амин, который может быть рассмотрен в качестве продукта биодеградации под действием бактерий Pseudomonas sp.

Ключевые слова


химическое загрязнение;пестицид;инсектицид;диазинон;биотестирование;фитотоксичность;микроорганизмы;дождевые черви;токсичность;биодеструкция;chemical pollution;pesticide;insecticide;diazinone;biotesting;phytotoxicity;microorganisms;earthworms;toxicity;biodestruction;

Полный текст:

PDF

Литература


Маллябаева М.И., Ягафарова Г.Г., Тюмкина Т.В., Балакирева С.В., Зайнутдинова Э.М. Исследование влияния метальдегида на биоценоз почвы и механизм его биотрансформации // Башкирский химический журнал. 2016. Т. 23. № 3. C. 63-67.

Кадырова Э.Р., Хизбуллина Э.И., Ягафарова Г.Г., Мигранова И.Г., Ступак Е.Э. Влияние краткосрочного и длительного воздействия тяжелых металлов на окислительный стресс проростков Triticum Aestivum L. // Башкирский химический журнал. 2017. Т. 24. № 2. С. 46-51.

Johnson R.D, Manske D.D. Pesticide and Other Chemical Residues in Total Diet Samples // Pesticides Monitoring Journal. 1977. Vol. 11. P. 116-131.

Dilek F., Gökalp M., Kanev М., Ozdemir К. Genotoxic Effects of Diazinon on Human Peripheral Blood Lymphocytes // Archives of Industrial Hygiene and Toxicology. 2015. Vol. 66. Issue 2. P. 153-158. DOI: 10.1515/aiht-2015-66-2584.

Ceron J.J., Ferrando M.D., Sancho E., Gutierrez-Panizo C., Andreu-Moliner E. Effects of Diazinon Exposure on Cholinesterase Activity in Different Tissues of European Eel (Anguilla Anguilla) // Ecotoxicology and Environmental Safety. 1996. Vol. 35. Issue 3. P. 222-225. DOI: 10.1006/eesa.1996. 0102.

Ware G.W. The Pesticide Book. Fresno: Thomson Publications, 2000. 418 p.

Shah M.D., Iqbal M. Diazinon-Induced Oxidative Stress and Renal Dysfunction in Rats // Food and Chemical Toxicology. 2010. Vol. 48. Issue 12. P. 3345-3353. DOI: 10.1016/j.fct.2010.09.003.

Alahyary P, Ilkhani M., Azarbaijani F., Nejati V. The Potential Toxicity of Diazinon on Physiological Factors in Male Rat // Pakistan Journal of Biological Science. 2008. Vol. 11. Issue 1. P. 127-130. DOI: 10.3923/pjbs.2008.127.130.

Kalender Y., Uzunhisarcikli M., Ogutcu A., Acikgoz F., Kalender S. Effects of Diazinon on Pseudocholinesterase Activity and Haematological Indices in Rats: the Protective Role of Vitamin E // Environmental Toxicology and Pharmacology. 2006. Vol. 22. Issue 1. P. 46-51. DOI: 10.1016/j.etap.2005.11.007.

Kalender S., Ogutcu A., Uzunhisarcikli M., Acikgoz F., Durak D., Ulusoy Y. Diazinon-Induced Hepatotoxicity and Protective Effect of Vitamin E on Some Biochemical Indices and Ultrastructural Changes // Toxicology. 2005. Vol. 211. Issue 3. P. 197-206. DOI: 10.1016/j.tox.2005.03.007.

Al-Attar M. Effect of Grapeseed Oil on Diazinon-Induced Physiological and Histopathological Alterations in Rats // Saudi Journal of Biological Science. 2014. Vol. 22. Issue 3. P. 284-292. DOI: 10.1016/j.sjbs.2014.12.010.

Hassan M.A., Rahaman T., Ferdous K.A., Parvez M.N.H., Islam M.S. Effect of Dietary Exposure to Diazinon on Different Organs and Hematological Parameters of Rabbit // Journal of Entomology and Zoology Studies. 2019. Vol. 7. Issue 2. P. 168-175.

Gokcimen A., Gulle K., Demirin H., Bayram D., Koca A., Altuntas I. Effect of Diazinon at Different Doses on Rat Liver and Pancreas Tissues // Pesticide Biochemistry and Physiology. 2007. Vol. 87. Issue 2. P. 103-108. DOI: 10.1016/j.pestbp.2006. 06.011.

Abdou H.M., El Mazoudy R.H. Oxidative Damage, Hyperlipidemia and Histological Alterations of Cardiac and Skeletal Muscles Induced by Different Doses of Diazinon in Female Rats // Journal of Hazard Material. 2010. Vol. 182. Issue 1-3. P. 273-278. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2010.06.026.

Ehrampoush M.H., Sadeghi A., Ghaneian M.T., Bonyadi Z. Optimization of Diazinon Biodegradation from Aqueous Solutions by Saccharomyces Cerevisiae Using Response Surface Methodology // AMB Express. 2017. Vol. 7. P. 68. DOI: 10.1186/s13568-017-0366-5.

Abo-Amer A.E. Biodegradation of Diazinon by Serratia Marcescens DI101 and its Use in Bioremediation of Contaminated Environment // Journal of Microbiology and Biotechnology. 2011. Vol. 21. Issue 1. P. 71-80. DOI: 10.4014/jmb.1007.07024.

Bempelou E., Vontas J.G., Liapis K.S., Ziogas V.N. Biodegradation of Diazinon by the Epiphytic Yeasts Rhodotorula Glutinis and Rhodotorula Rubra // Hellenic Plant Protection Journal. 2013. Vol. 6. Issue 2. P. 69-82.

Essa A.M.M., Amany M.R., Radwan T.E.E., Ibrahim W.M. Biodegradation of the Organophosphorus Insecticide Diazinon by Pseudomonas Aeruginosa Isolated from Agricultural Drainage Ditches // Egyptian Journal of Botany. 2016. Vol. 56. No. 1. P. 353-370.

Cycon M., Wojcik M., Piotrowska-Seget Z. Biodegradation of the Organophosphorus Insecticide Diazinon by Serratia sp. and Pseudomonas sp. and Their Use in Bioremediation of Contaminated Soil // Chemosphere. 2009. Vol. 76. Issue 4. P. 494-501. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2009.03.023.

Khani M., Kafilzadeh F. Diazinon Degradation by Pseudomonas Aeruginosa and Flavobacterium Bacteria and Assessing the Growth Kinetics // Journal of Biology and Today's World. 2015. Vol. 4. Issue 2. P. 44-48. DOI: 10.15412/j.jbtw.01040202.

Игонин А.М. Разведение и использование дождевых червей. М.: Информационновнедренческий центр «Маркетинг», 1995. 88 с.

Долженко Т.В., Козлова Е.Г., Долженко О.В. Оценка действия инсектицидов на полезных членистоногих // Российская сельскохозяйственная наука. 2016. № 2-3. С. 21-23.

Фомин Г.С., Фомин А.Г. Почва. Контроль качества и экологической безопасности по международным стандартам: справочник. М.: ВНИИ-стандарт, 2001. 300 с.

Кабиров Р.Р., Сагитова А.Р., Суханова Н.В. Разработка и использование многокомпонентной тестсистемы для оценки токсичности почвенного покрова городской территории // Экология. 1997. № 6. С. 408-411.

Нетрусова А.И., Егорова М.А., Захарчук Л.М. Практикум по микробиологии. М.: Издательский центр «Академия», 2005. 608 с.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ntj-oil-2020-2-120-131

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) М. И. Маллябаева, Т. В. Тюмкина, Э. М. Зайнутдинова, Л. М. Халилов

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.