Деградация и распространение имидаклопридав картофеле

Полный текст

Введение

Передвижение действующих веществ пестицидов — важное и малоизученное направление. Морфология и физиология растений, а также химические свойства отдельных действующих веществ пестицидов крайне изменчивы, а механизмы, лежащие в основе процессов транслокации, зачастую изучены недостаточно [1]. Полевые эксперименты показывают, что неоникотиноиды, как правило, обладают хорошими системными свойствами [2, 3]. Имидаклоприд, один из самых популярных неоникотиноидов, проявляет явную ксилемную транслокацию, что означает, что он обнаруживается в основном в побегах и листьях [3, 4]. Движение имидаклоприда по восходящему потоку обусловлено его химическими свойствами. Ожидается, что имидаклоприд будет обнаружен именно в ксилеме, а не во флоэме. Это объясняется тем, что он является слабой кислотой (находится в недиссоциированной форме) и имеет низкий коэффициент переноса (TSCF) — 0,6 (отношение концентрации в ксилемном соке к концентрации в исходном растворе). [3]. Однако, на практике, при изучении динамик деградации имидаклоприда, остаточные количества в клубнях обнаруживаются, что предполагает возможность ограниченного флоэмного транспорта или механизм, отличный от классической флоэмной мобильности [3, 5, 6].
Максимально допустимый уровень (МДУ) в России для картофеля составляет 0,05 мг/кг ^[1].

Цель исследования — оценка деградации и распространения системного инсектицида имидаклоприда на основе количественного определения его остаточных количеств в ботве и клубнях картофеля.

Материалы и методы исследования

Исследование проводили в 2020 г. в Ленинградской области при обработке препаратом (концентратом суспензии (КС)), содержащим имидаклоприд, с нормой расхода 0,28 л/га, по действующему веществу — 8,4 г/га имидаклоприда. Расход рабочей жидкости — 300 л/га. Сорт картофеля — Удача. Отбор проб производится каждый день в течение двух недель (кроме выходных дней), далее каждый 3‑й день до созревания урожая. Изучение проводили комплексно, отбирая ботву на разных уровнях и корнеплоды. Первая проба отбиралась через 2 часа после обработки. Отобранные образцы картофеля замораживали при температуре –18 °C и хранили при этой же температуре до анализа. Определение имидаклоприда проводили по авторскому методу, основанному на экстракционном извлечении определяемого компонента из проб органическим растворителем, очистке экстракта с помощью модифицированного метода QuEChERS Original и последующем анализе экстракта методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с использованием ультрафиолетового детектора (УФ) [7]. Идентификацию имидаклоприда проводили по времени удерживания, количественное определение — методом абсолютной калибровки.

Результаты исследования и обсуждение

Накопление и деградация имидаклоприда в различных частях ботвы (рис. 1). Отмечено, что концентрация имидаклоприда на протяжении всего эксперимента всегда была выше в верхней части растения, несмотря на прирост новой ботвы. Это еще раз подтверждает ксилемный характер транспорта системного имидаклоприда. Однако, через 24 часа после обработки видно явное распределение имидаклоприда от верхней части к средней и нижней. Это может объясняться ретроградным транспортом. 

Рис. 1. Динамики накопления и деградации имидаклоприда в различных частях ботвы
Источник: выполнено Е.Ю. Алексеевым.

Днем растение активно теряет воду через устьица листьев (транспирация). Верхние, молодые листья обычно имеют самую высокую транспирационную активность. Концентрация имидаклоприда сразу после обработки и в первые часы днем будет выше в зонах активной транспирации (верхушка).

В ночное время устьица закрываются, транспирация резко падает или прекращается. Однако корни продолжают активное поглощение воды и минеральных солей из почвы. Это создает положительное осмотическое давление (корневое давление) в ксилеме [8].

Если почва достаточно влажная, а корневое давление сильное, избыток воды с растворенными веществами не может быть потерян через транспирацию [9, 10]. Давление выталкивает растворенные в ксилеме вещества вверх по сосудам. Но, поскольку путь вверх частично закрыт устьицами, давление находит выход через специальные структуры — гидатоды (водяные устьица), расположенные преимущественно на кончиках и краях листьев, и часто в более низких (старых) листьях [11, 12]. Жидкость выделяется наружу в виде капель (гуттация) [8, 12]. Процесс движения жидкости под давлением вверх и ее выделение через гидатоды может вызывать локальные обратные токи (ретроградные потоки) в ксилеме. Вещества (включая имидаклоприд), которые днем были транспортированы в верхние и средние части растения, могут быть захвачены этим восходящим, но затем «отражающимся» потоком и вынесены обратно вниз к гидатодам нижних листьев. Часть имидаклоприда может выделиться с каплей [13–15]Препарат, первоначально находившийся в верхних частях, под действием ночного корневого давления был «оттеснен» вниз ретроградными потоками.

Накопление и деградация имидаклоприда в клубнях (рис. 2). Несмотря на явное движение имидаклоприда по ксилеме, присутствовали остаточные количества в клубнях. Обнаружение имидаклоприда в клубнях может свидетельствовать о возможности движения имидаклоприда по флоэме или схожему механизму.

Рис. 2. Динамика накопления и деградации имидаклоприда в клубнях
Источник: выполнено Е.Ю. Алексеевым.

При этом на 7‑е сутки достигнут пик накопления, превышающий допустимые МДУ. Хотя относительно концентрации имидаклоприда в ботве найденные остатки в клубнях достаточно малы, они могут быть токсикологически значимы. Это показывает, что соблюдение сроков ожидания является очень важным для данного инсектицида.

Заключение

Проанализированы различные части картофеля. Подтвержден ксилемный характер перемещения имидаклоприда. Кроме того, обнаружено нетипичное накопление имидаклоприда в средней и нижней части ботвы через 24 часа после обработки, что может быть объяснено ретроградным транспортом, корневым давлением и гуттацией в ночное время суток. Также было показано нехарактерное для системного неоникотиноида накопление остаточных количеств в клубнях картофеля, что свидетельствует о нисходящем механизме движения имидаклоприда. При этом максимальный пик накопления имидаклоприда в клубнях превышал его МДУ, что является токсикологически значимым. Однако в конце эксперимента (истечение сроков ожидания) остаточные количества не обнаруживались.

 

 

^{1 Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 28.01.2021 № 2 (ред. от 24.12.2025) «Об утверждении санитарных правил и норм СанПиН 1.2.3685–21 „Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания“». URL: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_375839/ (дата обращения: 27.05.2026).}

Об авторах

Елисей Юрьевич Алексеев

ООО Инновационный центр защиты растений

Автор, ответственный за переписку.
Email: anscreation@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5566-3245
SPIN-код: 1055-6762

старший научный сотрудник

ссийская Федерация, 196607, г. Санкт-Петербург, г. Пушкин, ул. Пушкинская, д. 20, литера А, пом. 7-Н

Виктор Иванович Долженко

Санкт-Петербургское отделение Российской академии наук

Email: dolzhenkotv@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4700-0377
SPIN-код: 9188-7507

доктор сельскохозяйственных наук, академик РАН, заместитель председателя регионального отделения СПбО РАН

Российская Федерация, 199034, г. Санкт-Петербург, Университетская набережная, д. 5

Список литературы

Дополнительные файлы