11
Pesticidi u zemljištu: delovanje na
mikroorganizme
REZIME
Od otkrivanja pa do danas, pesticidi su nezaobilazni segment
poljoprivredne proizvodnje, a u njihovom razvoju teži se ka sintezi
jedinjenja koja će imati potrebnu efikasnost i selektivnost, dovoljnu
dužinu zadržavanja na objektu i povoljne toksikološke i ekotoksikološke
karakteristike, kako bi imali što manji neželjeni uticaj na životnu sredinu
u celini. Kad se nakon primene nađe u zemljištu, pesticidno jedinjenje biva
izloženo brojnim fizičkim, hemijskim i biološkim procesima razgradnje
koji zavise ne samo od osobina jedinjenja, već i od čitavog niza drugih
faktora, kao što su: fizičke, hemijske i biološke karakteristika zemljišta i
klimatski faktori. U procesima razgradnje pesticida u zemljištu značajnu
ulogu imaju mikroorganizmi, imajući u vidu da su sposobni da iz njihovih
molekula koriste biogene elemente i energiju za svoje fiziološke procese. S
druge strane, pesticidi koji su sami po sebi manje ili više toksične
supstance, mogu štetno da deluju na populacije mikroorganizma i da
dovedu do zaustavljanja njihovog razvoja, smanjenja, osiromašenja
taksonomskog sastava, stvaranja zajednica sa nižim stepenom
raznovrsnosti i smanjenom fiziološkom aktivnošću. brojnosti
U ovom radu razmatraju se uzajamni procesi i odnosi koji se
uspostavljaju u zemljištu između pesticida i mikroorganizama
neposredno, kao i u periodu posle primene. Kao pokazatelji ovih procesa
dati su podaci o promeni brojnosti pojedinih sistematskih i fizioloških
grupa mikroorganizama, mikrobiološke biomase i aktivnosti enzima koji
su nastali pod uticajem pesticida.
Ključne reči:
Pesticidi; mikroorganizmi; enzimi; mikrobiološka
biomasa; zemljište
UVOD
Pesticidi, ili sredstva za zaštitu bilja, je zajedničko ime za sva ona
jedinjenja koja su proizvedena za primenu u poljoprivrednoj proizvodnji
da bi se sprečili ili ograničili štetni efekti bioloških agenasa, kao što su
insekti, glodari, prouzrokovači biljnih bolesti, nepoželjne biljne vrste
(korovi) i dr. Međutim, primenu pesticida često prati rizik od neželjenih
posledica za životnu sredinu, jer sve veći broj podataka govori da se
tragovi pesticida mogu naći svuda gde živimo i radimo; u vazduhu koji
dišemo,u vodi koju pijemo, u hrani koju jedemo. Oni mogu kontaminirati
površinske i podzemne vode; mogu ispoljiti štetne efekte na gajenim
biljkama, korisnim organizmima u zemljištu, korisnim artropodama,
sitnim sisarima i pticama; mogu se naći kao ostaci u hrani i mogu
prouzrokovati pojavu rezistentnosti bioloških agenasa
Pošto su pesticidi, sami po sebi, više ili manje toksične supstance, postoji i
prirodan interes za njihovo prisustvo u životnoj sredini i delovanje na
zdravlje ljudi i kvalitet
životne sredine. U periodu 1962-1975. godine u svetusu se vodile velike
debate o pesticidima, njihovim mogićim štetnim efektima, ostacima u
hrani, koje su bile preteča kasnijeg povećanog interesa za životnu sredinu.
Od tog vremena do danas uspostavljeni su novi kriterijumi i normativi u
cilju svođenja na minimum količine ostataka u hrani i vodi za piće i
stvaranja uslova da pesticidi budu što bezbedniji za ljude, i da se
zagađenje životne sredine (zemlja, voda, vazduh) svede na najmanju
moguću meru. Zbog toga današnje sinteze pesticida idu za tim da daju
jedinjenja koja će imati vrlo specifičan način delovanja i izraženu
selektivnost, dovoljnu dužinu zadržavanja na objektu i povoljne
ekotoksikološke karakteristike (Hodgson i sar., 1998; Stetter, 1992). Kad se
nakon primene nađe u zemljištu, pesticidno jedinjenje biva izloženo
brojnim fizičkim, hemijskim i biološkim procesima razgradnje koji zavise
od samog jedinjenja, fizičkih, hemijskih i bioloških karakteristika zemljišta
i klimatskih faktora
.
Kao rezultat imamo njegovo duže ili kraće
zadržavanje u zemljištu, pa se u vezi s tim, postavlja pitanje da li neki
pesticid predstavlja rizik za životnu sredinu (Nešković 1988; Koskinen i
Zemljište, kao deo životne sredine, predstavlja vrlo složen,
dinamičan i kompleksan višefazni sistem. Treba ga posmatrati kao
međupovršine gde se mešaju i međusobno reaguju litosfera, akvasfera,
atmosfera i biosfera. Inače, sistem sačinjavaju čvrsta, tečna i gasovita
faza.Čvrsta faza (koja čini oko 50%) sastoji se od organskog i neorganskog
dela. Organski deo sadrži aglomerate organskih čestica, biljne i životinjske
ostatke i zemljišne mikroorganizme.Mikroorganizmi zemljišta su
heterogena grupa koju čine aerobi i anerobi, heterotrofi, autotrofi,
saprofiti, simbionti i paraziti, i značajna su karika u sistemu
zemljištebiljka.
Oni imaju važnu ulogu u stvaranju i održavanju plodnosti; utiču na
rast i razviće biljaka; razgrađuju pesticide i druge zagađivače i indikatori
su promena fizičko-hemijskih osobina zemljišta koji nastaju pod uticajem
različitih faktora iz spoljašnje sredine (Pascual i sar.,2000; Milošević i sar.,
2001; Thompson i sar., 2001).
Procenjuje se da na dubini orničnog sloja mikrobiološka biomasa
iznosi nekoliko tona po hektaru.Bakterije su najbrojnija grupa u zemljištu
i zato se njihov broj koristi kao ukupan broj mikroorganizama (Jarak i
Govedarica, 2003). Brojnost im se, u zavisnosti od uslova sredine, kreće od
nekoliko miliona do nekoliko milijardi po gramu apsolutno suvog
zemljišta. To je najraznovrsnija sistematska grupa mikororganizama, koju
čine uglavnom heterotorofi, mada ima i autotrofa. Izuzetno su značajne za
pedogenezu, stvaranje i održavanje plodnosti zemljišta. Brojna
istraživanja su pokazala da se ukupan broj mikroorgaizma, odnosno broj
bakterija, može koristiti kao pokazatelj opšte biološke aktivnosti jednog
zemljišta (Milošević i sar., 2001; Imberger i Chiu, 2002; Radivojević i sar.,
2003).
i
Gljive su eukariotski organizmi koji žive u svim tipovima zemljišta.
Do sada je otkriveno oko 80000 vrsta. To su heterotrofni organizmi,
uglavnom saprofiti, a ima i patogenih vrsta. One učestvuju u brojnim
biohemijskim procesima, a posebno je značajna njihova uloga u razgradnji
složenih organskih molekula, kakvi su i pesticidi). Aktinomicete su
specifična grupa bakterija koje po sistematici pripadaju različitim
granama i redovima. Brojnost im se kreće 1-10 miliona po gramu
apsolutno suvog zemljišta. To su heterotrofni organizmi, uglavnom
saprofiti, a broj patogenih vrsta je mali. Imaju značajnu ulogu u procesima
humifikacije i mineralizacijom organskih materija. Sposobne su da razlažu
pektin, lignin,pesticide i druge ksenobiotike. Takođe, aktinomicetemogu da
razlažu i najotpornije komponente humusa i tako stvaraju asimilative za
biljke .
Celulolitski mikroorganizmi su heterogena grupa mikroorganizama
koju čine aerobne i anaerobne bakterije,termofilne bakterije, filamentozne
gljive, bazidiomicete, aktinomicete i neke protozoe. Ova gupa
mikroorganizama stvara enzime endo-β-1.4-glukonazu, egzo-β-1.4-
glukonazu i β-glukozidazu koji katališu razgradnju celuloze.
Aminoheterotrofi, koje čine aerobne, anaerobne, sporogene i
asporogene bakterije i gljive, učestvuju u procesima amonifikacije,
odnosno razgradnje i transformacije proteina u mineralne i/ili nove
organske forme. Mineralizacijom proteina izdvaja se azot koji dalje
učestvuje u stvaranju biljih hraniva.
Slobodnu aerobnu azotofiksaciju obavljaju uglavnom bakterije, a
najaktivnije su one iz roda
Azotobacter
. Rod
Azotobacter
ima sposobnost
da redukuje elementarni azot iz atmosfere prvo do amonijaka koga biljke
najlakše usvajaju, a zatim ga prevode do organskog oblika. Bakterije iz
roda
Azotobacter
žive kao slobodne forme u zemljištu u rizosferi ili na
površini korena biljaka i ne izazivaju morfološke promene na korenu.
Brojnost ovog roda se kreće od nekoliko hiljada do nekoliko stotina hiljada
po gramu zemljišta. Najveću aktivnost imaju u neutralnimzemljištima, pri
vlažnosti 60-80% punog vodnog kapaciteta i temperaturi 15-25oC
U procesu kruženja fosfora u zemljištu mikroorganizmi učestvuju u
razlaganju neorganskih i organskih jedinjenja fosfora, imobilizaciji
neorganskih anjona i njihovoj ugradnji u ćelijske komponente. U svim
ovim procesima ključnu ulogu imaju fosfomineralizatori i
fosfomobilizatori
PESTICIDI I MIKROORGANIZMI
