Dehydrogenase activity as an indicator of soil contamination with herbicides

• Autorzy: Kucharski J. , Baćmaga M. , Wyszkowska J.

Warianty tytułu

PL

Aktywność dehydrogenaz jako wskaźnik zanieczyszczenia gleby herbicydami

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The effect of soil contamination with the following herbicides: Harpun 500 SC, Faworyt 300 SL, Akord 180 OF and Mocarz 75 WG on the activity of soil dehydrogenases was estimated in a laboratory and pot experiment, in which dehydrogenase activity was determined repeatedly in soil (loamy sand) samples. The herbicides were applied to soil at the manufacturer's recommended doses, and at doses that were 10-, 50-, 100-, 150- and 200-fold higher than recommended. AD attempt was also made to alleviate the negative influence of herbicides on dehydrogenases by the addition of bentonite in the amount of 60 g kg-1 d.m. of soil. It was found that all analyzed herbicides inhibited the activity of soil dehydrogenases. The adverse impact of herbicides was positively correlated with the level of soil contamination, and their inhibitory effect on dehydrogenases was observed over the entire experimental period (112 days) and decreased at a very slow fale. Dehydrogenase activity proved to be a good indicator of the degree of suit contamination with herbicides. Bentonite enhanced the inhibitory effect of herbicides on dehydrogenases.

PL

W celu określenia wpływu zanieczyszczenia gleby herbicydami: Harpun 500 SC, Faworyt 300 SL, Akord 180 OF i Mocarz 75 WG na aktywność dehydrogenaz glebowych, wykonano dwa doświadczenia: laboratoryjne i wegetacyjne (wazonowe), w których kilkakrotnie określano aktywność dehydrogenaz w glebie (piasku gliniastym). Herbicydy stosowano doglebowo w dawkach zalecanych przez producenta oraz w dawkach: 10, 50, 100, 150 i 200-krotnie większej. Podjęto także próbę złagodzenia negatywnego oddziaływania herbicydów na dehydrogenazy poprzez dodanie do gleby bentonitu w ilości 60 g kg-1 s.m. gleby. W wyniku badań stwierdzono, że wszystkie herbicydy hamowały aktywność dehydrogenaz glebowych. Ich negatywne oddziaływanie było dodatnio skorelowane ze stanem zanieczyszczenia gleb, a inhibicyjne działanie na dehydrogenazy utrzymywało się przez cały okres badań (112 dni) i zmniejszało się bardzo powoli. Aktywność dehydrogenaz okazała się dobrym wskaźnikiem oceny stanu zanieczyszczenia gleb herbicydami. Zastosowany bentonit zwiększał inhibicyjne oddziaływanie herbicydów na dehydrogenazy.W celu określenia wpływu zanieczyszczenia gleby herbicydami: Harpun 500 SC, Faworyt 300 SL, Akord 180 OF i Mocarz 75 WG na aktywność dehydrogenaz glebowych, wykonano dwa doświadczenia: laboratoryjne i wegetacyjne (wazonowe), w których kilkakrotnie określano aktywność dehydrogenaz w glebie (piasku gliniastym). Herbicydy stosowano doglebowo w dawkach zalecanych przez producenta oraz w dawkach: 10, 50, 100, 150 i 200-krotnie większej. Podjęto także próbę złagodzenia negatywnego oddziaływania herbicydów na dehydrogenazy poprzez dodanie do gleby bentonitu w ilości 60 g kg-1 s.m. gleby. W wyniku badań stwierdzono, że wszystkie herbicydy hamowały aktywność dehydrogenaz glebowych. Ich negatywne oddziaływanie było dodatnio skorelowane ze stanem zanieczyszczenia gleb, a inhibicyjne działanie na dehydrogenazy utrzymywało się przez cały okres badań (112 dni) i zmniejszało się bardzo powoli. Aktywność dehydrogenaz okazała się dobrym wskaźnikiem oceny stanu zanieczyszczenia gleb herbicydami. Zastosowany bentonit zwiększał inhibicyjne oddziaływanie herbicydów na hydrogenazy.

Słowa kluczowe

EN

herbicides; soil contamination; dehydrogenase activity; bentonite

PL

herbicydy; zanieczyszczenie gleby; aktywność dehydrogenaz; bentonit

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 16, nr 3
• Strony: 253--261
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., tab.

Twórcy

autor

Kucharski J.

autor

Baćmaga M.

autor

Wyszkowska J.

• Department of Microbiology, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, pl. Łódzki 3, 10--727 Olsztyn,

Bibliografia

• [1] Hinojosa M.B., Carreira J.A., Garci'a-Rui Z.R. and Dick R.P.: Soil monisture pre-treatment effects on enzyme activities as indicators of heavy metal- contaminated and reclaimed soils. Soil Biol. Biochem., 2004, 36, 1559-1568.
• [2] Jaworska M., Sepiol J. and Tomasik P.: Effect of metal ions under laboratory conditions on the entomophogenic Steinernema carpocapsae (Rhabolitida: Steinernematidae). Water, Air Soil Pollut., 1996, 88, 331-341.
• [3] Mikanova O.: Effects of heavy metals on some biological parameters.: J. Geochem. Explor., 2006, 88, 220-223.
• [4] Menon P., Gopol M. and Parsad R.: Effects of chlorpyrifos and quinalpos on dehydrogenase activities and reduction of Fe3+ in the soils of two semi-arid fields of tropical India.: Agric. Ecosyst. Environ., 2005, 108, 73-83.
• [5] Sanchez M.E., Estrada I.B., Martinez-Villacorta J., Aller A. and Morán A.: Influence of the application of sewage sludge on the degradation of pesticides in the soil. Chemosphere, 2004, 57, 673-679.
• [6] Wyczółkowski A., Wyczółkowska M. and Dąbek-Szreniawska M.: Biologiczna aktywność gleb pod roślinami w wybranym płodozmianie. Acta Agroph., 2006, 8(1), 275-284.
• [7] Kucharski J., Karuzo-Wankiewicz L. and Kuczyńska L: Wpływ zanieczyszczenia gleby Starane 250 EC na jej mikrobiologiczne właściwości. Acta Agr. Silv. Ser. Agr., 2004, 42, 257-263.
• [8] Bending G.D., Lincoln S.D. and Edmondson R.N.: Spatial variation in the degradation rate of the pesticides isoproturon, azoxystrobin and difilufenican in soil and its relationship with chemical and microbial properties. Environ. Pollut., 2006, 139, 279-287.
• [9] Das A.C., Debnath A. and Mukherjee D.: Effect of the herbicides oxadiazon and oxyfluorfen on phosphates solubilizing microorganisms and their persistance in rice fields. Chemosphere, 2003, 53, 217--221.
• [10] Gyldankaeme S. and Jorgensen S.E.: Modeling the bioavailability of pesticides to soil-dwelling organisms. Ecol. Model., 2000, 132, 203-230.
• [11] Megharaj M., Kantachote D., Singleton I. and Naidu R.: Effect of long-term contamination of DDT on soil microflora with special reference to soil algae and algae transformation DDT. Environ. Pollut., 2000, 109, 35-42.
• [12] Trasar-Capeda C., Leirós M. C., Seoane S. and Gilsotres F.: Limitats of soil enzymes as indicators of soil pollution. Soil Biol. Biochem., 2000, 32, 1867-1875.
• [13] Wyszkowska J. and Kucharski J.: Biochemical and physicochemical properties of soil contaminated with herbicide Triflurotox 250 Ec. Polish 1. Environ. Stud., 2004, 13(2), 223-231.
• [14] Ajwa H.A., Dell C.J. and Rice C.W.: Changes in enzyme activities and microbial biomass of tallgrass prairie soil as related to buring and nitrogenfertilization. Soil Biol. Biochem., 1999, 31, 769-777.
• [15] Bielińska E.J. and Węgorek T.: Ocena oddziaływania zadrzewienia śródpolnego na aktywność enzymatyczną gleby. Acta Agroph., 2005, 5(1), 17-24.
• [16] Gramss G. and Rudeschko O.: Activities of oxidoreductase enzymes in tissue extracts and sterile root exudates of three crop plants and some properties of the peroxidase component. New Phytol., 1998, 138, 401-409.
• [17] Nowak J., Telesiński A. and Szymczak J.: Comoarison of herbicides containing isoproturon, 2,4-D and dicamba on phosphatase activity in the soil and in spring wheat (Triticum aestivum L). EJPAU, 2006, 9(1), #17.
• [18] Uziak S. and Steinbrich K.: Further research into enzymatic activity of cultivated soils treated with herbicides. Polish J. Soil Sci., 2005, 38(2), 127-134.
• [19] Dick W.A., Cheng L. and Wang P.: Soil acid and alkaline phosphatase activity as pH adjustment indicators. Soil Biol. Biochem., 2000, 32, 1915-1919.
• [20] Brzezińska M. and Włodarczyk T.: Enzymes of intracellular redox transformations (oxidoreductases) Enzymy wewnątrzkomórkowych przemian redoks (oksydoreduktazy). Acta Agroph., 2005, 3, 11-26.
• [21] Roldŕn A., Salinas-Garci'a J.R., Alguacil M.M., Děaz E. and Caravaca F.: Soil enzyme activities advantages of conservation tillage practices in sorghum cultivation under subtropical conditions. Geoderma, 2005, 129, 178-185.
• [22] Ölinger R., Schinner F., Kandeler E. and Margesin R. (eds.): Dehydrogenase activity with the Substrate TTC. In: Methods in Soil Biology. Springer Verlag, Berlin-Heidelberg 1996, pp. 426.
• [23] Statsoft, Inc. Statistica (data analysis software system), version 6. www.statsoft.com. 2006.
• [24] Cai X., Sheng G. and Liu W.: Degradation and detoxication of acetochlor in soils treated by organic and thiosulfate amendments. Chemosphere, 2007, 66, 286-292.
• [25] Nweke C.O., Ntinugwa C., Obah I.F., Ike S.C., Eme G.E., Opara E.C., Okolo J.C. and Nwanyanwu C.E.: In vitro effects of metals and pesticides on dehydrogenase activity in microbial community of cowpea (Vigna unguiculata) rhizoplane. Afr. J. Biotechnol., 2007, 6(3), 290-295.
• [26] Stępniewska Z., Wolińska A. and Lipińska R.: Effect of fonofos on soil dehydrogenase activity. Int. Agroph., 2007, 21, 101-105.
• [27] Wyszkowska J.: Microbiological properties of soil contaminated with the herbicyde Treflan 480 EC. Polish J. Environ. Stud., 2002, 10(1), 58-70.
• [28] Zabaloy M.C., Garland J.L. and Gomez M. A. An integrated approach to evaluate the impacts of the herbicides glyphosate, 2,4-D and metsulfuron-methyl on soil microbial communities in the Pampas region, Argentina. Appl. Soil Ecol., 2008, 40, 1-12.
• [29] Shing J. and Shing D.K.: Dehydrogenase and phosphomonoesterase activities in groundnut (Arachis hypogaea L.) field after diazinon, imidacloprid and lindane treatments. Chemosphere, 2005, 60, 32-42.