ДИНАМІКА ТА НАПРЯМКИ ДЕСТРУКЦІЇ ГЕРБІЦИДІВ З КЛАСУ СУЛЬФОНІЛСЕЧОВИН В РОСЛИНАХ ТА ГРУНТІ

summary

У першому розділі дисертаційної роботи “Огляд літератури”, на основі аналізу наукової літератури обгрунтовано підвищення значущості в агроекологічному аспекті високоефективних гербіцидів на основі сульфонілсечовин, які  характеризуються низькими дозами внесення, різко вираженою вибірковістю дії як до бур’янів, так і до культурних рослин, малою токсичністю для людини та теплокровних тварин. Більшість сульфонілсечовин належать до низькоперсистентних гербіцидів, проте значно відрізняються між собою за швидкістю детоксикації в грунті. На швидкість деструкції гербіцидів даного класу впливають зовнішні чинники: температура, вологість, кислотність грунту, вміст органічної речовини, інтенсивність мікробіологічних процесів тощо. Сульфонілсечовини слабо сорбуються ґрунтовим комплексом і досить рухомі в грунтах. Певним представникам із групи сульфонілсечовин, зокрема хлорсульфурону, притаманна здатність пригнічувати ріст культурних рослин в наступні роки після використання. Тому дуже важливим завданням є визначення шляхів перетворення гербіцидів в об’єктах навколишнього середовища, прогнозування екологічного ризику їх застосування в умовах конкретних агроекосистем.

Другий розділ дисертаційної роботи “Експериментальна частина” складається з таких підрозділів.

Умови та методика проведення досліджень. Дисертаційна робота виконувалась в 1994-2001 р.р. на кафедрі землеробства, агрохімії та грунтознавства СНАУ і на дослідному полі СНАУ. Біохімічні аналізи проведені дисертантом на кафедрі захисту рослин СНАУ і в лабораторії мас-спектрометрії відділу біофізики Інституту прикладної фізики Національної Академії Наук України, Суми. Усього протягом 1994-2001 р.р. дисертантом проаналізовано 1500 зразків. Сульфонілсечовини в зразках рослинних тканин та грунтів визначали за допомогою як загальноприйнятих, так і оригінальних, розроблених за участю дисертанта, методик на основі м’якоіонізаційної мас-спектрометрії: часопрольотної плазмово-десорбційної мас-спектрометрії з іонізацією осколками розподілу ²⁵²Cf (ПДМС) (мас-спектрометр біологічний “МСБХ”, ВАТ SELMI, Україна).

У процесі аналізу отриманих експериментальних даних застосовували теоретичні положення та відомі закономірності: кінетики міграції хімічних елементів в екосистемах (Перельман А.І., Кавецький В.М., Бублик Л.І.); екотоксикологічної класифікації полютантів (Васильєв В.П., Бублик Л.І., Кавецький В.М.).

Статистичну обробку експериментального матеріалу проводили на основі пакетів Statistica v.5.11 for WIN95/NT і S-PLUS v.4.5 Pro, для побудови графічних компонентів використовували пакети Sigma Plot 4.01 for WIN95/NT та Curve Expert.

Використання ПДМС для аналізу сульфонілсечовинних гербіцидів в об’єктах агроекосистем. Наведені нові аспекти використання вітчизняного приладу (мас-спектрометра біохімічного “МСБХ”, ВАТ SELMI, Суми) для аналізу термолабільних, високополярних і нелетючих гербіцидів з класу сульфонілсечовин з використанням сучасного фізико-хімічного методу дослідження - часопрольотної плазмово десорбційної мас-спектрометрії (ПДМС) безпосередньо в природних, несинтетичних матрицях (біоматрицях) - висушених гомогенатах та водних/органiчних екстрактах рослинних тканин.

На рис. 1 i 2 наведенi типовi мас-спектри хлорсульфурону (1) та метсульфурон-метилу (2), знятi при позитивних та негативних прискорюючих напругах  (U_прис.). Змiна U_прис. дає змогу отримати iнформацiю про масу позитивно та негативно заряжених КМI нативних препаратiв та продуктiв їх модифiкацiї.

Порiвняння мас отриманих пiкiв КМI (1) i (2) з теоретично можливими показало, що в мас-спектрах як (1), так i (2) наявнi, поруч з КМI iнтактних молекул [М 1(2) +Н]⁺ з m/z 382,2 та 358,8, (де М-(1) або (2) вiдповiдно), КМI продуктiв, якi утворюються при гiдролiтичній деструкції (1) та (2), зокрема 2-амiно-4- метоксi-6-метил-1,3,5-триазина з m/z 141,0 та iнших похiдних з m/z 168,1; 200,3 та iн. (рис.1, 2).

Характерно, що напрямок фрагментацiї (1) i (2) в умовах ПДМС експериментiв спiвпадає з хiмiчною/ферментативною гiдролiтичною деструкцiєю даних препаратiв у природних умовах. Таким чином, ПДМС є перспективним фiзико-хiмiчним методом одночасного експрес-визначення гербiцидiв з класу сульфонiлсечовин та їх метаболiтiв в бiоматрицях: висушених неочищених гомогенатах або водних/органiчних екстрактах з рослинних тканин.

Масові спiввiдношення “гербіцид : сумарнi компоненти бiоматриць” можуть варіювати вiд 1:100 до 1:1000 i бiльше. Межа визначення метсульфурон-метилу та хлорсульфурону методом ПДМС - 0,1- 0,5 мкг в зразку.