Вплив неонікотиноїдних інсектицидів на мікробіом ґрунту на зрошуваних землях

Ф.С. Мельничук; О.А. Марченко; Г.В. Коваль

doi:10.32848/agrar.innov.2020.3.8

Ф.С. Мельничук Державне підприємство «Центральна лабораторія якості води та ґрунтів» Інституту водних проблем і меліорації Національної академії аграрних наук України
О.А. Марченко Інститут водних проблем і меліорації Національної академії аграрних наук України
Г.В. Коваль Інститут водних проблем і меліорації Національної академії аграрних наук України

DOI: https://doi.org/10.32848/agrar.innov.2020.3.8

Ключові слова: неонікотиноїди, біодеграда- ція, мікроорганізми ґрунту, тіаметоксам, тіаклоприд, клотіанідин

Анотація

Мета. Встановити вплив діючих речовин неоні-котиноїдних інсектицидів тіаметоксаму, тіаклопридута клотіанідину на мікробні угруповання ґрунтув умовах зрошування. Методи. Відбір зразків ґрунтупроводився на дослідних ділянках державного під-приємства «Дослідне господарство «Брилівське»»ІВПІМ Національного академії аграрних наук Українипротягом 2019–2020 років на ділянках, де вирощу-вали гібрид томата Лампо F 1. Стаціонарні модельнідосліди проводили на базі державного підприємства«Центральна лабораторія якості води та ґрунтів»Інституту водних проблем і меліорації Національногоакадемії аграрних наук України. Проводилось моде-лювання краплинного способу поливу. Строки поливівзразків ґрунту визначались тензометричним методом.Ідентифікацію, виділення та культивування мікроорга-нізмів ґрунту проводили за загальноприйнятими бак-теріологічними методиками. Для визначення відсоткаваріації досліджених параметрів ґрунту під впливомрізних доз кожного інсектициду здійснено двонаправ-лений дисперсійний аналіз (ANOVA). Дослідженнявпливу препаратів на ґрунтові мікроорганізми прово-дили за застосування в 1-кратній, 5-кратній та 10-крат-ній дозах та за тривалості експозиції 1, 14, 28 до 56 діб.Результати. Встановлено, що в разі підвищення дозиклотіанідину та тривалості експозиції відбуваєтьсязбільшення колонієутворювальних одиниць фосфат-мобілізуючих бактерій, бактерій роду Azotobacterта іммобілізаторів мінерального азоту. Встановленонегативний вплив клотіадину на кількість колоніє-утворювальних одиниць мікроміцетів і педотрофнихбактерій. У разі педотрофних мікроорганізмів змен-шення популяції достовірно залежало від поєднаннядози та тривалості впливу препарату. Також кількістьколонієутворювальних одиниць мікроміцетів зменшу-ється залежно від дози та тривалості дії тіаметоксамута тіаклоприду. Педотрофні мікроорганізми й акти-номіцети були менш чутливими до дії тіаметоксаму,статично достовірно на чисельність їх популяціївпливала тривалість дії препарату. Бактерії – іммобі-лізатори мінерального азоту в разі збільшення дозий експозиції тіаметоксаму та тіаклоприду протягом14 та 28 днів суттєво збільшували кількість колоніє-утворювальних одиниць. Виявлено, що збільшеннядози тіаклоприду та часу експозиції позитивно впли-ває на популяції амоніфікувальних бактерій та родуAzotobacter. Висновки. Встановлено, що збільшенняколонієутворювальних одиниць бактерій – іммобіліза-торів мінерального азоту у ґрунті під впливом тіаме-токсаму, тіаклоприду та клотіанідину вірогідно свід-чить про участь цієї групи мікроорганізмів у процесахбіодеструкції випробовуваних неонікотиноїдних інсек-тицидів. Найбільш чутливими до дії досліджуваних пестицидів в умовах зрошення були ґрунтові мікроор-ганізми, які належать до мікроміцетів.

Посилання

1. Bacterial biodegradation of neonicotinoid pesticides in soil and water systems / S. Hussain et al. FEMS Microbiol. Lett. 2016. 363, fnw 252.
2. The metabolism of neonicotinoid insecticide thiamethoxam by soil enrichment cultures, and the bacterial diversity and plant growth-promoting properties of the cultured isolates / Zhou Guang-can et al. Journal of Environmental Science and Health. 2014. Part B. 49: 6. P. 381–390. DOI: 10.1080/03601234. 2014.894761.
3. Current approaches to and future perspectives on methomyl degradation in contaminated soil/water environments / Z. Lin et al. Molecules. 2020. № 25. P. 738. DOI: 10.3390/molecules25030738.
4. Sorption and degradation of neonicotinoid insecticides in tropical soils / E. Dankyi et al. J. Environ. Sci. Heal. 2018. B 53. P. 587–594. DOI: 10.1080/03601234.2018.1473965.
5. Bioremediation of the neonicotinoid insecticide clothianidin by the white-rot fungus Phanerochaete sordida / T. Mori et al. J. Hazard. Mater. 2017. № 321. P. 586–590. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2016.09.049.
6. Parte S.G., Kharat A.S. Aerobic degradation of clothianidin to 2-chloro-methyl thiazole and methyl 3-(thiazole-yl) methyl guanidine produced by Pseudomonas stutzeri smk. Journal of Environment and Public Health. 2019. 4807913. DOI: 10.1155/2019/4807913.
7. Pseudomonas sp. Biotransformation of the neonicotinoid insecticides imidacloprid and thiamethoxam by Pseudomonas sp. 1G. / G. Zhou et al. Biochem. Bioph. Res. Commun. 2013. № 380. P. 710–714. DOI: 10.1016/j.bbrc.2009.01.156.
8. Thiamethoxam degradation by Pseudomonas and Bacillus strains isolated from agricultural soils / S. Rana et al. Environ. Monit. Assess. 2015. № 187. P. 300. DOI: 10.1007/s10661-015-4532-4.
9. Biotransformation of the neonicotinoid insecticides imidacloprid and thiamethoxam by Pseudomonas sp. 1G. Biochem / G. Pandey et al. Bioph. Res. Commun. 2009. № 380. P. 710–714. DOI: 10.1016/j.bbrc.2009.01.156.
10. The metabolism of neonicotinoid insecticide thiamethoxam by soil enrichment cultures, and the bacterial diversity and plant growth-promoting properties of the cultured isolates / G. Zhou et al. J. Environ. Sci. Heal. 2014. B. 49. P. 381–390. DOI: 10.1080/03601234.2014. 894761.
11. Biodegradation of the neonicotinoid insecticide thiamethoxam by the nitrogen-fixing and plant-growth-promoting Rhizobacterium Ensifer adhaerens strain TMX23 / G. Zhou et al. Appl. Microbiol. Biotechnol. 2013. № 97. P. 4065–4074. DOI: 10.1007/s00253-012- 4638-3.
12. Hydrolysis of the neonicotinoid insecticide thiacloprid by the N2-fixing bacterium Ensifer meliloti CGMCC 7333 / F. Ge et al. Int. Biodeter. Biodegradat. 2014. № 93. P. 10–17. DOI: 10.1016/j.ibiod.2014. 05.001.