Scientific journal
Advances in current natural sciences
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,653

1 1
1

Гербициды – это химические препараты, предназначенные для борьбы с нежелательными видами растений, прежде всего сорняками. Различают гербициды избирательного и сплошного действия. Первые уничтожают лишь некоторые виды растений, вторые – всю растительность. Это деление, в известной мере, условное, т.к. многие гербициды с повышением их дозы или концентрации в препарате свою избирательность утрачивают. В рекомендациях по применению гербицидов не учитываются конкретные природные и антропогенные факторы, воздействующие на эффективность препарата.

Данная работа посвящена исследованию влияния на свойства гербицидов состояние почвенного покрова, атмосферных факторов, а также возможного их взаимодействия с ионами металлов, которые попадают в природу с минеральными удобрениями, атмосферными осадками, обработкой сельскохозяйственных культур металлосодержащими препаратами.

В качестве объектов исследования были выбраны фосфорсодержащий гербицид по промышленным название «раундап» и галогенсодержащий гербицид под названием «дианат». Как известно из химии пестицидов, химическое соединение, применяемое в качестве препарата в сельском хозяйстве, должно иметь строго определенную молекулярную структуру, которая целенаправленно действует на объект и уничтожает его. При изменении этой химической структуры препарат снижает свою эффективность, вплоть до полной ее потере. Установлено, что под действием естественных факторов гербициды способны подвергаться гидролизу, т.е. распаду на отдельные фрагменты. Так как в результате гидролиза фосфорсодержащих гербицидов образуются фосфаты, а в результате гидролиза галогенсодержащих гербицидов образуются галогениды, то по этим фрагментам можно изучать степень распада молекул гербицидов.

Для выявления особенностей практического применения гербицидов изучали влияние pH среды на устойчивость препаратов, воздействие жесткого солнечного ультрафиолета на растения, обработанные гербицидом, а также возможность образования соответствующих комплексов гербицидов с ионами металлов. Экспериментально установлено, что pH оказывает серьезное влияние на скорость разложения гербицидов. Для сравнения выбрали три значения pH: 5, 7 и 10. В течение 30-ти дневного эксперимента установлено, что в нейтральной среде (pH = 7) раундап разлагается на 28 %, а дианат – на 25 %, в кислой среде (pH = 7) раундап гидролизуется на 34 %, а дианат – на 27 %. В щелочной среде (pH = 10) процент разложения раундапа возрастает до 36 %, а процент разложения дианата практически такой же, как в кислой среде. Увеличение степени распада гербицидов в кислой и щелочной средах, по сравнение с нейтральной, можно объяснить наличием свободных ионов гидроксония в кислой среде и гидроксид-ионов в щелочной среде, которые ускоряют гидролитические процессы. Изучение воздействие УФ света и его отсутствие на состояние гербицидов выявило интересную зависимость. Оказалось, что УФ губительно действует на молекулярную структуру гербицидов. Так, под действием УФ в течение 30 дней при pH = 7 раундап распадается на все 100 %, а дианат – на 58 %. В то время как отсутствие УФ гидролиз раундапа составляет только 28, а дианата – 25 процентов. Вывод: гербициды не следует применять в хмурые дни, так как молекулы действующих веществ в гербицидных препаратах замедляют свой гидролиз, что может приводить к накоплению химикатов в почве и растениях.

Образование комплексов металлов с гербицидами подтверждено изучением ИК спектров. Ионы тяжелых металлов имеют свободные орбитали на уровне, которые взаимодействуют молекулами гербицидов по донорно-акцепторному принципу. Для выяснения, за счет каких атомов в молекулах гербицидов рассчитали заряды на всех атомах в молекулах раундапа и дианата. Для этих целей использовали компьютерную программу Chem 3D Ultra 9.0 методом РМЗ. Оказалось, что молекулы данных гербицидов являются двухдентантными лигандами, поэтому состав таких комплексов схематично изобразить так: [Ме(гербицид)2]n+. Изучение степени гидролиза комплексов металл-гербицид показал, что они при равных условиях более устойчивы, чем исходные гербициды. Комплекс металл-раудап за 30 дней гидролизуется всего на 22 %, а комплекс дианата с тем же металлом – всего на 19 %. Вывод однозначный: наличие в почве ионов тяжелых металлов способствует накоплению гербицидов в почве и растительной массе.

Влияние гербицидов на рост и развитие сорных растений исследовали на примере борщевика – дикорастущего ядовитого представителя нашей флоры. Все те особенности, которые выявлены в лабораторных опытах проявляют себя в практических условиях. Кроме всего прочего оказалось, что эффективность воздействия препарата раундапа на борщевик еще зависит от концентрации действующего вещества в растворе, которым обрабатывали сорное растение. Наилучший эффект достигается при концентрации 48 мл вещества на литр волы. В этом случае листья быстро бурели, ткани отмирали, побеги полегали и сорное растение гибло. При меньшей концентрации гербицида процесс уничтожения сорного растения затягивался. Однако применение более концентрированных растворов препарата может способствовать его накоплению в почве и может отрицательно влиять на другие растения, находящиеся рядом. Это надо учитывать при использовании гербицидов.