Фитотоксичность

Фитотоксичность – способность пестицидов или друхих веществ оказывать токсическое (отравляющее) воздействие на растения.[1]

Фитотоксичность - Пример фитотоксичности
Пример фитотоксичности


Симптомы

Признаки фитотоксического действия пестицидов на культурные растения различны и могут проявляться в:

  • Уменьшении всхожести и энергии прорастания семян,
  • Снижении накопления сухого вещества.

Химические соединения (пестициды и удобрения) могут:

  • Вызывать хлорозы листьев, их опадение, ожоги;
  • Приводить к образованию стерильной пыльцы, опадению завязей, повреждению плодов («сетка»), нарушению нормального плодообразования, разрастанию некоторых тканей и органов, а также угнетать рост и развитие растения,
  • Приводить к искривлению стеблей, нарушению обмена веществ, накоплению остаточных количеств пестицидов в урожае, снижению урожайности, ухудшению качества плодов.[1]

Признаки фитотоксического действия характерны для некоторых групп препаратов, в зависимости от их химического состава. Некоторые фосфорорганические препараты и неорганические соединения меди вызывают ожоги молодых растений, особенно в жаркую и влажную погоду. Пестициды на основе неорганической серы могут вызвать опадение листьев у чувствительных к ним растений (тыквенные культуры, крыжовник). Гербициды – производные карбаминовой кислоты убивают молодые проростки, а гербициды, являющиеся производными 2,4-Д, 2М-4Х, замедляют рост растений и способствуют появлению формативных изменений – неравномерному разрастанию тканей.[1]

Устойчивость к действию пестицидов

В основе формирования устойчивости различных сортов и видов растений к пестицидам лежат различия в их биохимических и физиологических реакциях обмена веществ. Установлено, что среди растений нет ни одной систематической группы (род, семейство, класс), в пределах которой были бы одинаково устойчивы все до единого представители. Даже в пределах вида отдельные сорта растений могут вести себя по-разному по отношению к действующим веществам пестицидов, что подтверждают результаты проведенных опытов. Например, двойные межлинейные гибриды кукурузы более устойчивы к гербициду 2,4-Д, чем самоопыленные линии или простые гибриды. Сортовые различия в реакции на обработки пестицидами обнаружены у многих растений: гороха, картофеля, сахарной свеклы, люпина, табака, ягодных и плодовых культур.[1]

Пути проникновения пестицидов в растения

Корни. Действующие вещества пестицидов могут легко проникать в растения через корни, особенно если была проведена предпосевная обработка препаратами или они были внесены непосредственно в почву. Будучи растворимыми в липидах, вещества проникают в растение через корневую систему, хотя они могут быть слабо растворимы в воде. С повышением дозы интенсивность поступления токсических веществ через корни увеличивается.[1]

Очевидно, что поглощение пестицидов корнями происходит таким же путем, как и поглощение питательных веществ - в результате обменной адсорбции, диффузии и активного переноса ионов и молекул. Этот процесс может быть пассивным, когда адсорбированные на поверхности корней молекулы и ионы пестицидов проникают в свободное пространство клетки в неизменном виде и далее продвигаются по проводящим сосудам в клетки тканей наземных органов с током воды. В это же время, пестициды способны поступать и метаболическим путем: будучи адсорбированными на внешней поверхности, они сразу же вовлекаются в интенсивный обмен, поступая в цитоплазму клеток. Вследствие биохимических реакций пестициды могут образовывать комплексы с компонентами клеток или необратимо разрушаться.[1]

Поступление пестицидов в растение из почвенного раствора в большой степени зависит от свойств почвы. Перегнойные и глинистые почвы сильно адсорбируют эти вещества, вследствие чего пестициды становятся менее доступны для растений. Влажность тоже имеет существенное значение. При достаточном увлажнении интенсивное поглощение инсектицидов растением из почвы находится в тесной связи с поступлением и передвижением в нем воды и питательных веществ.[1]

Листья. При обработке растений в фазе вегетации, инсектициды, как правило, проникают в растения через листья (устьица и кутикулу) в виде паров или жидкости. Проникновение через кутикулу зависит от анатомо-морфологических особенностей покровных тканей.[1]

Распространение пестицидов. Пестициды, которые были поглощены растением, могут передвигаться внутри него по лучевой паренхиме, флоэме, клеточным стенкам, межклеточным пространствам, ксилеме с транспирационным током жидкости.

По флоэме передвигаются многие вещества, которые проникают в лист. Пестициды, растворенные в маслах, движутся в растениях по микропорам клеточных стенок благодаря капиллярному току, а пары летучих препаратов передвигаются по межклетникам.[1]

В основном, пестициды перемещаются в быстрорастущие части растения, причем, это происходит с различной скоростью. Фосфоорганические препараты, некоторые фунгициды, а также многие гербициды достаточно быстро распространяются по сосудистой системе растений, так же, как и многие эндогенные вещества.[1]

Метаболизм пестицидов в растениях

В растениях под действием ферментных систем действующие вещества пестицидов подвергаются метаболизму. Скорость его различна (от 7-8 до 15-20 дней) и зависит от возрастных и видовых особенностей культуры, а также от свойств препарата. Этот процесс в молодых растениях идет быстрее, чем в старых, что обусловлено более высокой физиологической активностью первых. В связи с усиленной меристематической деятельностью, в молодых тканях преобладают синтетические процессы, при этом содержание биокатализаторов и веществ высокой физиологической активности (гормонов, ферментов, витаминов) в них увеличивается. Активная форма этих соединений вступает во взаимодействие с токсическим веществом, вызывая его изменения. В старых тканях не создается благоприятных условий для этого, поскольку в них преобладают гидролитические процессы, связанные с образованием простейших низкомолекулярных соединений и разложением органических соединений.[1]

Метаболизм пестицидов в растениях проходит по-разному, но практически в любом случае идет с образованием продуктов распада. Одно вещество может подвергаться обмену в растении не единственным, строго определенным путем, а вступать в различные реакции, результатом которых станет образование продуктов метаболизма. На первом его этапе возможен синтез и более токсичных соединений, чем исходные.[1]

Пестициды в растениях способны образовывать липофильные конъюгаты с различными соединениями. Так, стабильные конъюгаты с углеводами растений были обнаружены для большинства пестицидов и их метаболитов, в том числе, для ароматических карбоновых кислот, синтетических пиретроидов (циперметрин, перметрин), производных мочевины, триазинов, карбаминовой кислоты (карбаматы) и арилооксиалканкарбоновых кислот.[1]

Пестициды или их метаболиты также могут образовывать конъюгаты с аминокислотами. В большинстве случаев конъюгаты с аминокислотами и сахарами менее токсичны, чем исходные вещества, но известны и обратные случаи.[1]

Соединения многих пестицидов и их метаболитов являются малоподвижными и могут сохраняться в растениях длительное время, вплоть до полного созревания урожая. Применение таких препаратов должно быть строго регламентировано: необходимо, чтобы в растениях оставалось наименьшее количество химических веществ, безопасное для животных и человека.

В сельском хозяйстве при выборе пестицидов для практического использования предпочтение, при прочих равных, должно быть отдано препаратам, которые разлагаются с образованием нетоксичных продуктов.[1]

Ссылки:

Раздел: Основы токсикологии

Тема: Биологические термины

 

Оставьте свой отзыв:

Составители:

 

Последнее обновление: 21.09.13 04:49

Статья составлена с использованием следующих материалов:

Литературные источники:
1.
Груздев, Г.С. Химическая защита растений / Под ред. Г.С. Груздева.- X 46 3-е изд., перераб. и доп.- М.: Агропромиздат, 1987.- 415с.
Изображения (переработаны):
2.

Abiotic stresses (general), by  Gerald Holmes, Valent USA Corporation, Bugwood.org, по лицензии CC BY-NC