Εδαφική συμπεριφορά σύγχρονων γεωργικών φαρμάκων σε καλλιέργειες καπνού και αραβοσίτου και η επίδραση στην αυτοφυή χλωρίδα

Abstract

In doctoral thesis investigated the parameters affecting the spatial and temporal distribution of agrochemicals in soil and aqueous systems, with the aim of controlling and minimizing agro-ecosystem pollution. Furthermore, the persistence, runoff and vertical distribution of widely used active ingredients (a.i.: imidacloprid, metalaxyl, mefonoxam, pendimethalin, rimsulfuron, carbofuran) are investigated and an analytical methodology for the simultaneous determination of their residues in water and soil is developed. Finally, the effect of the application of herbicides on the native flora of the cultivated areas is investigated. The results show: In experimental fields, the half-life of active substances ranged from 7.4 to 27.2 days, on the surface soil layer. The physicochemical properties of active ingredient, the tobacco and maize crops, the soil slope (%) effect on the half-life of active ingredient. The losses due to surface runoff for all active ingredients were less than 1% of the applied dose. The soil slope, the solubility of the active ingredient and the cultivation practices influenced the surface runoff of the pesticides. Detection of pesticide residues in deeper soil layers in an attempt to visualize the leaching of pesticides has shown that 4/5 active ingredient can move to greater soil depths, indicating that heavy irrigation and rainfall immediately after the application of pesticides can increase the risk of contamination of groundwater. In contrast, the active ingredient rimsulfuron appears to be rapidly degraded. Its half-life on maize soil columns is 5 days. At 45 days of application, no rimsulfuron was detected at all analyzed soil depths, indicating its inability to contaminate groundwater aquifers. In contrast, the rimsulfuron appears to be rapidly degraded. The half-life of the experimental results is 5 days. At 45 days of application, no rimsulfuron was detected at all soil depths tested, indicating its inability to contaminate groundwater aquifers. The Simpson population index was used to study the diversity of plant species of the experimental crops. In particular the effect of use different pesticides on species composition were studied. In both crops, annual species were more sensitive. Species diversity was restored to its original state (pre-treatment) only in fields which were cultivated with tobacco. This occur due to the different mode and action of herbicide used.

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή διερευνώνται οι παράμετροι που επηρεάζουν τη χωροχρονικήκατανομή γεωργικών φαρμάκων σε εδαφικά και υδατικά συστήματα, με στόχο τον έλεγχο & τηνελαχιστοποίηση της ρύπανσης του αγροοικοσυστήματος. Διερευνάται η παραμονή, απορροή καικάθετη μεταφορά των ευρέως χρησιμοποιούμενων δραστικών ουσιών (imidacloprid, metalaxyl,mefonoxam, pendimethalin, rimsulfuron, carbofuran) και αναπτύσσεται αναλυτική μεθοδολογία γιατον ταυτόχρονο προσδιορισμό των υπολειμμάτων τους στο νερό και στο έδαφος. Τέλος, διερευνάται η επίδραση της εφαρμογής των ζιζανιοκτόνων στην αυτοφυή χλωρίδα των καλλιεργούμενων εκτάσεων. Τα αποτελέσματα εισηγούνται: Σε πειραματικές καλλιέργειες ο χρόνος ημίσειας ζωής των δραστικών ουσιών κυμάνθηκε από 7.4 έως 27.2 ημέρες, στο επιφανειακό στρώμα εδάφους. Οι φυσικοχημικές ιδιότητες της δραστικής ουσίας, η καλλιέργεια του καπνού και του αραβοσίτου, η κλίση του εδάφους επηρέασαν το χρόνο ημίσειας ζωής των δραστικών ουσιών. Οι ανιχνευθείσες απώλειες λόγω της επιφανειακής απορροής του νερού για όλες τις δραστικές ουσίες ήταν μικρότερες του 1% της δόσης εφαρμογής. Η κλίση του εδάφους, η διαλυτότητα των δραστικών ουσιών και οι καλλιεργητικές πρακτικές επηρέασαν την επιφανειακή απορροή των φυτοφαρμάκων. Η ανίχνευση υπολειμμάτων σε βαθύτερα στρώματα εδάφους των παρασιτοκτόνων έδειξε ότι 4/5 δραστικές ουσίες μπορούν να κινηθούν κάθετα στο έδαφος (leaching), υποδηλώνοντας ότι, οι έντονες αρδεύσεις και βροχοπτώσεις αμέσως μετά την εφαρμογή των φυτοφαρμάκων μπορούν να αυξήσουν τον κίνδυνο μόλυνσης των υπόγειων υδάτων. Αντίθετα, η δραστική ουσία rίmsulfurοn φαίνεται να διασπάται ταχέως, ο χρόνος ημιζωής από τα πειραματικά αποτελέσματα σε στήλες εδάφους με αραβόσιτο είναι 5 ημέρες. Σε 45 ημέρες από την εφαρμογή δεν ανιχνεύεται η δραστική ουσία σε όλα τα υπό εξέταση εδαφικά βάθη, δείχνοντας την αδυναμία της να ρυπάνει τους υπόγειους υδροφόρους ορίζοντες. Για την μελέτη της αυτοφυούς χλωρίδας των πειραματικών καλλιεργειών χρησιμοποιήθηκε ο πληθυσμιακός δείκτης Simpson, προκειμένου να διερευνηθεί η επίδραση των διαφορετικών καλλιεργητικών πρακτικών στην ποικιλότητα των αυτοφυών φυτικών ειδών. Και στις δύο καλλιέργειες διαπιστώθηκε σημαντική μείωση της ποικιλότητας των μονοετών φυτικών ειδών. Στην καλλιέργεια του καπνού ένα χρόνο μετά το πέρας της καλλιέργειας η ποικιλότητα των φυτικών ειδών φαίνεται να επανέρχεται στην αρχική κατάσταση (προ μεταχείρισης) κάτι που δεν συνέβη στον αραβόσιτο, γεγονός που αποδίδεται στον διαφορετικό τρόπο και εύρος δράσης του ζιζανιοκτόνου που χρησιμοποιήθηκε.