ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE Т. ХХ1П, Z. 1, WARSZAWA 1972
JA N U SZ OSTROW SKI
BADANIA NAD SO RPC JĄ M ONOLINURONU I JEG O DO STĘPNOŚCIĄ
DLA NIEKTÓRYCH ROŚLIN
In sty tu t P rzem y słu O rganicznego, W arszaw a
M onolinuron (N ^-ch lo rofenylo-N '-m etoksy-N '-m etylom oozm k) jest do- glebow ym h erbicydem m ocznikowym , szeroko zalecanym dla zw alczania chw astów na plantacjach w ielu gatunków roślin upraw nych, a zwłaszcza ziem niaków i w arzyw .
Efektyw ność chw astobójcza m onolinuronu jest w arun ko w ana czynni kam i glebow ym i. Je d n ak większość dotychczasow ych prac badaw czych nad m onolinuronem poświęcono w pływ ow i tego herbicydu n a chw asty i ubocznem u działaniu na roślinę upraw ną. Znacznie m niej opublikow a n ych badań dotyczyło czynników glebow ych w aru n k u jący ch skuteczność m onolinuronu. W yraźny niedostatek b adań n o tu jem y w zakresie sorpcji m onolinuronu, a zagadnienie dostępności dla roślin m onolinuronu zaadsor- bow anego przez glebę w ogóle nie doczekało się dotychczas opracow ania.
Z dan y ch litera tu ro w y c h w ynika, że su bstancja organiczna z a w arta w glebie m a zasadniczy w pływ na sorpcję m onolinuronu [9]. H erbicyd ten jest słabiej sorbow any od linuronu, co może w skazyw ać, że ilość podsta w ionych atom ów chloru w pierścieniu benzenow ym herbicydów m oczni kow ych w pływ a na sorpcję [9].
Celem przeprow adzonych b adań było uzyskanie danych dotyczących: — sorpcji m onolinuronu przez piasek słabo gliniasty, glinę lekką, gle bę m urszow o-torfow ą, b en to n it i inne m ateriały ilaste, w ęgiel aktyw ny, żywice jonow ym ienne i Florisil,
— sorpcji kon k uren cy jn ej m onolinuronu i profam u,
— w p ły w u niek tó rych czynników środow iska gleby na reakcję sorpcji m onolinuronu,
— m igracji m onolinuronu z g ran u latu ,
i chabra bław atk a przy dodatkow ym uw zględnieniu różnych gleb i roz m aitego stopnia w y sycenia kom pleksu sorpcyjnego gleby.
— pobierania m onolinuronu przez nasiona i korzenie n iektórych roś lin.
M A TER IA ŁY I M ETODY
Do badań użyto następu jący ch gleb: piasku słabo gliniastego z Chylić, piasku gliniastego lekkiego z PG R Bródno, dw u różnych glin lekkich z Chylić, u tw o ru pyłowego zw ykłego z W ilanow a oraz gleby m urszow o-tor- fowej z Bagna Wizna.
B entonit RM pochodził z Radzionkowa, diatonit. czyli ziem ia okrzem k o w a — z LeszczawTki k. Rzeszowa oraz kaolin Ja n in a — z Bolesławca. J a ko węgiel ak ty w n y stosow ano Carbopol H-4, produkow any przez Z akłady Elektrod W ęglowych w Raciborzu. Żyw icam i jonow ym iennym i były: am o nit Dowex 2 X 8 w form ie Cl, o przesiew ie 50/100 m esh i k ation it Dowex 50W X 2 w form ie H. o przesiew ie 50/100 mesh, produkow ane przez Dow Chemical. D odatkow ym sorbentem był Florisil, czyli syntetyczny trój krze m ian m agnezu o przesiew ie 60/100 mesh, aktyw ow any w IPO w drodze oddziaływ ania te m p e ra tu rą 130 :C. M onolinuron stosow ano w form ie 50- -procentow ego proszku zawiesinowego, czyli w form ie praktycznie stoso w anej w rolnictw ie. Zaw artość iłu koloidalnego i substancji organicznej oraz kwasowość gleb użytych do b adań podano w tab. 1. Do poszczegól nych doświadczeń użyto gleby pow ietrznie suchej i przesianej p rzez sito
o oczkach wielkości 1 mm.
T a b e l a 1
Zawartość iłu koloidalnego, substancji organicznej i pH gleb użytych, w rozmaitych doświadczeniach.
Cley and organie matter content and pH of soils used in various experiments G leb a - S o i l I ł * k o lo id a ln y S u b s ta n c j ao r g a n ic z n a pH C la y < 0 ,0 0 2 mm % O rg a n ie m a tte r % i n KCl P ia s e k s ła b o g l i n i a s t y C o arse sandy s o i l l a 2 0 ,8 3 5 ,6
G lin a le k k a * Sandy loam I I a 11 1 ,9 6 7 ,1 6 ,4
G lin a le k k a • — Sandy loam I l i a 11 2 ,2 ? 7 ,2 6 ,9
Utwór pyłow y zwykły
V ery f i n e san d y s o i l IV a 6 2 ,7 0 7 ,5 6 ,8
T ia s e k g l i n i a s t y l e k k i
Medium sand В 4 3 ,4 6 6 ,7 5 ,8
G leb a m u rszo w o -to rfo w a Mucky p e a t s o i l
■
S orpcja m on olin u ron u i jego dostępność dla roślin 53
W badaniach nad sorpcją statyczną m onolinuronu przyjęto standardo we m etody w y trząsania na m ieszadle rotacy jn y m określonego sorbentu z roztw orem w odnym adsorbatu przez 24 godziny. W odniesieniu do gleb przyjęto w zajem ny stosunek adsorb entu do roztw oru w odnego herb icyd u ja k 1 : 6 (stężenie 3 ppm A S, czyli aktyw nej substancji). W zajem ny stosu nek ad so rben tu do adsorbatu przy m ateriałach ilastych k sz ta łtu je się jak 5000:1, przy w ęglu ak ty w n y m — 500:1, przy jo n itach — 1000:1 i przy Flo- risilu — 1000:1 lub 2000:1. N astępnie, po reak cji sorpcji, odw irow yw ano zaw iesiny, a stężenia m onolinuronu w roztw orach nad osadam i określano w drodze biologicznej, w sposób analogiczny ja k w poprzednich pracach (np. [22, 24]), używ ając gorczycy białej Sinapis alba L. jako m ateriału bliskowskaźnikow ego.
W badaniach n ad sorpcją k o n k u ren cy jn ą m onolinuronu i profam u (estru izopropylow ego kw asu N -fenylokarbam inow ego) przez glinę lekką (Ha), porów nyw ano zdolność k o n k u ren cy jn ą wTody lub w odnego roztw oru profam u (4 ppm A S) z m onolinuronem o stężeniu także 4 ppm . Odważone lości gleby pow ietrznie suchej zalew ano w probów kach określoną ilością w ody lub w odnego ro ztw oru pro fam u (stosunek 1:4). N astępnie probów ki poddaw ano standardow ej rotacji. Po ro tacji zaw artość odw irow yw ano, od dzielano roztw ory znad osadów i osady w probów kach ponow nie zalew a no określoną ilością roztw orów m onolinuronu i znów poddaw ano sta n d a r dowej rotacji. Po reak cji sorpcji odw irow yw ano zaw iesiny i stężenia m o nolin uron u w roztw orach nad osadam i określano jak wyżej.
W b adaniach nad w pływ em pH na sorpcję statyczną m onolinuronu przez glinę lekką (gleba Ilia , stosunek gleby do roztw oru 1:4) stosow ano HC1 lub Ca(OH)2 w celu zm iany pH, podobnie jak we w cześniejszej pracy [22]. Stężenie m onolinuronu przed reak cją sorpcji — 4 ppm A S . W celu określenia w pły w u te m p e ra tu ry otoczenia na dynam iczną adsorpcję m ono linuronu, kolum ny glebowe, napełnione gliną lekką (Ha) do wysokości 3 cm, lokowano w pom ieszczeniach o stałej tem p eratu rze + 3 lub + 25 °C . U kłady p rzetrzym yw ano w określonej tem p e ra tu rz e przez 4 godz. i n a stępnie przesączano, schłodzone do te m p e ra tu ry otoczenia w odne roztw ory m onolinuronu o stężeniu 4 ppm A S przez kolum ny glebowe. O trzym ane przesącze przetestow ano biologicznie na gorczycy białej w stand ard ow y sposób.
W badaniach nad w pływ em pojem ności sorpcyjnej gleby na m igrację m onolinuronu z g ra n u la tu i jego dostępność dla gorczycy w zależności od czasu i wielkości g ran u la tu w ykorzy stn o piasek gliniasty lekki z PGR B ródno o zaw artości 3,46% su b stan cji organicznej oraz m ieszaninę tej gleby z piaskiem w stosunku w agow ym 1:1. B adany herbicyd w ystęp o w ał w form ie granulow anej o różnym przesiew ie. G ran u laty zaw ierały 10% ak ty w n ej su bstancji m onolinuronu, 1% W inakolu, czyli
zhydrolizo-w anego polioctanu zhydrolizo-w iny lu i 89% kaolinu. Z m iennym i p a ra m etram i były: gleba, granuüat i czas.
P rzy jęto dw a um ow ne czasy uw alnian ia się su bstancji biologicznie czynnej z g ran u la tu do podłoża glebowego oraz dwie w ielkości g ran ulatu , gdyż wcześniejsze prace w łasne w ykazały, że wielkość g ran u la tu m a w pływ na dynam ikę u w alniania się substancji aktyw nej herbicydów [4]. P róbki gran ulató w o jednakow ej m asie 50 mg w torebk ach z gęstej gazy, um ieszczano na głębokości ok. 1 cm w określonej glebie znajdującej się w w azonikach z parafinow anego p ap ieru (ciężary gleby jednakow e — 0,5 kg). Po um ow nych czasach torebki z g ran u latem usuw ano i na podłożach gle bow ych w ysiew ano gorczycę białą, tra k to w a n ą jako wskaźnik. Po 12 dniach w egetacji przeprow adzano sprzęt roślin.
W spółczynniki K d , które c h a ra k te ry z u ją wielkość sorpcji i w y rażają stosunek h erbicy du zaadsorbow anego do ilości .nie zaadsorbow anej, w p rze liczeniu na gram so rb en tu i m ililitr roztw oru adsorbatu, obliczano ja k w e w cześniejszej p racy [22]. W niek tó ry ch eksp ery m en tach uzyskane w y n i ki w yrażano jedynie u b ytk iem ciężaru świeżej m asy roślin biow skaźni- kowych.
W badaniach nad dostępnością dla roślin gorczycy białej Sinapis alba L. i chabra b ław atk a Centaurea cyanus L. m onolinuronu zaadsorbow ane- go przez gleby, porów nyw ano fitotoksyczność roztw orów znad osadów z zaw iesinam i gleb po reak cji sorpcji (stosunek gleby do roztw oru h e rb i cydu jak 1:4).
Zaw iesinę lub roztw ór nad osadem m ieszano z piaskiem nasyconym stan dard ow ą pożyw ką przed w ysianiem gorczycy białej lub chabra bła w atka, podobnie jak w poprzedniej pracy [24]. Rów nież w sposób analo giczny określano w cześniej zaproponow ane w skaźniki dostępności W d dla roślin zaadsorbow anego herb icy d u [24], a procentow e w ykorzystanie przez rośliny zaadsorbow anego m onolinuronu ustalano przez porów nanie fito toksyczności zaw iesiny glebowej (slurry) i fazy płynnej i obliczano za po mocą następującego wzoru:
(a — b )-100 c — b gdzie:
a — stężenie herbicydu odpow iadające ubytkow i świeżej m asy roślin po- trako w any ch zaw iesiną gleby po reakcji sorpcji.
b — stężenie herbicydu odpow iadające ubytkow i świeżej m asy roślin po trak to w an y ch roztw orem znad osadu po reak cji sorpcji,
с — stężenie herb icy d u przed reak cją sorpcji.
W artości potrzebne do podstaw ienia do zaproponow anego w zoru obli czono znaną m etodą logarytm iczno-probitow ą za pomocą prostej wzorco
S orpcją m on olin u ron u i jego dostęp n ość dla roślin 55
wej uzyskanej dla m onolinuronu. U bytki świeżej m asy roślin w skaźniko w ych w yrażone w procentach przekształcano na probity, czyli jednostki praw dopodobieństw a, w prow adzone do sta ty sty k i m atem atycznej i po wszechnie stosow ane, np. w toksykologii. Na osi rzędnych nanoszono p ro bity, a n a osi odciętych log ary tm y stężeń. U zyskana w ten sposób prosta służyła do obliczania stężenia h erbicyd u odpow iadającego określonem u ubytkow i m asy roślinnej.
W badaniach nad dostępnością m onolinuronu zaadsorbow anego przez glebę przeprow adzano sprzęty roślin po um ow nym upływ ie czasu od ich siewu, ta k aby określić w spółczynniki dostępności zaadsorbow anego h e rb i cydu dla p ob rania przez roślinę we wcześniejszej i późniejszej fazie jej rozw oju.
P onadto w celu w ykazania w pływ u stopnia w ysycenia kom pleksu sor pcyjnego gleby m onolinuronem na jego dostępność dla gorczycy białej, przeprow adzono bad an ia nad sorpcją m onolinuronu przez glinę lekką (Ilia) w w aru n k ach dynam icznych w podobny sposób, jak w poprzednich pracach [22, 24].
K olum ny w inidurow e napełniano do wysokości 3 cm glebą i następnie przesączano przez nie roztw ory w odne m onolinuronu o stężeniu 5 ppm A S w różnych ilościach uzyskując w ten sposób różny stopień w ysycenia kom pleksu sorpcyjnego gleby b adanym herbicydem . O statnie porcje w y cieku przebadano biologicznie. N astępnie kolum ny glebow e przem yw ano dokładnie w odą destylow aną i ostatnie porcje w ody z przem ycia p rzeba dano biologicznie w celu w ykazania, że pozostający w glebie m onolinuron jest na ty le sorpcyjnie zw iązany, że nie jest już dalej w y p ieran y przez przesączaną wodę. N astępnie z ta k p rzem y ty ch kolum n pobierano próbki m okrej gleby i um ieszczano w arstw ow o w podłożach piasku, poniżej n a
sion roślin biow skaźnikow ych. Takie w arstw ow anie zmuszało korzenie roślin gorczycy do p rze ra sta n ia przez w arstw ę gleby zw iązanej z herb icy dem. U w zględniono rów nież kom binację k o ntro lną z w arstw ą gleby prze m yw anej w odą zam iast roztw orem herbicydu.
W reszcie w celu uzyskania inform acji o m echanizm ie pobierania mo nolinu ron u przeprow adzono b adania nad absorpcją m onolinuronu przez nasiona gorczycy oraz nad w pływ em tra n sp ira cji na absorpcję m onolinu ronu przez korzenie gorczycy białej i fasoli. W badaniach uw zględniono nasiona żywe suche, nasiona żywe uprzednio nam oczone i nasiona zabite w autoklaw ie. W stępne nam oczenie nasion w ykonano w ten sposób, aby m aksym alnie nasycić je wodą. P racę dośw iadczalną zaplanow ano tak, aby prześledzić dynam ikę pobierania m onolinuronu przez nasiona gorczycy białej i przeprow adzono bad an ia w niskiej tem p eratu rze otoczenia ( + 7° C) w celu naśladow ania w aru n kó w istn iejący ch przy stosow aniu herb icyd u w czesną wiosną. Po um ow nych term in ach przebadano zm iany w stężeniu
m onolinuronu w roztw orach w odnych w w y niku pobrania przez określo ne nasiona. Początkow e stężenie roztw orów dośw iadczalnych wynosiło 4 ppm.
P rzy określaniu w pływ u tra n sp ira cji roślin na pobieranie m onolinuro nu przez korzenie nasiona gorczycy w ysiano do w azoników z parafin o wanego papieru, napełnionych piaskiem w zbogaconym standard o w ą po żywką. Po zasianiu gorczycy w azoniki potrakto w ano jednakow ą ilością roztw oru m onolinuronu o stężeniu 4 ppm A S w ilości 10 m l na wazon. W celu zróżnicow ania tra n sp ira cji roślin w azoniki umieszczono na p ły t kach z m ałą ilością wody, w w oreczkach z folii polietylenow ej nad m ucha nych pow ietrzem i zam kniętych, lub też na pusty ch płytkach, w w orecz kach o tw arty ch od dołu i w sp arty ch na w spornikach m etalow ych. W tym drugim przypadku podlew ano rośliny do stałego ciężaru. Taka lokalizacja w azoników pozw alała na stw orzenie analogicznych w arunków fotoklim a- tycznych i całkowicie różnych w arun k ó w w ilgotności otaczającej atm osfe ry w poszczególnych obiektach dośw iadczalnych, w w y n ik u czego n astę powało zróżnicow anie tran sp iracji. W pływ tra n sp ira cji roślin na absorpcję m onolinuronu określano przez w ykazanie u bytków m asy roślin w skaźni kow ych po upływ ie dwóch tygodni.
W badaniach nad absorpcją m onolinuronu przez fasolę p rzyjęto k u ltu ry wodne, tj. stan dardow ą pożyw kę i m onolinuron w stężeniu 3 ppm A S. Fasola odm iany Saxa została w yhodow ana n a podłożu glebow ym i n a s tę p nie w fazie 2 liści posadzona w zlew kach po uprzednim obm yciu korzeni pod bieżącą wodą. Do każdej zlewki w lano ściśle określoną ilość pożywki lub roztw oru herb icy d u w pożywce (350 ml). W celu zróżnicow ania tra n spiracji roślin niektóre zlew ki lokalizow ano w w oreczkach z folii poliety lenow ej, nadm uchanych pow ietrzem . W ten sposób stw orzono w arun k i różnej w ilgotności otaczającej atm osfery w poszczególnych obiektach do św iadczalnych, w w y n ik u czego następow ało zróżnicow anie tran sp iracji roślin i parow ania cieczy. Zlewki um ieszczano w szufladach opisanych w e w cześniejszej pracy [16]. Po 6 dniach p rzetrzy m yw an ia fasoli w zlew kach z pożyw ką zm ierzono ilość ub y tej cieczy w poszczególnych zlew kach w w ynik u tra n sp ira cji i parow ania, uzupełniano w odę w ilości, k tó ra ubyła w w yn ik u parow ania cieczy, i przetestow ano biologicznie w ykorzystując gorczycę białą jako w skaźnik biologiczny w celu w ykazania, czy stężenie m onolinuronu w pożywce uległo zm ianie w w yniku tra n sp ira cji fasoli. W pływ tra n sp ira cji roślin fasoli na absorpcję m onolinuronu określano przez w ykazanie po upływ ie 2 tygodni u bytków świeżej m asy roślin gor czycy, rosnącej na podłożach piaskow ych.
Podłoża piaskow e, na któ ry ch prow adzono w egetację roślin we w szyst kich doświadczeniach, były przesycone stand ardo w ą pożyw ką w ilości 50 ml na 0,5 kg pow ietrznie suchego piasku. Na każdy litr pożywki używ ano
Sorpcją m on olin u ron u i jego dostęp n ość dla roślin 57
C a(N 03)2 — 1 g, K 2H P 0 4 — 0,25 g, M g S 0 4 — 0,25 g, KC1 — 0,12 g oraz kropli roztw oru FeCl3. W egetację roślin gorczycy białej w poszczególnych dośw iadczeniach prow adzono przez 12-14 dni, a w egetację chabra b ław at ka — 21 dni. Był to czas w ystarczający do uzyskania efektów fitocydalne- go działania badanego herbicydu, a różnice m iędzy poszczególnym i g a tu n kam i roślin były w arunko w ane nieco odm ienną ich reak cją biologiczną na działanie m onolinuronu. W szystkie obiekty dośw iadczalne zakładano zw ykle w czterech pow tórzeniach.
W Y NIK I
Substan cja organiczna gleby odegrała zasadniczą rolę przy sorpcji m o nolinuronu. W m iarę w zrostu jej zaw artości w glebie podnosiła się w a r tość w spółczynnika K d (tab. 2). W spółczynnik ten, ch arak tery zu jący sorp- cję m onolinuronu przez glinę lekką, był ok. 1,7 raza w iększy, a dla gleby m urszow o-torfow ej 6 razy w iększy od w spółczynnika K d dla piasku słabo
T a b e l a
Wpływ g le b y na w ie lk o ść w sp ółczyn n ika p o d z ia łu Kd monolinuronu E f f e c t o f s o i l type on th e d i s t r i b u t i o n c o e f f i c i e n t /Kd v a lu e / o f m onolinuron Badana g le b a S o i l t e s t e d Współ czyn n ik Kd Ed v a lu e P ia se k sła b o g l i n i a s t y j 4 Coarse sandy s o i l 3 G lin a le k k a ТТТя Sandy loam 5 ,1 1
Gleba m u rszow o-torfowa
lîucky - p ea t c o i l 18
Wpływ m ateriałów i l a s t y c h na zianie ô sz e n ie fit o c y d a ln e g o o d d ziaływ an ia moncliBuroru
na gorczycę b ia ł ą E f f e c t o f c la y m a t é r ie ls on red u cin g th e p h y t o t o x ic it y o f moaolinuron
to w h ite mustard A dsorbent Ubytek masy w % к s ig h t r e d u c tio n in %
K onolinuron przed a d sorpcją Ilonolin uron b e fo r a d so r p tio n
B en to n it RM K aolin i D iatom it
i
£3,6 ! 55.3 59.3 c 5 5 i _1gliniastego. W artość K d dla gleby m urszow o-torfow ej okazała się przeszło 3 razy w iększa od K d charakteryzującego sorpcję m onolinuronu przez gli nę lekką. Tak więc piasek słabo gliniasty zaadsorbow ał najm niejsze ilości badanego herbicyd u (tab. 3).
Po 24-godzinnym kontakcie z roztw orem w odnym m onolinuronu, dia tom it w najw iększym stopniu zm niejszył fitocydalne działanie h erbicydu n a czuły m ate ria ł biow skaźnikow y. N atom iast b e n to n it i kaolin w b a danych w aru n k ach tylko w m ałym sto p n iu ograniczyły fitocydalne oddzia ływ anie m onolinuronu, pom im o że na 5000 mg m ate ria łu ilastego p rzy padał tylko 1 m g m onolinuronu. Najw idoczniej pojem ność sorpcyjna b
a-danego b e n to n itu i kaolinu w stosunku do m onolinuronu była niew ielka. H erbicyd ten w w iększym stopniu został zw iązany przez ziem ię okrzem kow ą (tab. 4 i 5).
T a b e l a 4
Adsorpcja monolinuronu przez r&żne sorbenty mierzona ubytkiem masy gorczycy
Adsorption of monolinuron by different adsorbents as expressed by weight reduction of white mustard
Adsorbent
Stosunek adsorbenta do adsorbatu Ratio of adsorbent
to adsorbate
Ubytek masy .gorczycy w %
Weight reduction
%
Monolinuron przed sorpcją
Monolinuron before sorption - 59,0
Węgiel aktywny - Activated carbon 500 î i 1.7
Anionit 1000 : 1 53,0
Kationit 1000 : 1 55,6
T a b e l a 5
A dsorp cja m onolinuronu p r zez F l o r i s i l m ierzona ubytkiem masy go rczy cy b i a ł e j
A d so rp tio n o f m onolinuron on F l o r i s i l a s e x p r essed by w eight r e d u c tio n o f w h ite mustard A dsorbent Stosu n ek ad so rb en ta do ad sorbatu R a tio o f ad sorben t to ad sorb ate
Ubytek masy g o rczy cy w % W eight r e d u c tio n % Monolinuron przed so rp cją M onolinuron b e fo r e s o r p tio n - 72,3 F l o r i s i l 1000 î 1 72,* F l o r i s i l 2000 : 1 63,9
N ajw iększe pow inow actw o sorpcyjne w ykazano m iędzy w ęglem ak ty w n y m i m onolinuronem . P rak ty czn ie cała ilość m onolinuronu została zw iązana przez w ęgiel ak ty w n y . Żyw ice jonow ym ienne tylk o w m ałym stopn iu zm niejszyły fitocydalne oddziaływ anie fazy płynnej na gorczycę białą. A nionit w y stęp u jący w form ie Cl w ykazał najw idoczniej lepsze po w inow actw o sorpcyjne w zględem m o nolinuronu niż kationit. Florisil w w a ru n k ach staty czn ych dopiero przy użyciu w iększej ilości ad sorben tu w stosunk u do adsorbatu zm niejszył zaw artość m onolinuronu w fazie p ły n
S orpcja m on olin u ron u i jego d ostęp n ość dla roślin 59
nej i ograniczy jego fitocydalne oddziaływ anie na m ate ria ł biow skaźniko- w y (tab. 6).
U zyskane dane w skazują, że zachodzi reak cja sorpcji ko nkurencyjnej m iędzy m onolinuronem i profam em . Po w ysyceniu cen tr sorpcyjnych gli ny lekkiej przez pro f am sorpcja m onolinuronu była m niejsza. R oztw ory m onolinu ro nu znad osadów po (kontakcie z glebą z zaadsorbow anym
pro-T a b e l a 6
S o r p c ja konkurencyjna monolinuronu i profamu p r z ez g lin ę lek k ą / l i a / m ierzona ubytkiem masy go rczy cy b i a ł e j C o m petitive so r p tio n o f monolinuron and. propham on sandy loam / Н а / as measured by w eight r e d u c tio n o f w hite mustard
O biek ty dośw iad czalne T reatm ents
Ubytek masy w % Weight r ed u c tio n
in %
Roztwór monolinuronu przed so rp cją
Monolinuron s o lu t io n b efo re s o r p tio n 7 2 ,4
Su pern atan ty monolinuronu po s o r p c j i p rzez: Su p ern atan ts o f m onolinuron a ' t e r s o r p tio n on:
g le b ę / s o i l / g le b ę / s o i l / ♦ profam
44 ,7 5 3 ,5
fam em okazały się bardziej fitotoksyczne dla gorczycy białej i spowodo w ały w iększy u b y tek świeżej m asy gorczycy jako m ateriału biow skaźni kowego. W dodatkow ym dośw iadczeniu nie w ykazano większego w pływ u fitocydalnego m ieszanki m onolinuronu z profam em (4 ppm + 4 ppm) niż samego m onolinuronu (4 ppm) na gorczycę białą (tab. 7).
T a b e l a ?
A dsorp cja s ta t y c z n a monolinuronu p r z ez g l i n ę le k k ą / I l i a / o zmodyfikowanym pH m ierzona ubytkiem masy g o rczy cy b i a ł e j
S t a t i c a d so r p tio n o f m onolinuron by sandy loam / Ш а / a d ju ste d t o g iv e n pH a s measured by w eig h t r e d u c tio n o f w hite mustard
O b iek ty d ośw iad czaln e T reatm en ts pH g le b y S o i l pH / н 2о / Ubytek masy w % W eight r e d u c tio n in % Monolinuron przed so rp cją M onolinuron b e fo r e e o r p tio n - 8 6 ,6
G leba n ietra k to w a n a - S o i l u n tr ea ted 7 ,0 7 3 ,8
G leba traktow ana - S o i l a d ju sted Ca/0H /2 9 ,5 7 3 ,8
U zyskane w yniki w skazują na p rak ty czn y b rak w pły w u pH gleby na wielkość sorpcji m onolinuronu (tab. 8). W zasadzie w zakresie p rzy jęty ch te m p e ra tu r b adana gleba sorbow ała w określonych w aru n k ach dynam icz nych podobne ilości m onolinuronu. Obniżenie te m p e ra tu ry otoczenia tylko nieznacznie zwiększyło sorpcję. P rak ty cznie wielkość sorpcji była podobna przy obu wrym ienionych tem p e ra tu ra c h otoczenia.
T a b e l a 8
Wpływ tem p eratu ry na ad so rp cję monolinuronu p r z ez g lin ę lek k ą / I I a / m ierzony ubytkiem masy go rczy cy E f f e c t o f tem p eratu re on m onolinuron a d so r p tio n on sandy loam
/ Н а / a s measured by w eigh t r e d u c tio n o f w h ite mustard 1
O biekty d ośw iad czaln e T reatm ents
Ubytek masy g o rczy cy w %
Mustard w eig h t r e d u c tio n i n #
Roztwór monolinuronu p rzed p e r k o la c ją 4 ppm AS
In p u t s o lu t io n o f m onolinuron 4 ppm a . i . 7 8 , 3 P r z e są c z po s o r p c j i p rzy 3°C
E fflu e n t p e r c o la te d a t 5°C 55»7
P r z e są c z po s o r p c j i p rzy +25°C
E f f lu e n t p e r c o la te d a t 25°C 57,4
W yniki badań przeprow adzonych na piasku gliniastym lub jego m ie szaninie z piaskiem obrazują bilans uw aln iania i zanikania w glebie sub stancji biologicznie czynnej (tab. 9). W yraźny w pływ na m igrację m ono-T a b e l a 9
Wpływ pojem n ości s o rp cy jn e j g le b y na m ig ra cję m onolinuronu z g ra n u la tu i je g o d ostęp n ość d la g o rczy cy b i a ł e j m ierzone
ubytkiem masy r o ś l i n
E f f e c t o f s o i l s o r p tio n complex on th e m ig r a tio n o f m onolinuron from granul e s and i t s a v a i l a b i l i t y to w h ite mustard аз measured
by w eig h t r e d u c tio n
Gatunek g le b y S o i l typ e
ś r e d n ic a g ra n u la tu
Granules d iam eter in mm Ubytek masy « % po c z a s ie u w a ln ia n ia w godz. W eight r e d u c tio n in % a f t e r r e l e a s e tim e in hours 24 72 F ia se k g l i n i a s t y le k k i Г\) i го чл 22,0 4916 /g l e b a Б/ Medium sand / s c i l В/ 1 - 1 ,2 2 6 ,0 6 1 ,1 M ieszanin a g le b y В 2 - 2 ,5 5 6 ,7 7 2 ,0 i t ia s k u
M ixture ci' s o i l 3 and 1 - 1 ,2 7 8 ,8 7 3 ,2
Sorpcja m onolinuronu i jego dostęp n ość dla roślin 61
lin u ro n u z g ranul m iała wielkość g ran u la tu i czas ekspozycji. H erbicyd łatw iej był uw aln ian y z g ran u la tu o m niejszym przesiew ie, a ilość uw ol niona w zrastała z upływ em czasu. M igracja m onolinuronu do gleby bo gatszej z so rbenty z upływ em czasu m usiała być większa, gdyż zaobser w ow ano większe różnice w fitocydalnym oddziaływ aniu na m ate ria ł bio- w skażnikow y, pom im o że pojem ność sorp cyjn a tej gleby była n iew ątp li w ie w iększa (tab. 10 — proc. wyk.).
T a b e l
D ostępność d la go rczy cy b i a ł e j monolinuronu zaadsorbowanego p rzez
różne g le b y A v a i l a b i l i t y to w hite mustard o f monolinuron adsorbed by d i f f e r e n t s o i l s 10 Badana gleb a S o i l t e s t e d D ostępnosć w % A v a i l a b i l i t y in % P ia se k sła b o g l i n i a s t y Coarse sandy s o i l 70
/г Utwór pyłowy zwyitły
j Very f i n e sandy s o i l 43
T a b e l a
Dynamika d o s tę p n o ś c i d la g o rczy cy b i a ł e j monolinuronu zaadsorbowanego
p rzez g leb ę murezowo-torfową A v a i l a b i l i t y dynamics to w hite mustard
o f monolinuron adsorbed by mucky-peat s o i l Wskaźnik d o stę p n o śc i po A v a i l a b i l i t y in d ex a f t e r 11 6 dniach days 9 dniach days 2 , 8
M onolinuron zaadsorbow any przez piasek słabo gliniasty i przez u tw ó r pyłow y okazał się dostępny do pobrania przez rośliny gorczycy białej. Z aw iesina gleby z zaadsorbow anym herbicydem była bardziej fitotoksycz- na d la roślin niż odw irow any roztw ór znad osadu. Przeprow adzone obli czenia w ykazały, że dostępność zaadsorbow anego m onolinuronu w yrażona w procentach jest stosunkow o bardzo wysoka. W yższy procent m onolinu ronu zaadsorbow anego przez badany piasek słabo gliniasty niż przez u tw ór pyłow y okazał się dostępny dla gorczycy białej. G atunek gleby jest czyn nikiem k o ntrolującym dostępność dla roślin zaadsorbow anego herb icyd u (tab. 11).
Dostępność m onolinuronu zaadsorbow anego przez glebę do pobrania przez rośliny gorczycy białej w zrasta w raz z w iekiem roślin. P rzy zabiegu posiew nym w m iarę upływ u czasu i zaaw ansow ania w egetacji roślin stop niowo w coraz w iększym stopniu zaadsorbow any m onolinuron okazyw ał się dostępny dla roślin w skaźnikow ych. Zależność ta została rów nież po tw ierdzona w dodatkow ych naszych badaniach z innym i glebam i (tab. 12). U zyskane w yniki w skazują, że m onolinuron zaadsorbow any przez sor b en ty zaw arte w badanej glinie lekkiej był dostępny zarów no dla roślin gorczycy białej, jak i chabra bław atka. Dostępność zaadsorbow anego przez glebę m onolinuronu nie była jednakow a dla różnych gatunków roślin.
Po-T a b e l a 12 D ostępność d l a ró ż n y c h r o ś l i n m o n o lin u ro n u zaadsorbow anego
p r z e z g l i n ę le k k ą / I l i a /
P l a n t a v a i l a b i l i t y o f m o n o lin u ro n a d so rb e d on san d y loam / I l i a /
G atunek r o ś l i n y P l a n t s p e c ie s S tę ż e n ie m on o lin u ro n u p rz e d s o r p c ją glebow ą M onolinuron c o n c e n c ra tio n b e fo re s o i l s o r p t i o n ppm W skaźnik d o s tę p n o ś c i A v a i l a b i l i t y in d e x S i n a p i s a lb a 4 8 ,9 C e n ta u re a cy an u s 8 3 ,2 C e n ta u re a cy an u s i 12 5 ,6
nadto w ram ach określonego g atu n k u roślin dostępność zaadsorbow anego m onolinuronu była kontrolow ana stopniem w ysycenia gleby herbicydem . P rzy w iększym w ysyceniu kom pleksu sorpcyjnego gliny lekkiej m onoli- nuronem był on w w iększym stopniu dostępny dla pobrania przez rośliny chabra bław atka (tab. 13).
T a b e l a 1 3 Wpływ s t o p n i a w y sy c e n ia kom pleksu s o rp c y jn e g o g l i n y l e k k i e j
n a d o s tę p n o ś ć zaadsorbow anego m o n o lin u ro n u d l a g o rc z y c y b i a ł e j E f f e c t o f s a t u r a t i o n d e g re e o f san d y loam s o r p t i o n com plex on
t h e a v a i l a b i l i t y o f a d so rb e d m o n o lin u ro n t o w h ite m u s ta rd S to p i e ń w y sy c e n ia g le b y m onolinuronem I l o ś ć p rz e są c z o n e g o m o n o lin u ro n u w mg/kg g le b y Q u a n tity o f p e r c o l a t e d m o n o lin u ro n i n m g/kg o f s o i l
- F ito to k s y c z n o ś ć w yrażona u b y tk ie m masy w % P h y t o t o x i c i t y a s e x p re s s e d by w e ig h t r e d u c t i o n i n % D egree o f s o i l s a t u r a t i o n o s t a t n i a p o r c j a l a s t p o r t i o n o f g le b a p rz e m y ta wodą s o i l washed w ith w a te r w ith m o n o lin u ro n w ycieku e f f l u e n t wody z p rz e m y c ia w ashing w a te r W ysoki - H igh 40 8 1 ,4 0 ,5 1 9 ,9 Hi s k i - Low 10 6 9 ,2 0 6 ,9
U zyskane w yniki w skazują, że stopień w ysycenia kom pleksu sorpcyj nego gleby m onolinuronem m a rów nież w pływ na jego dostępność dla gorczycy białej. O statnie porcje w ody użytej do przem ycia praktyczn ie nie zaw ierały m onolinuronu. Pom im o to przem y ta gleba, zlokalizow ana w arstw ow o pod nasionam i, przez k tó rą m usiały p rzerastać korzenie gor czycy białej, była dla roślin fitotoksyczna. Je st to dodatkow ym dow odem potw ierdzającym w yniki poprzednich doświadczeń, m ów iących o dostęp
Sorpcja m on olin u ron u i jego dostęp n ość dla roślin 63 ności dla roślin m onolinuronu zaadsorbow anego przez glebę. To fitocydal- ne oddziaływ anie przem ytej w odą gleby, uprzednio w ysyconej m onolinu- гопеггц było w iększe p rzy w yższym stopniu w ysycenia gleby w czasie reakcji dynam icznej sorpcji, pom im o że niezależnie od stopnia w ysycenia gleby ostatnie porcje w ody z dokładnego przem ycia w obu p rzypadkach prakty czn ie nie zaw ierały w y k ry w aln y ch ilości m onolinuronu. Z pow yż szego w ynika, że m onolinuron tylko częściowo został w y p a rty z kom pleksu sorpcyjnego gleby w czasie dynam icznej desorpcji w odą i że im wyższy stopień w ysycenia kom pleksu sorpcyjnego, tym w iększa ilość zaadsorbo w anego m onolinuronu jest dostępna dla roślin (tab. 14).
T a b e l a 14
Dynamika a b s o r p c ji m onolinuronu p rzez паьхопа go rczy cy b i a ł e j m ierzona zm niejszaniem s i ę s t ę ż e n ia h erb icyd u w roztw orze nam oczenia n a sio n
/ b i o t e s t - g o rczy ca b i a ł a /
A b sorp tion dynamics o f m onolinuron by w h ite mustard see d determ ined by m easuring r e d u c tio n i n th e c o n c e n tr a tio n o f th e h e r b ic id e i n so a k in g s o lu t io n
/ b i o t e s t - w h ite m ustard/
Rodzaj n a sio n g o rczy cy b i a ł e j Kind o f w hite mustard seed
Z m n iejszen ie s t ę ż e n ia monolinuronu po a b s o r p c ji w godz. m ierzone ubytkiem
masy g o rczy cy
R eduction i n th e c o n c e n tr a tio n o f m onolinuron a f t e r th e a b so r p tio n in hours a s measured by w eight r ed u c tio n
o f w h ite mustard 48
H asiona żywe suche - V ia b le dry see d
N asiona żywe namoczone - V ia b le p re-im b ibed seed N asiona martwe suche - Dead dry seed
Roztwór monolinuromi 4 ppm AS bez n a sio n M onolinuron s o l u t i o n 4 ppm a . i . w ith o u t see d
51,6 6 2 ,1 7 7 ,5 4 6 ,2 4 8 ,4 5 7 ,7 3 5 ,5 5 3 ,8 50,0
T eoretycznie biodostępność herb icy d u w prow adzonego do gleby może być w aru n k ow an a zarów no czynnikam i glebow ym i, jak i roślinnym i. Ba dania nasze w ykazały, że nasiona gorczycy białej są zdolne do pobierania m onolinuronu z roztw oru wodnego. H erbicyd ten był pobierany zarów no przez nasiona żywe, jak i m artw e oraz przez żywe nasiona spęczniałe, tj. uprzednio w pełni nasycone wodą. P rzedstaw ione dane obrazują dynam ikę pobierania m onolinuronu przez nasiona. N asiona żywe suche pobrały n a j w iększą ilość h erbicydu w ciągu 48-godzinnej absorpcji (tab. 15).
P rzez ograniczenie tra n sp ira cji zm niejszono działanie fitocydalne mo nolinuronu, czyli różnicow anie tra n sp ira cji roślin m odyfikuje absorpcję tego herb icyd u przez gorczycę białą (tab. 16).
Z powyższych danych w ynika, że stężenie m onolinuronu w przelicze niu na jednostkę objętości pożyw ki prak ty cznie nie ulegało zm ianie w m iarę uby w an ia wody w w yn ik u tra n sp ira cji fasoli i że ilość zaabsorbo w anego herbicyd u była przypuszczalnie rów na ilości, jaka znajdow ała się
w tej objętości wody, k tó ra została p o brana przez fasolę w w y nik u tra n s- piracji.
Na zakończenie w arto dodać, że p raktycznie nie zanotow ano ubocznego w pływ u n a m ateriał biow skaźnikow y roztw oru znad osadów lub w ycie ków w odnych z sam ych adsorbentów , nie zaw ierających m onolinuronu.
T a b e l a lp
Wpływ t r a n s p ir a c j i gorczycy b i a ł e j na a b sorpcję monolinuronu wyrażoną ubytkiem masy The in f lu e n c e o f w hite mustard tr a n s p ir a tio n on the
a b so r p tio n o f m onolinuron as ex p r essed by w eight red u c tio n
O biekty dośw iad czaln e Szybkość t r a n s p i r a c j i
Treatm ents T ra n sp ira tio n r a te
! iJbytek masy g o rczy cy b i a ł e j
w %
White mustard w eight r e d u c tio n
i n %
1 T ra n ep ira cja ogran iczon a
T ra n sp ira tio n r e s t r i c t e d 5 6 ,1
T ra n ep ira cja szybka High tr a n s p ir a t io n r a te
--- - - 1
6 3 ,2 !
T a b e l a 16
Wpływ t r a n s p i r a c j i f a s o l i na a b sorpcję monolinuronu m ierzoną zmianami w s tę ż e n iu herbicydu w pożywce
/ b i o t e s t - g o rczy ca b i a ł a /
The in f lu e n c e o f bean tr a n s p ir a t io n r a te on th e a b so r p tio n o f
m onolinuron as measured by changes in h e r b ic id e c o n c e n tr a tio n i n n u tr ie n t s o lu t io n / b i o t e s t - w h ite m ustard/
O biekty dośw iad czaln e Treatm ents
Ubytek masy g o rczy cy w %
White mustard w eight r e d u c tio n in %
M onolinuron 3 ppm /b e z f a s o l i - w ith out bean / 7 3 ,6
Po a b s o r p c ji przy sz y b k ie j t r a n s p i r a c j i
A fte r a b so r p tio n at h igh t r a n s p ir a t io n r a te 7 2 ,0
Pc a b s o r p c ji p rzy w olnej t r a n s p ir a c j i
A lte r a b so r p tio n at low t r a n s p ir a t io n r a te 7 1 ,4
D Y SK U SJA
W ielkość sorpcji m o nolinuronu zależała od rodzaju użytej gleby. W badaniach naszych gleba m urszow o-torfow a, zaw ierająca najw ięcej sub stancji organicznej, związała n ajw iększą ilość m onolinuronu. P ow ino
S orpcją m on olin u ron u i jego d ostęp n ość dla roślin 65
w actw o sorpcyjne m iędzy glebą i m onolinuronem m alało w raz ze zm niej szeniem procentow ej zaw artości su b stancji organicznej w glebie. Uzys kane w yniki są zgodne ze w cześniejszym i doniesieniam i n a te m a t sorpcji m onolinuronu [9]. Rów nież lin u ro n [24] oraz pyrazon [22] b y ły najlep iej sorbow ane przez analogiczną glębę m urszow o-torfow ą. P rz y ję te przez nas w spółczynniki podziału K d dobrze c h a ra k te ry z u ją wielkość sorpcji h e r bicydów przez gleby i są stosow ane także w pracach innych au to ró w [3, 12, 28].
Spośród zbadanych m ateriałó w ilastych n a w yróżnienie zasługuje ziem ia okrzem kow a, czyli diatom it, k tó ry w najw iększym stopniu zw ią zał m onolinuron. B entonit i k aolin w ykazały w om aw ianych w aru n k ach
statycznych m ałą zdolność chłonną w sto sun ku do m onolinuron u przy 24-godzinnym kontakcie z adsoirbatem. M ożliwe, że ta k ograniczona so rp - cja m onolin uron u przez m in e rały ilaste jest w ynikiem z b y t silnej k o n k urencyjności drobin w ody z cząsteczkam i h erb icyd u o ak ty w n e c e n tra sorpcji n a ty ch sorbentach. Podobny b e n to n it nie w ykazał rów nież w ięk szego pow inow actw a sorpcyjnego w zględem lin u ro n u [24] i w iązał pew ne ilości p yrazon u [22] i w odzianu ch loralu [23].
N a specjalne w y różnien ie zasłu g u je w ęgiel aktyw n y, k tó ry dzięki w ysokiej pojem ności sorpcyjnej zw iązał najw iększe ilości m onolinuronu z ro ztw oru wodnego. O strow ski w ykazał też bardzo d uże pow inow actw o sorpcyjne m iędzy ty m isamym w ęglem a k ty w n y m a łin u ro n em [24] oraz d iuronem i sy m azyną [20].
W sposób n iejed n ak o w y zachow ały się b ad ane jo n ity jak o so rb e n ty m onolinuronu. P odobnie ja k w odniesieniu do lin u ro n u [24] a n io n it oka zał się lepszym sorbentem niż k atio nit. W w aru n k ach statycznych m ono lin u ro n b y ł sorbow any przez Florisi! w sposób dający się udokum ento w ać dopiero po zm niejszeniu w zajem nego sto su n k u ilościowego m iędzy ad sorben tem i adsorbatem . W ielkość sorpcji m onolinuronu przez Florisil m oże być in n a przy p rzeprow adzaniu rea k c ji w w aru n k ach dynam icz nych.
Teoretycznie w w y n ik u rów noczesngo lub następczego w prow adzenia do gleby dw óch lu b w iększej ilości herbicydów (co m a o statnio coraz częściej m iejsce w p rak ty c e stosow ania ty ch środków) istnieje m ożliwość ograniczenia w iązania przez glebę w w y n ik u sorpcji k o n k urency jnej. W naszych badaniach po w ysyceniu cen tr sorp cyjn ych gliny lekkiej przez prof am późniejsza sorpcją m ono lin u ro nu b y ła m niejsza. T aka w zajem na k o n k u ren cja poszczególnych h erbicydów o a k ty w n e ośrodki sorpcji na sorbentach glebow ych m oże w efekcie doprow adzić do m niejszego o gra niczenia inicjalnej fitotoksyczności w drodze sorpcji glebow ej ty ch związków, w chodzących w skład m ieszanki. Zw iększa to z kolei skutecz
ność chwastobójczą, a w n iek tó ry ch przy p adk ach (gleby o ubogim kom pleksie sorpcyjnym ) teoretycznie może n aw et doprow adzić do p rze kroczenia progu selektyw nego oddziaływ ania fitocydalnego.
T e m p era tu ra otoczenia w zak resie 3-25°C n ie m iała większego w p ły w u n a wielkość sorpcji z m onolinuronu przez glinę lekką. P raw dopodob n ie w ynika to stąd, że m ono lin u ro n jest sorbow any głów nie przez sub stancję organiczną zaw artą w glebie. W iększy w pływ te m p e ra tu ry n a sorpcję zanotow aliśm y n a przykładzie p y razo n u [22]. Z d anych lite ra tu ry w ynika, że tem p e ra tu ra w w iększym stopniu w pływ a n a sorpcję sym azyny niż a tra z y n y [28]. In ni znów au to rz y podają, że sorpcją sy- m azyny, atrazyny, m onuronu, 2,4-D i am iben u przez glebę m ulistą była w zasadzie podobna przy te m p e ra tu ra c h 0 i 50°C [11]. W naszych b a d aniach pH środow iska nie m iało w pły w u n a sorpcję m onolinuronu przez glinę lekką. Byłoby to zgodne z tym , co podaje H a n c e [10] na tem a t innych herbicydów m ocznikow ych. W cześniejsze nasze p race w ykazały, że pH m a w pływ n a adsorpcję pyrazonu, co praw dopodobnie jest w y n i kiem jego jonizacji w raz ze w zrostem kwasowości środow iska [22].
Z przedstaw ionych w yników badań z granulow aną form ą użytkow ą m o nolinuronu nasuw a się wniosek, że pojem ność sorpcyjna gleby, czas ekspozycji i wielkość g ran u la tu w pły w ają n a m igrację m onolinu ron u do środow iska gleby. P rzed staw io n e u b y tk i świeżej m asy gorczycy w sk a zu ją jed n ak rów nocześnie n a intensyw ność m igracji substancji biologicz n ie czynnej oraz na jej zw iązanie przez kom pleks sorpcyjny i w tó rn ą biodostępność zaadsorbow anego herbicydu. G leba o w iększej pojem ności sorpcyjnej najpraw dopodobniej zw iększała m igrację m onolinuronu z g ra nul, lecz rów nocześnie w drodze sorpcji ograniczała inicjaln ą daw kę sub stancji ak ty w nej, biologicznie dostępnej d la gorczycy białej. Stosow anie herbicyd u w form ie g ran u la tu stw arza pew ne m ożliwości kontro li n ad uw alnianiem się zw iązku biologicznie czynnego [4, 27].
U zyskane w naszych b adaniach w yniki dowodzą, że zaadsorbow any przez różne gleby m onolinuron je s t d ostępny dla gorczycy białej i ch ab ra bław atka. Św iadectw o tej biodostępności w y dały sam e rośliny. Stopień dostępności w yrażony w procen tach b y ł znaczny. P rz y ję ty w zór n a obli czenie tego p rocen tu jest przekształconym w zorem zaproponow anym wcześniej do obliczenia w skaźnika dostępności W d [24], a podstaw ione do niego wielkości cyfrow e odzw ierciedlają reakcję m ate ria łu roślinnego n a dostęp n y w podłożu herbicyd. U w ażam y, że dane dotyczące biodo stępności zaadsorbow anego herb icy du n ajlepiej m ogą być dostarczone przez sam ą roślinę. W skaźnik dostępności W d także uw zględnia reakcję roślin, dobrze c h a ra k te ry z u je stopień dostępności zaadsorbow anego h e r bicydu, w ym aga m niej danych do obliczeń, lecz nie w yraża stopnia do
Sorpcja m on olin u ron u i jego d ostęp n ość dla roślin 67
stępności w procentach. Obliczony ze w zoru stopień dostępności w y ra żony w procentach określa nam , jak i p ro cen t całkow itej ilości zaadsorbo w anego herbicy d u był dostępny dla pobrania przez roślinę (np. przez gorczycę). Oczywiście n ie jest to rów noznaczne z p rocentem w yk o rzy stan ia przez tę roślinę całkow itej ilości środka chwastobójczego, gdyż niezależnie od tego czy herbicy d zn ajd u je się w podłożu i jest zw iązany przez koloidy glebowe, czy też z n ajd u je się w roztw orze glebow ym , tylko częściowo zostaje p o b rany w dośw iadczalnym okresie w egetacji roślin. Ta ilość herbicydu, k tó ra pozostaje w podłożu po pierw szym zbiorze ro ślin w skaźnikow ych, jest w y starczająca do w yw ołania zm ian fitocy- dalnych i obum arcia roślin ponow nie w ysiew anych n a tym sam ym pod łożu, gdyż pierw szy plon roślin dośw iadczalnych w y ko rzystu je tylko część całkow itej ilości h erb icy d u w podłożu, z uw agi n a szybkie dzia łanie fitocydalne i obum arcie roślin. G dyby w m ianow niku w zoru za chować jed y n ie stężenie herbicy d u przed reak cją sorpcji, to wówczas m ożna by obliczyć, jaki procen t 'Całkowitej ilości herb icyd u w prow adzo nego do podłoża (a n ie ilości zaadsorbow anej) był dostępny do pobrania przez roślinę. P ro cen t dostępności w stosunku do całej ilości w prow adzo nego herb icyd u byłby w ielkością m niejszą, o ile n ie cała ilość herbicyd u została zw iązana przez koloidy glebowe.
W cześniej donieśliśm y, że rów nież zaadsorbow any lin u ro n [24] i p y - razon [22] są d o stęp ne dla roślin, p rzy czym ta dostępność p yrazonu zo stała już ostatnio potw ierdzona przez S m i t h a i M e g g i t t a [26].
Różnice w dostępności m o n olinuronu zaadsorbow anego przez różne gleby m ogą w ynikać z niejednorodności so rb entó w glebow ych, z a w a r ty ch w poszczególnych glebach, oraz z różnego stopnia w ysycenia kom pleksów sorpcyjnych ty ch gleb przez: badany herbicyd. B adania nad dy n am iką dostępności zaadsorbow anego m onolinuronu sugerują, że a k ty w ność korzeni w pob ieran iu herbicydów zm ienia się w raz z w iekiem .
Dostępność m o nolinuronu zaadsorbow anego przez glebę okazała się niejednakow a dla gorczycy białej i chabra bław atka. O s t r o w s k i [24] podał już w cześniej, że istn ieje n iejed n ak o w a zdolność różnych gatunków roślin do w yk orzy sty w ania zaadsorbow anego lin u ro n u i że to g atun k o we zróżnicow anie m oże być czynnikiem w pływ ającym n a kształtow anie się selektyw ności fitocydalnego działania herbicydów doglebowych. P o wyższe zróżnicow anie gatunkow ej zdolności roślin do w ykorzy styw an ia zaadsorbow anego h erbicy du zostało o statnio potw ierdzone przez D a m a - n a l i s a i w spółpracow ników n a przykładzie p a ra q u a tu [5]. W celu po ró w nania w arto podać, że poszczególne g atunki roślin m ają także różną zdolność przezw yciężania sił wiążących katio ny w kom pleksie sorpcyj n ym gleby [1].
B adania nasze w ykazały, że dostępność zaadsorbow anego m onolinu- ron u jest ko ntrolow ana stopniem w ysycenia gleby herbicydem . O strow ski dowiódł, że dostępność dla roślin zaadsorbow anego lin u ro n u jest rów nież kontrolow ana stopniem w ysycenia kom pleksu sorpcyjnego gleby przez ten herbicyd [24]. Dotychczas b ra k jest dostępnych d anych w ty m z akresie n a tem at innych herbicydów doglebow ych. P a ra q u a t silniej zw iązany przez ad sorb ent jest m niej d ostępny dla ro ślin [29]. Dostępność dla roślin P zaw artego w glebie je st rów nież uzależniona od stopnia w y sycenia A S C gleby przez fosfor [6].
P o b ieran ie m onolin uro n u przez nasiona i korzenie roślin stanow i istotn y etap m igracji tego h erb icy du w ciągłym układzie gleba-roślina. D roga p rzen ik an ia herbicydów do nasion i m echanizm ich absorpcji są m ało poznane [7, 25]. W naszych badaniach z nasionam i gorczycy białej w stępne nam oczenie w wodzie nie przeciw działało p obieraniu herbicydu przez nasiona, czyli w p rak ty ce m onolinuron zastosow any n a glebę w il gotną m oże być po brany przez spęczniałe nasiona. Oczywiście m ogą tu być duże różnice gatunkow e. Różnice w p obraniu m onolinuronu przez suche nasio na żyw e i m a rtw e m ogą w ynikać ze zm ian w budowie, w y w ołanych działaniem w ysokiej te m p e ra tu ry w autoklaw ie lub też są w a ru n k o w an e brakiem m etabolicznych procesów życiow ych u nasion za bitych. Z resztą i u nasion żyw ych w sk u te k stosunkow o niskiej tem p e ra tu ry otoczenia procesy m etaboliczne na pew no n ie b y ły zby t in te n sywne, chociaż w arto dodać, że sam m onolinuron w badanych stęże niach nie h am u je kiełkow ania nasion gorczycy białej i dlatego praw do podobnie n ie przyczynił się do zaham ow ania biochem icznych przem ian w nasionach. W ydaje się, że w badanych w aru n k ach pobieranie m ono lin u ro n u przez nasiona gorczycy m iało przed e w szystkim ch a ra k te r p ro cesu fizycznego, zw iązanego z pobieraniem wody, a zm niejszenie stęże n ia m onolinuronu w roztw orze w odnym przez nasiona w stępnie nam o czone mogło m ieć c h a ra k te r fizycznego procesu akum ulacji, niezależnego od pobierania w ody (np. w drodze adsorpcji). W cześniejsze nasze b a d an ia w ykazały, że hyd razyd 'kwasu m aleinow ego n ie w n ik a do nasion tobołków polnych Thlaspi arvense L., znajd u jący ch się w stanie spo czynku [21]. Zarów no nam oczone, ja k i suche nasiona Brassica sp. po b ie ra ły znaczne ilości 2,4-D z roztw orów w odnych [13]. Zaobserw ow ano pobieranie am ibenu, atrazy n y , EPTC, chloroprofam u i lin u ro n u przez nasiona soi w czasie, gdy nie p obierały one ju ż wody, czyli były w pełni spęczniałe. Je d y n ie w pierw szych godzinach m oczenia po b ieran ie h e rb i cydów było ściśle zw iązane z absorpcją wody przez n asiona [25].
W badaniach naszych w ykazano, że n atężen ie tra n sp ira cji w y w iera isto tn y w pływ n a absorpcję m onolin u ro nu przez gorczycę białą i fasolę,
S orpcją m on olin u ron u i jego d ostęp n ość dla roślin 69
gdyż pom im o zróżnicow ania tra n sp ira cji stężenie herbicydów w pożywce fasoli nie uległo prakty czn ie zm ianom , n ato m iast ilość pobranego h e rb i cydu przez gorczycę p rzy szybkiej tra n sp ira cji była w yższa i zanotow ano w iększe zm iany fitocydalne na m ate ria le biow skaźnikow ym . Pow yższe m oże w skazyw ać, że p asyw na ab so rp cja m onolin uron u przez w ym ienio n e g atu n k i roślin z takiego podłoża jak pożyw ka lub piasek przesycony pożyw ką m a duże znaczenie przy pobieraniu tego h erbicydu korzenia mi. Oczywiście ten w ykazany w p ły w tra n sp ira cji (i pobierania wody) nie w yklucza możliwości istn ien ia rów nież aktyw nego po bierania tego herbicydu, co om ówiono w odniesieniu do składników m in eraln y ch w cie kaw ej pracy B r o u w e r a [2], pom im o że in te rp re ta c ji p o b ieran ia h e r bicydów przez korzenie nie pow inno się zbytnio naginać do istn iejący ch hipotez po bieran ia soli m in eraln y ch [17]. Może w jednej fazie abso rpcja m onolinuronu polega n a szybkim w nikaniu, k ontrolow anym głów nie po bieraniem wody, a w innym etapie jest w arun kow an a energią przem ian m etabolicznych. P obieranie herbicydów z gleby podlega bez w ątpien ia p raw om fizykochem icznym , jed n ak przepuszczalność, w iązanie i prze m ieszczanie są zapew ne zarazem objaw em aktyw ności żyw ych kom órek [17]. K orzenie roślin m uszą odgryw ać akty w n ą rolę w u ru cham ianiu zw iązanego przez podłoże herbicydu, gdyż o bserw ujem y różnice w stop n iu dostępności dla różnych gatunków roślin i w różnych okresach ich rozw oju, np. m onolin uro n u zaadsorbow anego przez sorbenty w ystęp u jące w analogicznej glebie. M echanizm pob ierania korzeniam i m u si m ieć w pływ n a rolę, jak ą o dgryw a m ig racja herb icyd u w glebie w drodze m asow ego p rzepływ u i d y fu zji w ud ostępn ian iu go roślinie. M igracja ta z kolei jest zapew ne w znacznym stopniu w aru nk ow an a sorpcją h e rb i cydu przez glebę. A bsorpcja lin u ro n u przez korzenie soi, k u k u ry d zy i palusznika krw aw ego w ydaje się m ieć c h a ra k te r pasyw ny [14]. P y ra - zon zastosow any na */з system u korzeniow ego spow odow ał tylko ograni czoną bioreakcję u roślin w skaźnikow ych [16]. Doniesiono rów nież o fa k cie jak b y w ybiorczego n iepob ieran ia ch lo ro x uronu przez n iek tó re rośli n y [8]. O statnio w ykazano większe zaham ow anie procesu fotosyntezy u fasoli przez takie herbicydy, jak sym azyna, sym eton, lenaeil, isocil, d iu ro n i fen u ro n przy inten sy w n ej tra n sp ira cji roślin [15]. Istn ieją do niesienia w skazujące n a to, że absorpcja m on uronu jest praw dopodobnie procesem pasyw nym , gdy tym czasem m echanizm a k ty w n y m oże m ieć m iejsce przy absorpcji 2,4-D [15].
S orpcją glebow a zm niejsza inicjalną, uderzeniow ą daw kę herbicy du [24]. R ośliny p o b ierają przede w szystkim łatw iej dostępny, n ie zw ią zany herbicyd. N astępnie w sku tek zm niejszania się stężenia herb icyd u w roztw orze glebow ym (pobieranie, rozkład, w ym ycie itd.) pom ału w
drodze desorpcji, i to n a pew no potęgow anej oddziaływ aniem eksudatów korzeniow ych, stopniowo uru ch am iają zaadsorbow any przez glebę h e r bicyd. T en zw iązany h erbicy d m oże być w taki sposób d ostępn y dla roślin, lecz jego pobieranie jest pow olniejsze i uin ten sy w n ia się w raz z rozw ojem młodego system u korzeniow ego ; rów nocześnie jed n ak p rze ciąga się n a okres w zrastającej odporności roślin z ich w iekiem .
Na zakończenie należałoby podkreślić, jakie konsekw encje dla p ra k tyki stosow ania m onolinuronu w y n ik ają z om ówionego zachow ania się tego herb icy du w glebie. Chodzi tu zarów no o skuteczność zabiegu chwastobójczego, jak i o działan ie uboczne stosow anego herbicydu. Z b a d ań naszych w ynika, że zaw artość substan cji organicznej w glebie po w inna być głów nym czynnikiem decydującym o wysokości daw ki m ono linuronu. Sorpcja gleby i stopień dostępności zaadsorbow anego m ono lin u ro n u rz u tu ją n a k ształtow anie się skuteczności i selektyw ności do- glebowego środka chwastobójczego i dlatego pow inny chyba być b ran e pod uw agę przy poszukiw aniu now ych związków chem icznych, działa jących fitocydalnie. Stopień biologicznej dostępności m onolinuronu jest istotn ym czynnikiem określającym zan ik an ie tego herbicydu w glebie w drodze adsorpcji i pow inien być każdorazow o uw zględniany przy dy sku tow an iu zagadnień biologicznie czynnych pozostałości. P rzy p racy z m ieszankam i m o nolinuronu n ależy brać pod uw agę m ożliwości sorpcji konku ren cyjnej i jej n astęp stw a w zakresie skuteczności i selektyw ności poszczególnych składników biologicznie czynnych. P rzy zm ianie doboru właściwości fizykochem icznych g ranulow anej form y użytkow ej m onoli n u ro n u łatw iej zapew nić pew ną k on trolę uw alniania się substancji ak ty w n ej. W w aru n k ach sprzy jających in ten syw nej tra n sp ira cji roślin należy spodziewać się lepszej skuteczności m onolinuronu. W ęgiel a k ty w ny m oże być dobrym so rbentem dla użycia w celu poszerzenia zakresu selektyw nego działan ia m onolinuronu oraz w celu elim inow ania biolo gicznie dostępnych niepożądanych pozostałości tego h erbicydu w w y niku niew łaściw ego stosow ania.
T rudno zaobserw ow ane zjaw isko uogólnić n a w szystkie herbicydy, k tó ry ch liczba każdego ro k u szybko w zrasta. Zachow anie się i losy h e r bicydu w glebie m uszą przecież być w aru nk o w ane c h a ra k te re m ich b u dow y chem icznej. Niem niej jednak, jak w ykazały nasze badania i n a co w skazują dostępne info rm acje lite ra tu ry , istn ieją na przy k ład duże po dobieństw a w oddziaływ aniu czynników środow iska glebowego n a reak cję sorpcji herbicydów , należących do jednej grupy chem icznej (np. po chodnych mocznika). Znacznie tru d n iej m ówić o ew en tu alnych różnicach w dostępności d la roślin różnych herbicydów zaadsorbow anych przez glebę. Na ten tem a t istn ieją dopiero pierw sze prace pionierskie; doty
Sorpcja m on olin u ron u i jego dostęp n ość dla roślin 71
czą one n iek tó ry ch herbicydów i dlatego każda now a publikacja w p iś m iennictw ie św iatow ym stanow i w ażny w kład poszerzający naszą do tychczasow ą w iedzę o dostępności d la roślin zaadsorbow anych h erb icy dów. Z agadnienia te zostały w yżej przed y sk utow an e n a przykładzie w łas nych bad ań i d an ych lite ra tu ry .
Ekonom iczne i bezpieczne stosow anie herbicydów doglebow ych za leży od ich zachow ania się i losów w glebie [18]. Lepsze poznanie czyn n ików glebow ych, w pływ ających na aktyw ność herbicydów , może u ła t wić w y b ó r właściwego środka chwastobójczego i w aru n k ó w jego sto sow ania w p rak ty c e rolniczej.
L IT E R A T U R A
[1] B r o g o w s k i Z.: W iązan ie w ap n ia, m agnezu, potasu i sodu w n iek tórych rodzajach gleb. SGGW , W arszaw a 1967.
[2] B r o u w e r R.: Ion absorption and transport in plants. A nn. R ev. PI. P hysiol., t. 16, 1965, s. 241-266.
[31 B u r n a i d e О. C., L a v y T. L.: D issip a tio n of dicam ba. W eeds t. 14, 1966, s. 211-214.
[4] C h o m i c k a - B a l i ń s k a Z., O s t r o w s k i J.: B ad an ia nad doborem f iz y k och em iczn ych w ła sn o śc i g ran u low an ych h erb icyd ów stosow an ych w różnych w aru n k ach . Pr. Inst. P rzem . Organ., t. 1, 1969, s. 284-296.
[5] D a m a n a k i s i in.: T he to x ic ity of p araquat to a range of sp ecies fo llo w in g u p tak e by th e roots. W eed R es., t. 10, 1970, s. 278-283.
[61 D e b D. L.: E ffe c t of adsorbed cations and anions at d iffe r e n t le v e ls of sa tu r a tion on th e u tilisa tio n of so il and fertilizer phosphorus by crops in th ree Indian soils. I. N eubauer ex p erim en ts w ith rye and barley. P la n t and Soil, t. 30, 1969, s. 227-240.
[71 F i s j u n o w A. W.: W lijan ije g ierb icid o w na żiznesposobnosc siem jan sornych ra stien ji. C h im ija w S ielsk o m C hoziajs., t. 8, 1970, s. 928-930.
[8] G r e i s s b ü h 1 e r H. C. i in.: T he fa te of N '-ch lo ro p h en o x y (p h en yl N )N -d i- m eth y lu rea in so il and plants. II. U p tak e and d istrib u tion w ith in p lan ts. W eed Res., t. 3, 1963, s. 181-194.
[9] H a n c e R. J.: T he adsorption of urea and som e of this d eriv a tes b y a v a riety of soils. W eed Res., t. 5, 1965, s. 98-107.
[101 H a n c e R. J.: In flu en ce of pH, ex ch a n g ea b le cation and the presen ce of organic m atter on th e adsorption of som e h erb icid es by m on tm orillon ite. Canad. J. S o il Sei., t. 49, 1969, s. 357-367.
[11] H a r r i s C., W a r r e n G.: A dsorption and desorption of h erb icid es b y soils. W eeds, t. 12, 1964, s. 120-126.
[12] L i n L. C., C i b e s - V i a d e H., К о о F. K. S.: A dsorption of a m etry n e and diuron by soils. W eed Sei., 18, 1970, 470-474.
[13] M i t s c h e l l J. W. , B r o w n J. V.: R e la tiv e se n s itiv ity of dorm ant and germ in a tin g seed to 2,4-D. Sei., t. 106, 1947, s. 266-267.
[14] N a s h e d R. B., I l n i c k i R. D.: A bsorption, d istrib u tion and m etab olism of linuron in born, soyb ean and crabgrass. W eed Sei., t. 18, 1970, s. 25-28.
[15] O o r s c h o t van J. L. P.: E ffect of tran sp iration rate of bean p lan ts on in h ib i tion of p h otosyn th esis o f som e root ap p lied h erbicides. W eed Res., t. 10, 1970, s. 230-242.
[16] O s t r o w s k i J.: B adania nad k orzen iow ym p ob ieran iem n iek tórych h e r b ic y dów. B iul. IOR, t. 31, 1965, s. 125-134.
[17] O s t r o w s k i J.: M ech an izm y działania h erb icyd ów . Zesz. probl. P ost. N auk roi., 4, 1965, s. 65-93.
[18] O s t r o w s k i J.: Z agad n ien ie ubocznego działan ia herb icyd ów . Z esz. probl. Post. N auk roi., 60, 1966, s. 155-159.
[19] O s t r o w s k i J.: L aboratory stu d ies on so il leach in g of som e h erb icid es for sugar beat. Jou rn ees Intern. d’E tudes sur le D esh erb age S e le c tif en C ultures B etteraves, M arly Le Roi, 1967, s. 233-237.
[20] O s t r o w s k i J.: T he elim in a tio n of h erb icid es carryover e ffe c t b y their adsorption on a ctiv a ted carbon. Rocz. glebozn., t. 19, suppl., 1968, s. 235-241. [21] O s t r o w s k i J.: B adania nad k om b in ow an ym w p ły w e m hyd razyd u kwTasu
m a lein o w eg o i k w a su g ib erelin o w eg o na rośliny. Rocz. N auk roi., 93-A -4, 1968, s. 743-756.
[22] O s t r o w s k i J.: S tu d ies on the adsorption and a v a ila b ility of pyrazon. Rocz. glebozn., t. 20, 1969, s. 277-288.
[23] O s t r o w s k i J.: A k ty w n o ść b iologiczna, sorpcją i p rzem ieszczan ie w od zian u chloralu w n iek tórych glebach. P race Inst. P rzem . Organ., t. 1, 1969, s. 273-283. [24] O s t r o w s k i J.: B adania nad sorpcją lin u ron u i jego d ostępnością dla roślin.
Rocz. glebozn., t. 21, 1970, s. 2.
[25] R i e d e r G., B u c h h o l t z K. P., К u s t C. A.: U p tak e of h erb icid es by soybean seed. W eed Sei., t. 18, 1970, s. 101-105.
[26] S h i t h D. T., M e g g i t t W. F.: P e rsisten ce and degradation of pyrazon in soil. W eed Sei., t. 18, 1970, s. 260-264.
[27] S t a r o s i e l s k i J. J.: O pyt u sta n o w len ija radiusa d iejstw ija naczała. A gro- chim ija, t. 5, 1968, s. 90-98.
[28] T a l b e r t R. E., F l e t c h a l l O. H.: T he adsorption of som e s-tr ia z in e s in soils. W eeds, t. 13, 1965, s. 46-52.
[29] T u c k e r B. W. i in.: P araquat soil bonding and p lan t response. W eed Sei., t. 17, 1969, s. 448-451. Я. ОСТРОВСКИ ИСС Л ЕД О ВАН И Я ПО А Д С О РБ И РО В А Н И Ю М О Н О Л ИН УРОН А И ЕГО ДО СТУП НОСТИ Д Л Я Н Е К О Т О РЫ Х РА С Т ЕН И Й И нститут О рганической П ромы ш ленности Р е з ю м е Ц ель п р ов еден н ы х опытов: — получить дан н ы е по адсорбированию (поглощ ению ) м онолинурона (N -4- -х л о р ф ен и л -№ -м ет ок си -№ -м ети л -м оч ев и н ы ) различн ы м и почвами, илисты ми м а териалами, активным углем, ионообменны ми смолами и ф лор и си л ем (Florisil), — вы явить конкурентность адсобрирования м еж д у м онолинуроном и п ро- фамом,
