Влияние смешанного применения авермектина, имидаклоприда и карбендазима на деградацию почвы и токсичность по отношению к дождевым червям

Том 13 научных отчетов, номер статьи: 14115 (2023) Цитировать эту статью

561 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Применение пестицидов в смесях часто оказывает множественное воздействие на сельскохозяйственные почвы в краткосрочной перспективе. Поэтому необходимо оценить влияние смешанного внесения на экологическое поведение и экотоксичность пестицидов в почве. В этом исследовании мы оценили влияние трех распространенных пестицидов при их совместном применении на деградацию почвы и токсичность в отношении дождевого червя Eisenia fetida. По сравнению с периодом полураспада (DT50) отдельного пестицида значения DT50 авермектина, имидаклоприда и карбендазима в бинарных смесях были одинаковыми. Однако их значения DT50 в тройных смесях были примерно в 1,5 раза выше, чем при отдельных применениях, что повышало их стабильность в почве после двух или трех применений. Тройные смеси пестицидов продемонстрировали значительную синергическую токсичность в отношении E. fetida, тогда как их бинарные смеси продемонстрировали изменяющееся взаимодействие во всем диапазоне уровней воздействия. Тройные смеси активировали более высокую активность СОД и КАТ у E. fetida, чем отдельные обработки, подтверждая их синергетический эффект. Путем проведения тестов на избегание с E. fetida удалось эффективно оценить тройные токсические взаимодействия в течение относительно короткого периода тестирования. Таким образом, три пестицида в тройных смесях показали более длительный период полураспада и синергетическую токсичность в отношении дождевых червей по сравнению с индивидуальными или бинарными смесями.

Почвы лежат в основе систем сельскохозяйственных посадок и испытывают многочисленные антропогенные нагрузки, но мы мало знаем о влиянии этого давления на почвы, когда они действуют вместе1. Являясь важными агрохимикатами, пестициды в почве являются широко распространенными загрязнителями сельскохозяйственных полей и часто сосуществуют в виде смеси2. Особенно в последние несколько десятилетий, когда на рынке появляется все больше пестицидов, в сельскохозяйственной практике используются пестициды, применяемые в более низких дозах, но часто в смесях. Оценка риска этих смесей становится сложной задачей из-за их сложных и изменчивых комбинаций. Кроме того, нынешняя система оценки рисков фокусируется на отдельных химических веществах, которые не могут предсказать фактическую токсичность смесей пестицидов из-за совместного воздействия в системе смесей3. Было обнаружено, что некоторые смеси пестицидов не только демонстрируют повышенные уровни остатков пестицидов, но и оказывают синергетическое воздействие на токсичность почвенных беспозвоночных4,5,6. Специалисты по применению должны быть обеспокоены побочными эффектами смесей пестицидов из-за возможных комбинированных совместных эффектов.

В качестве широко используемых пестицидов авермектин, имидаклоприд и карбендазим широко применяются для обработки сельскохозяйственных культур во всем мире. Авермектин и имидаклоприд часто используются в сочетании для борьбы с тлей. Эти два инсектицида также часто используются в сочетании с карбендазимом для совместной борьбы с вредителями и болезнями сои и пшеницы в Китае. Предыдущие исследования задокументировали экологическое поведение этих пестицидов по отдельности в почве7,8,9. Однако их воздействие в виде смесей не исследовалось, несмотря на возможность их совместного возникновения в сельскохозяйственных почвах. Кроме того, эти три пестицида продемонстрировали определенную степень токсичности по отношению к нецелевым организмам в почве. Авермектин, макролидный инсектицид, оказывает токсическое воздействие на выживание и размножение почвенных беспозвоночных10. Имидаклоприд, неоникотиноидный инсектицид, помимо того, что он токсичен в отношении тех же побочных эффектов, что и авермектин, вызывает окислительный стресс и повреждение ДНК у дождевых червей11. Карбендазим, бензимидазольный фунгицид, проявляет умеренно острую токсичность и генотоксичность в отношении дождевых червей12. Из-за их различной токсичности и присутствия в одной и той же почвенной среде необходимо изучить их совместную токсичность по отношению к нецелевым организмам в почве.

45% kaolinite) and 70% fine sand18. The desired concentration of the pesticide was dissolved in 10 mL acetone, mixed with 10 g quartz sand for 1 h, and then mixed with the premoistened artificial soil. Approximately 0.65 kg of soil (including 0.5 kg dry artificial soil and 150 mL distilled water) was placed in a 1000-mL beaker, and ten adult earthworms were added to each beaker. The controls were prepared using only 10 mL of water or acetone, both of which did not contain any pesticides. Each treatment was performed in three replicates. To obtain the LC50 value of each single pesticide, six dilutions with a geometric ratio were designed for each pesticide within their binary and ternary combinations. To detect interactions within their mixtures, we employed the tested ratios of 1:1 (50% of the LC50 value for each pesticide) for binary mixtures and 1:1:1 (33% of the LC50 value for each pesticide) for ternary mixtures. Table S1 shows all test concentrations of each pesticide under the individual and combined applications. Under 800 lx of constant light, the beakers were covered with gauze lids and stored at 20 °C with 85% relative humidity. Mortality rates were measured at 14 days after the treatments. The mixture toxicities were predicted by the CI model20. According to previous studies, the dose–effect curve parameters and CI values of the three pesticides and their mixtures were computed using CompuSyn software21,22./p> 1) and conformed to the median effect principle (r > 0.93). CI values plotted as a function of the mortality rate (fa) shows the types of interaction (synergism, antagonism and additive effect) as a function of the level of the effect of pesticide mixtures toward E. fetida (Fig. 3). The binary mixtures of the pesticides showed changing interactions throughout the entire effect level range. In contrast, stable synergistic responses were noted for their ternary mixtures with CI values less than 1./p> 1 indicates synergism, an additive effect and antagonism, respectively./p>

3.0.CO;2-Q" data-track-action="article reference" href="https://doi.org/10.1002%2F1097-0290%2820000820%2969%3A4%3C385%3A%3AAID-BIT5%3E3.0.CO%3B2-Q" aria-label="Article reference 32" data-doi="10.1002/1097-0290(20000820)69:43.0.CO;2-Q"Article Google Scholar /p>