Анотація до роботи:

Панченко Т.П. Методи моніторингу та екотоксикологічний ризик застосування пестицидів в агроценозах плодових культур. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.16 – екологія. – Інститут захисту рослин УААН.- Київ, 2006.

Дисертація присвячена екотоксикологічному моніторингу пестицидів різних хімічних класів при їх застосуванні в інтегрованих системах захисту черешні та сливи від шкідливих організмів в Лісостепу України. Він включає: розробку методик визначення різнополярних пестицидів, вивчення кінетики процесу їх детоксикації в об’єктах агроценозу, оцінку ступеню ризику застосування пестицидів за агроекотоксикологічним індексом (АЕТІ)

Доведено, що дипольний момент (, D) пестицидних сполук може використовуватися для характеристики їх фізико-хімічних та екотоксикологічних властивостей. За розроблено алгоритм визначення різнополярних пестицидів в черешні та сливі, що дає можливість моделювати методики визначення окремих пестицидів (органічних та неорганічних) та суміші малополярних пестицидів.

Встановлено, що залежність швидкості детоксикації пестицидів (k) від величини дипольного моменту () є кореляцією. Доведено, що величини і k можуть бути використані для екотоксикологічного скринінгу пестицидів в агроценозах, нормування та регламентації їх раціонального застосування.

За інтегральною класифікацією відповідно 7-ми бальної шкали визначено ступінь небезпечності пестицидів сучасного асортименту.

Доведено, що удосконалення хімічного захисту плодових культур від шкідливих організмів можливе при зменшенні сезонного навантаження на агроценоз за рахунок застосування помірно- та малонебезпечних препаратів, ефективних з малими нормами витрати.

У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що полягає в екотоксикологічному обґрунтуванні та розробці принципів раціонального застосування пестицидів для захисту черешні та сливи від шкідливих організмів в Лісостепу України.

1. За результатами екотоксикологічного моніторингу розроблена модель оцінки ризику застосування пестицидів, за якою можна завчасно оцінити екологічну безпечність застосування різних варіантів хімічного захисту, формувати асортимент пестицидів, що можна застосовувати при захисті плодових культур, продукція яких використовується в дитячому та дієтичному харчуванні.

2. Підтверджено залежність фізико-хімічних та екотоксикологічних властивостей пестицидів від їх полярності. Визначено дипольні моменти та класифіковано за полярністю пестициди сучасного асортименту, що відносяться до різних хімічних класів. Встановлено, що вазелінове масло є сумішшю неполярних

сполук з від 0 до 2 Дебай (1 Дебай = 4,8 10^-18 ел.ст.од. х см), решта пестицидів - сполуки малополярні з більше 2 до 6 Д.

3. Розроблено спосіб визначення дипольних моментів полярних органічних сполук ( > 6 Д) методом тонкошарової хроматографії, який базується на нанесенні досліджуваної речовини на пластинку з тонким шаром адсорбенту діатоміт та хроматографуванні її в рухомих фазах: ацетон+25% аміак у співвідношеннях 10:0,7 і 10:1. Визначено дипольні моменти: 3,6-дихлорпіколінової кислоти (гетероциклічна сполука) - =20,69 Д; пропіл – N – [3 – (диметиламіно) – пропіл - 1] карбамату гідрохлориду (похідне сечовини) - =23,11 Д; ( – хлоретил) триметиламонійхлориду (похідне аміноспирту холіну) - =22,84 Д.

4. Розроблено алгоритм визначення різнополярних пестицидів у черешні та сливі, за яким змодельовані (за величиною дипольного моменту) і розроблені методики визначення окремих пестицидів (органічних й неорганічних) та методика систематичного аналізу малополярних пестицидів в черешні та сливі. Чутливість визначення становить 0,1-0,01 мг/кг, що дозволяє контролювати вміст пестицидів у плодах на рівні гігієнічних нормативів.

5. Експериментально доведено, що детоксикація пестицидів в об’єктах агроценозу під впливом абіотичних та біотичних чинників, проходить за екпоненційною моделлю. Швидкість цього процесу прямо пропорційно залежить від їх полярності. Малополярні пестициди розпадаються в об’єктах агроценозу зі швидкістю 0,07 – 0,25 частин за добу. Періоди напіврозпаду та повного розпаду становлять 9,9 – 2,8 і 42,8 – 12,0 діб відповідно.

6. На основі експериментальних даних встановлено, що залежність швидкості детоксикації пестицидів (k) від величини дипольного моменту () є кореляцією (коефіцієнт кореляції 0,76-0,98; коефіцієнт детермінації до 0,95) і описується рівнянням:

k_роз = 0,056 – 0,085 для черешні ;

k_роз = 0,047 – 0,050 для сливи;

k_роз = 0,048 – 0,068 для грунту.

k_роз може бути використана для екотоксикологічного скринінгу пестицидів в агроценозах, нормування та регламентації їх раціонального застосування.

7. За результатами досліджень відсотковий розподіл пестицидів в агроценозі черешні та сливи становить: у листках та плодах в середньому близько 44%, у ґрунті - 15%, розсіюється в навколишньому середовищі 41% від кількості, яка вноситься в агроценоз, що є підставою для удосконалення технологій застосування при збереженні початкового токсичного потенціалу пестицидів.

8. За інтегральною класифікацією відповідно 7-ми бальної шкали визначено ступінь небезпечності пестицидів сучасного асортименту: вазелінове масло, піриміфос-метил, люфенурон, клотіанідин є сполуками малонебезпечними (Сн. 6-7 балів); решта пестицидів – сполуки помірно небезпечні (Сн. 5 балів).

9. Оцінено ризик застосування різних варіантів хімічного захисту черешні та сливи за АЕТІ, який враховує властивості пестицидів, навантаження за нормою витрати та здатність території до самоочищення. Екологічно безпечними були варіанти, які включали інсектициди та фунгіциди різних хімічних класів та механізмів дії, і ризик застосування яких наближається до нуля (АЕТІ 0,14- 0,33 бала) за середньозваженого ступеня небезпечності асортименту 5,0 - 5,3 бала та сезонного навантаження 20,8 - 21,7 кг.

10. Удосконалення хімічного захисту плодових культур від шкідливих організмів можливе при зменшенні сезонного навантаження на агроценоз за рахунок застосування помірно- та малонебезпечних препаратів, ефективних з малими нормами витрати, що дозволяє одержати якісну плодову продукцію для дитячого та дієтичного харчування.

Публікації автора:

1. Бублик Л.І., Панченко Т.П. Визначення вмісту неорганічної міді (Cu_н.²⁺) в плодах методом тонкошарової хроматографії // Захист і карантин рослин. - 2003.- № 49.- С. 205-211. (Особистий внесок здобувача 75%. Розробка методики, визначення вмісту пестициду в динаміці, узагальнення отриманих результатів).

2. Бублик Л.І., Панченко Т.П., Свояк Н.І. Екотоксичний ризик застосування мінеральних масел для захисту плодових культур від шкідників // Захист і карантин рослин. - 2004.- №50.- С.257- 263. (Особистий внесок здобувача 70%. Проведення експериментальних досліджень, обробка даних).

3. Бублик Л.І., Панченко Т.П., Шевчук І.В. Екотоксикологічна оцінка застосування сучасних пестицидів для захисту черешні в Лісостепу України // Захист і карантин рослин .- 2005.- №51.- С.79- 86. (Особистий внесок здобувача 50%. Проведення аналізу пестицидів, обробка експериментальних даних).

4. Пат. 200307664 Україна, МКИ G01N27/26, G01N30/00, G01N30/90. Спосіб визначення дипольного моменту полярних органічних сполук, які містять хлор: Пат. 200307664 Україна, МКИ G01N27/26, G01N30/00, G01N30/90./ Бублик Л.І., Гаврилюк Л.Л., Панченко Т.П. - №67956 А; Заявл. 15.07.2003; Опубл. 15.07.2004. – Бюл.№7. – 3 с. (Особистий внесок здобувача 30%. Проведення експериментальних робіт, статистична обробка результатів).

5. Бублик Л.І., Гаврилюк Л.Л., Панченко Т.П. Визначення дипольного моменту полярних сполук методом тонкошарової хроматографії // Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції “Інтегрований захист рослин на початку ХХI століття”. - Київ: Колобіг, 2004.- С.604-606. (Особистий внесок здобувача 30%. Проведення дослідів, оцінка та обробка результатів).

6. Бублик Л.І., Панченко Т.П. Моніторинг малополярних пестицидів сучасного асортименту в агроценозах плодових культур в Лісостепу України // Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції “Інтегрований захист рослин на початку ХХI століття”. - Київ: Колобіг, 2004.- С.607-613. (Особистий внесок здобувача 75%. Проведення досліджень, аналіз одержаних результатів).

7. Бублик Л.І., Андрієнко Г.Г., Федоренко Н.В., Панченко Т.П., Адаменко Н.М. Аналіз різнополярних пестицидів методом тонкошарової хроматографії // Тези доповідей Першого Міжнародного симпозіуму «Методи хімічного аналізу».- Севастополь: 2002.-С.32. (Особистий внесок здобувача 30%. Проведення експериментальних досліджень).

8. Панченко Т.П., Бублик Л.І. Динаміка детоксикації малополярних пестицидів в плодах сливи в умовах Лісостепу України // Тези доповідей науково-практичної конференції “Актуальні проблеми токсикології, гігієни та аналітичної хімії пестицидів та агрохімікатів”. – Київ: 16-17 жовтня, 2003 р. (Особистий внесок здобувача 75%. Проведення досліджень, статистична обробка експериментальних даних).