UNIVERSITATEA DIN PITEŞTIFACULTATEA DE ŞTIINŢE

Specializarea Ecologie si Protectia Mediului

Poluarea cu pesticide/fungicide

Din dorinţa de modernizare şi de industrializare, omul a contribuit la poluarea mediului ambiant şi la schimbarea ecologiei plantelor, animalelor şi microorganismelor. Astfel, activităţile antropice directe sau indirecte, incompatibile cu procesele naturale, au dus la alterarea ciclurilor

bio-geo-chimice şi la eliberarea poluanţilor în mediu.Creşterea cererii pentru alimente şi fibre a condus la chimizarea agriculturii şi am ajuns la

un stadiu în care agricultura modernă este dependentă de soiuri de plante care pot fi cultivate numai sub influenţa îngrăşămintelor şi a pesticidelor.

Majoritatea acestor substanţe chimice sunt benefice atunci când sunt utilizate pentru scopuri specifice, manipulate în mod corespunzător şi aplicate în conformitate cu recomandările producătorului. Cu toate acestea, de-a lungul timpului, utilizarea necorespunzătoare şi neproporţională a pesticidelor a determinat ca acestea să devină poluanţi relativ omniprezenţi, ale căror efecte negative se răsfrâng asupra biodiversităţii prin poluarea mediului și perturbarea echilibrului ecologic.

Astfel, în scopul evaluării efectelor nocive cauzate de diverşi poluanţi naturali sau sintetici asupra elementelor constitutive ale ecosistemelor sau eficacitatea tehnologiilor de depoluare a solurilor contaminate cu substanţe toxice, cuantificările chimice trebuiesc completate cu studii toxicologice efectuate pe organisme relevante din punct de vedere ecologic.

Plantele reprezintă o componentă esenţială a unui ecosistem sănătos şi echilibrat, ele fiind prima verigă a acumulării substanţelor toxice. Acestea au capacităţi diferite de a absorbi din matricea solului poluat ioni de metale grele.

Deşi motivele pentru care anumite specii de plante devin acumulatori de elemente particulare nu sunt pe deplin elucidate, se pare că unele specii pot concentra elemente toxice pentru procesele metabolice specific.

Majoritatea substanţelor chimice periculoase atât pentru calitatea mediului, cât si pentru sănătatea oamenilor sunt supuse în prezent unor reglementări severe, de regulă, sub forma unor limite de expunere pentru aer, apă şi sol.

O poziţie importantă printre compuşii chimici necesari, dar care totodată poluează mediul, o ocupă pesticidele. Ele au găsit o aplicare multilaterală, în primul rând în agricultură, în păstrarea produselor, în silvicultură, medicina veterinară precum şi în diferite industrii.

Pericolul reprezentat de impactul pe care îl are utilizarea pesticidelor asupra mediului ambiant a intrat în atenţia publicului în anul 1962, odată cu publicarea lucrării lui Rachel Carson intitulată “Silent spring”. Este vorba de perioada când se foloseau pesticidele organo-clorurate din grupa DDT-ului (diclor-difenil-tricloretan) şi a efectului acestora asupra lanţului trofic, în special asupra păsărilor.

Într-o aplicare corectă a pesticidelor, acestea ar trebui să acţioneze asupra ţintei şi să fie metabolizate în compuşi cu structură chimică simplificată, cu grad redus de toxicitate, dar acest lucru nu se întâmplă şi doar o mică parte din pesticide îşi exercită influenţa asupra dăunătorilor, în timp ce restul persistă timp îndelungat în sol. Complexitatea domeniului necesită ample studii sub aspecte ce privesc structura şi acţiunea pesticidelor, mecanismul de acţiune în corelaţie cu structura chimică, toxicitatea asupra omului şi animalelor, precum şi influenţa asupra mediului.

Pesticidele sunt substanţe chimice care se caracterizează prin lipsa acţiunii selective; ele pot să provoace intoxicaţii acute oamenilor, mai ales celor care lucrează la producţia şi aplicarea lor (Şoldea şi Mocanu, 2009). De asemenea, sub influenţa pesticidelor, pe lângă insectele care distrug plantele în timpul vegetaţiei şi după recoltare, pot să piară sub influenţa pesticidelor şi albinele folositoare, iar la combaterea buruienilor pot să sufere chiar plantele a căror protecţie se urmăreşte. Asemenea situaţii sunt agravate de aplicarea incorectă a pesticidelor.

Pesticidele cele mai utilizate în agricultură după cel de-al doilea război mondial sunt: DDT (diclor-difenil-tricloretan) se prezintă ca o pulbere alb-cenuşie, greu solubilă în apă şi solubilă în solvenţi organici, Parathion sau E605, HCH (hexaclorciclohexan) denumit şi Lindan.

În ultimele decenii, insecticidele organoclorurate au fost înlocuite progresiv cu insecticidele organofosforice care persistă mai puţin în mediu, dar

care sunt mai toxici, ceea ce reprezintă o problemă pentru echilibrul ecosistemelor.Din studiile efectuate la nivel mondial, a reieşit că fructele şi legumele conţin cele mai

multe pesticide. Depăşirile cele mai mari de reziduuri toxice sunt la ardei gras, ardei capia, linte şi vinete, iar cele mai reduse cantităţi sunt la cartofi, andive, morcovi şi roşii. În România, analizele au arătat că aproximativ 20% din legume şi fructe depăşesc concentraţia admisă.

Datorită faptului că pesticidele se aplică pe teren în doze relativ scăzute (0,05-10 kg/ha), se pune problema condiţionării lor, adică a amestecării substanţei active cu diferiţi ingredienţi solizi (talc, caolin, argile etc.) sau lichizi (apă, solvenţi organici, uleiuri minerale). Astfel se realizează o împrăştiere uniformă pe suprafeţe mari a unor cantităţi reduse de substanţă activă, se îmbunătăţeşte adezivitatea pe plante, asigurându-se un efect biologic optim.

Produsele auxiliare folosite la condiţionare (solvenţi, diluanţi, agenţi tensioactivi) se aleg în funcţie de o serie de factori: proprietăţile fizico-chimice şi modul de acţiune al substanţei active, caracteristicile fiziologice şi biologice ale dăunătorului combătut, felul culturii tratate, compoziţia solului, condiţiile climatice etc.

Tipuri de pesticide. Caracteristici

Pesticidelor pot fi clasificare după mai multe criterii şi anume: originea acestora, acţiunea lor, forma fizică de prezentare, structura chimică ş.a. Astfel, unele sunt de origine minerală (săruri de As, Cu, Hg, Pb etc.) şi altele sunt de origine vegetală (nicotina, stricnină etc.), majoritatea fiind însă produşi organici de sinteză (esteri organofosforici, nitroderivaţi aromatici, derivaţi carbamici, compuşi fenolici şi compuşi organometalici).

Principalele grupe de pesticide cunoscute se diferenţiază astfel, în funcţie de natura dăunătorilor controlaţi:

Principalele grupe de pesticide

Grupa Dăunătorii controlaţi

Insecticide InsecteInsectifuge Insecte, prin acţiune de

îndepărtareAcaricide Acarieni (păianjeni)Ovicide Ouă de insecte şi păianjeniNematocide NematoziFungicide Ciuperci parazite (fungi)Erbicide Plante parazite (buruieni)Rodenticide Rozătoare

Insecticidele

Grupa insecticidelor constituie 77% din pesticidele utilizate în diferite practici agricole, precum şi în domeniul sănătăţii publice. Aceste substanțe fitofarmaceutice sunt preparate pe bază de sulf, mercur, fosfor organic, arsen, floururi, carbonat de calciu, hidrocarburi clorurate, dinitrofenol, nitroderivați, compuși organo-stanici, substanțe foarte toxice pentru om. Formele de aplicare sunt diverse: prafuri, pulberi, granule, capsule, soluţii, suspensii, aerosoli, spume, gaze, vapori (Bugă, 2010). Cele mai importante familii sunt: organoclorurate, organofosforice şi carbamaţi.

Insecticidele naturale, piretrine și piretroizi reprezintă un volum redus din totalul produselor folosite în practică datorită factorilor climatici care condiționează dezvoltarea culturilor de plante producătoare. Cele mai cunoscute pesticide naturale cu activitate insecticidă dovedită sunt piretrinele, conţinute în florile plantei Chrysanthenum cinerariae folium. Compusul este cunoscut în China, Kenia, Rusia şi Japonia. Conţinutul activ extras din florile speciei se face cu fracţiuni uşoare de petrol (Iosub, 2002).

Insecticide clorurate. Cei mai simpli compuși sunt halogenoalcani, halogenoalchene și halogenolchine. Activitatea insecticidă a termenilor inferiori ai seriei este însoțită și de o activitate nematocidă, fungicidă sau rodenticidă. A doua grupă este reprezentată de insecticidele cu schelet difenil-tricloro-etanic al căror compus “părinte” este DDT.

Hidrocarburile policiclice clorurate sunt folosite ca insecticide în pomicultură și legumicultură. Prezintă o toxicitate ridicată față de om și animale.

Hidrocarburile organoclorurate cuprind compuşii ciclodienici: DDT, HCH, lindan, metoxiclor, Keltan, aldrin, dieldrin, clordan, endrin, endosulfan, heptaclor, toxafen. Trăsătura comună este afinitatea pentru ţesutul adipos şi o mare stabilitate.

Insecticidele organofosforice constituie o clasă deosebit de eficientă în combaterea insectelor ce produc pagube în sectorul agricol, igienico-sanitar sau în zootehnie. Se remarcă ca avantaje importante: spectru larg de acţiune, economicitatea tratamentelor prin folosirea unor doze reduse, precum şi faptul că se descompun rapid în plante şi în organismul animal, rezultând produşi cu toxicitate redusă. Clasificarea acestor insecticide diferenţiază următoarele grupe principale, ce includ esteri sau amide ale acizilor: fosforic (I), fosfonic (II), tiofosforic (III), ditiofosforic (IV), pirofosforic (V), ditiopirofosforic (VI).

Erbicidele

Erbicidele sunt substanţe chimice active în combaterea buruienilor, plantelor străine dintr-o cultură sau vegetaţiei nefolositoare de pe terenuri necultivate (terenuri de sport, bazine etc.). Erbicidele anorganice, introduse în practica controlului buruienilor din anii 1880, încep să piardă treptat din importanţă odată cu aplicarea nitrofenolilor. Pe parcursul anilor ce au urmat, erbicidele organice cunosc o continuă dezvoltare şi diversificare, fiind studiate sub multiple aspecte.

Pe lângă distrugerea vegetaţiei nedorite, uneori se urmăreşte intensificarea unor procese fiziologice asociate cu accelerarea diviziunii celulare şi cu creşterea plantelor. Aplicate foliar sau pe sol, erbicidele pot acţiona selectiv sau neselectiv în diferite etape ale dezvoltării plantelor (înainte de semănare, înainte de răsărire). Sterilizanţii de sol se aplică în scopul împiedicării creşterii vegetaţiei pe un anumit teren, acţionând asupra seminţelor de buruieni sau a plantelor deja dezvoltate.

Sărurile cuaternare ale bipiridilului sunt erbicide de contact cu efect rapid pentru buruienile cu frunze late, dicotiledonate. Cel mai toxic compus din clasa erbicidelor este considerat a fi Dioxina, compus care aparţine clasei policlordibenzdioxanul (PCDD).

Keary şi colab. (2000) au arătat că Asulam, ingredientul activ din erbicidul Asulox afectează germinaţia sporilor şi dezvoltarea gametofitului la trei specii de pteridofite: Pteridium aquilinum, Cryptogramma crispa şi Dryopteris filix-mas.

Acizii fenoxialcan carboxilici reprezintă erbicidele cu cea mai largă utilizare în regiunile temperate, fiind folosiţi în tratamentul foliar, după răsărire. Înlocuirea unor atomi de hidrogen din nucleu cu atomi de clor determină creșterea activității biologice de câteva sute de ori.

Fungicidele

Denumirea de fungicide desemnează compuşi cu acţiune biologică folosiţi pentru combaterea ciupercilor microscopice parazite (fungi) ce atacă plantele, dar şi diverse materiale cum sunt lemnul, produsele textile. Cu puţine excepţii, fungicidele sunt substanţe solide, practic insolubile în apă şi puţin solubile în solvenţi organici uzuali (Şoldea şi Mocanu, 2009).

Substanţele active de contact, în special cele anorganice, au o selectivitate redusă. Efectul lor fungicid se bazează pe perturbarea simultană a reacţiilor metabolice sau pe inhibarea unei singure funcţii esenţiale comune pentru numeroase organisme (de exemplu enzima ATP-ază).

Utilizarea acestor substanţe în protecţia culturilor este posibilă numai datorită faptului că ele nu pot penetra cuticula celulelor plantei datorită stratului ceros aflat la exteriorul celulei, cu rol de protecţie faţă de pierderile de apă prin evaporare. Nu pot fi aplicate decât preventiv şi acţionează numai la suprafaţa plantei, asupra primelor stadii ale dezvoltării fungice. Pentru substanţele active nesistemice, ca de exemplu cupru, există în plus pericolul apariţiei efectelor fitotoxice ca urmare a acumulării în sol.

Fungicidele sistemice sunt absorbite prin frunze şi rădăcini şi se deplasează către locul infecţiei prin seva plantelor.

În protecţia plantelor împotriva bolilor, dăunătorilor şi buruienilor se practică din ce în ce mai mult administrarea pesticidelor în amestec.

Apariţia fenomenului de rezistenţă a dăunătorilor. Prin folosirea repetată a aceluiaşi compus în tratamente efectuate pe aceleaşi culturi, poate apare fenomenul de rezistenţă, tradus prin scăderea drastică a acţiunii biologice dorite.

Toxicitate faţă de om, animalele şi plantele folositoare, poluarea mediului. Studiile toxicologice se efectuează pe plantele și animalele care au fost alese pentru testare, deoarece acestea reprezintă în mare măsură organismele non-ţintă. Animalele şi plantele sunt expuse la diferite concentraţii de pesticide pentru a determina răspunsurile pe termen scurt şi pe termen lung la doze variate. 

În cazul plantelor, se urmăreşte modul în care afectează pesticidele capacitatea unei seminţe de a germina, precum și creşterea şi dezvoltarea ulterioară a plantei.

Impactul pesticidelor asupra principalelor elemente ale mediului

Pesticidele au devenit poluanţi relativ omniprezenţi, care pot afecta organismele non-ţintă şi pot constitui o sursă de contaminare a solurilor agricole, a apelor subterane, râurilor, lacurilor şi de asemenea pot pătrunde în lanţul alimentar.

Aşa cum "a fost cunoscut faptul că multe pesticide provoacă daune mediului şi sănătăţii umane", este esenţial să se contabilizeze o evaluare cantitativă a impactului asupra ecosistemelor agricole la nivel european.

Principalul beneficiar al pesticidelor este agricultura, unde se aplică în scopul protecţiei plantelor în timpul vegetaţiei, precum şi a produselor agricole după recoltare. Mult mai redus este consumul de pesticide în silvicultură şi în serviciile sanitare, însă în unele ţări, aplicarea pesticidelor în combaterea bolilor molipsitoare transmise de ţânţari devine încă una din cauzele principale directe de poluare a mediului. Pesticidele influenţează atât reducerea populaţiei

contaminate, cât şi potenţialul biotic al dăunătorilor şi agenţilor patogeni prin scăderea fecundităţii, viabilităţii, agresivităţii.

În forma lor activă sau reziduurile lor, aceste substanţe se acumuleză în sol de unde pot fi asimilate de către plantele cultivate sau pot fi levigate în apele meteorice şi de irigaţie, cu afectarea apelor de suprafaţă şi subterane.

Un alt efect negativ al folosirii pesticidelor este cunoscut sub denumirea de "amplificare biologică" şi constă în sporirea concentraţiei substanţei active sau a metaboliţilor pe masură ce substanţa este preluată de nivelurile trofice superioare.

Fungicidele pot ajunge în cantităţi variabile la suprafaţa şi în adâncimea stratului arabil. Prin interacţiunea cu procesele biologice din sol este afectată, de

cele mai multe ori, fertilitatea solului. Produsele organo-mercurice prezintă cel mai dur impact cu activitatea biologică a solului, care elimină aproape în totalitate fauna din sol, produc perturbări importante în echilibrul microbiologic, afectând procesele de mineralizare a materiei organice, fenomen ce duce la o scădere accentuată a fertilităţii solului. Utilizarea repetată a carbamaţilor (zineb, mancozeb, tiuran, etc.) produce o serie de fenomene negative în sol, cum ar fi reducerea populaţiilor de bacterii ce afectează procesele de denitrificare, procese importante pentru asigurarea circuitului materiei organice în sol şi a fertilităţii acestuia.

Cuprul, folosit în combaterea bolilor şi dăunătorilor, acumulat în cantităţi mărite în sol devine toxic chiar şi pentru plantele cu sistemul radicular bine dezvoltat şi care explorează un volum mare de sol. Independent de calea pe care pesticidele ajung în sol, ele sunt supuse la următoarele procese: oxidarea, absorbţia prin rădăcini, degradarea chimică şi biologică, precum şi deplasarea datorită mişcărilor apei.

Stabilitatea pesticidelor este influenţată şi de tratamentele pe care le suferă culturile agricole, de fertilizare, de irigarea solului şi de toţi ceilalţi factori care influenţează structura, aerarea şi complexul absorbant al solului. În general, pesticidele sunt greu solubile în apă, dar sunt solubile relativ uşor în grăsimi, ceea ce face posibilă depozitarea acestora în grăsimea animalelor. Pesticidele volatile sunt absorbite uşor de către particulele din sol, din apă sau aer, putând fi transportate uneori la distanţe foarte mari.

Produsele chimice pentru protecţia plantelor ajung în aerul atmosferic în special sub formă de pulberi şi ceţuri. Surse ale acestei poluări pot fi fabricile care produc pesticide, transportul şi înmagazinarea lor, volatilizarea moleculelor de compus după ce acesta a atins suprafeţele solului şi ale plantelor, aplicarea pe terenurile cultivate precum şi pe suprafeţe împădurite. Gradul de poluare al atmosferei depinde de lungimea căii parcurse de pesticid de la ajutajul aparatului de stropit până la locul destinaţiei (suprafaţa plantei sau a solului).

În afară de aer şi sol, pesticidele sunt prezente şi în apă, unde ajung prin intermediul apelor uzate industriale şi de unde se pot volatiliza în atmosferă sau se pot depune în mâl, pe fundul albiilor. În apă, perioada de remanenţă a pesticidelor este, de regulă, mai îndelungată decât în sol. Depunerea pesticidelor pe fundul rezervoarelor de apă joacă un rol foarte important în procesul de purificare al apelor. S-a constatat că în timp ce concentraţia medie a pesticidelor în apa râului a fost de 0,1-0,2 µg/l, în sedimentul de la fund a variat în intervalul 20-100 µg/l. 

Consecinţele utilizării pesticidelor asupra organismelor vii

Pesticidele sunt compuşi cu o înaltă activitate biologică, care totuşi, în urma unei selecţii foarte riguroase, tind să aibă unele efecte toxice asupra organismelor care vin în contact întamplător cu acestea sau asupra unor procese fiziologice.

Sensibilitatea organismelor în raport cu toxicitatea pesticidelor variază în regnul vegetal şi animal, în funcţie de specie. Pentru plantele superioare cele mai active substanţe sunt: heptaclor, endosulfan, lindan, DDT, diazinon, paration, iar pentru mamifere cele mai toxice biocide sunt: DDT, endrin, dioxinele şi furanii, atrazina, heptaclorul, hexaclorbenzenul.

Translocarea pesticidelor în plante şi efectele toxice asupra acestora

Deoarece pesticidele cuprind o gamă largă de compuşi chimici şi acţiunea lor asupra speciilor de plante se manifestă variat, aceştia intervin în diferite procese fiziologice şi metabolice. Acest lucru este posibil datorită faptului că biocidele, cu ajutorul sevei brute şi a sevei elaborate ajung în toate celulele organelor şi ţesuturilor verzi.

Fixarea de către plante a substanţelor poluante din sol este influenţată în mare parte de anumiţi factori biotici şi abiotici, cum sunt:

speciile de plante (soiurile, în cazul plantelor cultivate);structura şi proprietăţile fizice ale solului (porozitate, permeabilitate, selectivitate etc.);condiţiile de umiditate şi temperatură din solul respectiv;proprietăţile fizico-chimice ale substanţei poluante (densitate, ionizare, grad de

cristalizare etc.).Acţiunea pesticidelor începe din momentul când ajung în contact cu plantele şi când

pătrund pe diferite căi în interiorul lor.Pesticidele care ajung în plante prin frunze, tulpini sau rădăcini determină o acţiune

sistemică. Ele pătrund în principal prin frunze (prin cuticulă şi stomate) sub formă lichidă şi sub formă de vapori. Pesticidele hidrofile pot să pătrundă prin faza apoasă a cuticulei, la început prin componentele acide ale cuticulei, pe urmă prin membrana pectică şi apoi prin membrana citoplasmatică permeabilă pentru apă.

Absorbţia prin rădăcini are loc ca şi absorbţia elementelor nutritive, prin difuzie, absorbţie de schimb şi transportul activ al ionilor şi al moleculei. Produsele care nu au capacitatea de a se deplasa şi se localizează în anumite puncte, determină o acţiune locală manifestată uneori prin arsuri. Arsurile sunt provocate de ionii de hidrogen, în exces, din soluţia de lucru şi depind de gradul de disociere electrolitică a compusului. În general, vremea călduroasă favorizează producerea de arsuri de către plante.

În 1967, Hurduc şi colab. au acordat o deosebită atenţie efectului erbicidelor triazinice asupra aparatului fotosintetic al unor plante de cultură,

evidenţiindu-se modul de acţiune al simazinei asupra reacţiei Hill a cloroplastelor. Plantele rezistente tratamentului cu simazină, cum este porumbul, îşi intensifică reacţia Hill în prezenţa acestuia, în timp ce la grâu activitatea cloroplastelor este puternic inhibată. Studiile efectuate în acest domeniu au demonstrat că erbicidele pot acţiona în orice punct al desfăşurării procesului respirator. Astfel, erbicidele pe bază de arsen inhibă formarea acetil-coenzimei A din ultima fază a glicolizei.

În contact cu sămânţa, substanţele chimice sub formă de vapori pot pătrunde în ţesuturi, acumulându-se în endosperm şi embrion, cum este cazul

seminţelor de pin alb (Pinus strobus) tratate cu o soluţie 0,15 mM de fenotrotion. De asemenea, germinarea seminţelor este inhibată de acţiunea compuşilor carbamici, care blochează diviziunea mitotică în metafază dând naştere în felul acesta la celule multinucleate şi cu nuclei gigantici.

Pesticidele ce pătrund în plante, ca şi cele de contact pot fi fitotoxice, întârziind germinarea sau afectând vitalitatea plantulelor. Astfel, în cazul benomilului se poate observa o

acumulare a substanţei în cotiledoane, de unde nu mai migrează, deoarece nu mai este mobil prin floem, protecţia plantei fiind limitată. Pentru a ilustra efectul pesticidelor asupra metabolismului plantelor, fiziologul francez Chabousseau (1978 şi 1985) a examinat acţiunea unor fungicide comune, cum sunt cele cuprice şi unele pe bază de sulf asupra componenţilor nutritivi din ţesuturile plantelor şi susceptibilitatea lor la atacul patogenilor.

Impactul negativ al pesticidelor asupra microbiotei din sol afectează plantele prin limitarea disponibilităţilor nutritive, având consecinţe asupra creşterii şi dezvoltării plantelor, reducerea intensităţii fotosintezei şi transpiraţiei precum şi intensificarea respiraţiei la întuneric.

Influenţa pesticidelor asupra organismelor animale şi omului

Pesticidele sunt substanţe chimice care persistă în mediul ambiant, se bioacumulează în celulele şi ţesuturile unui organism viu şi prezintă riscul de a cauza efecte adverse asupra sănătăţii umane şi animale, în special atunci când ajung să polueze apa potabilă.

Studiile efectuate pe animale au demonstrat faptul că aceste substanţe chimice perturbă reacţiile sistemului imunitar, reducând rezistenţa animalelor la antigeni şi infecţii. De asemenea, aceste descoperiri sunt valabile şi pentru populaţia umană expusă la pesticide.

Dintre cercetările efectuate pe animale sălbatice, un exemplu interesant îl constituie cercetările de 3 ani privitoare la influenţa dieldrinului asupra fiziologiei şi reproducţiei cerbului Odocoileus virginionus. Compusul a fost administrat în hrană în concentraţii de 5 şi 25 mg/kg. La nou-născuţi s-a constatat o scădere a greutăţii corporale şi creşterea mortalităţii în comparaţie cu animalele martor. Prezenţa dieldrinului s-a înregistrat în placentă şi laptele animalelor. Echilibrul între ingerarea, acumularea şi eliminarea pesticidelor a fost realizat în cca. 200 zile şi s-a menţinut în tot timpul experienţei.

Pesticidele carbamice în comparaţie cu cele organo-fosforice constituie un pericol mai mic pentru animale. Cu toate acestea şi în această grupă de pesticide apar compuşi deosebit de periculoşi, cum este carbofuranul - caracterizat prin toxicitate acută ridicată pentru păsări. Trebuie subliniat că toată grupa acestor compuşi este foarte toxică pentru râme.

În urma cercetărilor efectuate pe şobolani, s-a constatat că pesticidele organoclorurate (DDT, lindan, heptaclor, aldrin etc.) afectează funcţiile gonadelor şi fertilitatea, provoacă malformaţii la embrioni, tumori, mutaţii în celulele germinale şi la cele somatice şi trec în laptele matern. De asemenea, aceşti compuşi acţionează asupra sistemului nervos şi a metabolismului hormonilor sexuali, blochează transportul ionilor de calciu prin membrane, putând avea efecte mutagene şi cancerigene.

Un risc crescut al intoxicaţiilor cu pesticide se întâlneşte la copii sub 10 ani, la lucrătorii agricoli care manipulează pesticidele şi la culegătorii de recolte

tratate cu pesticide. Odată pătrunse în organism, pesticidele acţionează diferenţiat în funcţie de metabolismul, excreţia şi toxicitatea lor, simptomele unei intoxicaţii acute fiind durerile de cap, stările de oboseală şi ameţeli.

Compuşii organofosforici sunt extrem de toxici: inhibă enzimele şi afectează sistemul nervos prin inhibarea colinesterazei. Influxul nervos nu se mai întrerupe, ceea ce duce la dezorganizarea mişcărilor, spasme, convulsii şi moarte. Unele pesticide (precum nematocidul DBCP) şi unele erbicide pot induce sterilitatea la bărbat sau avortul spontan în cazul femeilor. Specialiștii atrag atenţia asupra faptului că pesticidele modifică secvenţele de ADN, iniţiind dezvoltarea cancerului.

În intoxicaţia cu insecticide organofosforice este inhibată transmiterea impulsurilor nervoase de la organul efector la cel receptor prin creşterea cantităţii de acetilcolină cu apariţia efectelor toxice muscarinice (tulburări digestive cu hipersecreţia glandelor digestive, tulburări circulatorii cu hipotensiune etc.), nicotinice (contracţii musculare la nivelul feţei şi extremităţilor, paralizia muşchilor respiratori etc.) şi central nervoase ca urmare a acţiunii asupra ganglionilor vegetativi şi asupra muşchilor striaţi.

Faptul că pesticidele au fost identificate în grăsimea pinguinilor şi a puilor de balenă din Antarctica induce ideea că răspândirea acestora a devenit globală.

Proba practica

Scopul cercetarii: Studierea dezvoltarii pteridofitelor supuse actiunii fungicidului Kumulus.

Obiectivele urmarite:-germinarea sporilor sub influenta fungicidului Kumulus-evaluarea comparativa a dezvoltarii gametofitului la speciile de pteridofite cercetate sub

influenta fungicidului Kumulus. Fungicidul utilizatFungicid pe baza de sulf, kumulus are actiune de contact si se creaza o buna suprafata de

contact cu aerul-actiune prin vapori.Stimuleaza cresterea plantelor prin efectul pozitiv asupra fotosintezei.Are o actiune secundara impotriva acarienilor; impiedica inmultirea masiva a paianjenului

rosu.

Materialul biologicVariantele experimentale au fost realizate pentru urmatoarele pteridofite:

Athyrium filix-femina; Dryopteris filix-mas; Dryopteris affinis.

Sporii speciilor de ferigi mentionate anterior au fost colectati si conservati la frigider (4°C).

Variantele experimentale

VARIANTA CONCENTRATIA SOLUTIEIMartor(M) Solutie KnopK1 300mg/100ml solutie KnopK2 400mg/100ml solutie KnopK3 30 mg/100ml solutie KnopK4 40 mg/100ml solutie Knop

Sporii celor 3 specii de ferigi au fost cultivati in 50 ml din solutiile preparate, in vase speciale de cultura. Au fost mentinute in camera de crestere la o temperatura de 25ºC ziua si 15ºC noaptea, umiditate si iluminare constanta (16 ore lumina, 8 ore intuneric).

•Dupa o perioada de 2 saptamani s-a determinat procentul de germinatie al sporilor pentru fiecare specie de ferigi, observand la microscop, pentru fiecare varianta experimentala, cate 100 de spori.

•Dupa 3 si 7 saptamani de la cultivarea sporilor au fost realizate studii microscopice asupra dezvoltarii gametofitului (microscop Optika B275).

•Au fost realizate microfotografii reprezentative ale materialului analizat cu ajutorul camerei Canon Power Shoot A630.

Influenta fungicidului Kumulus asupra germinatiei sporilor

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

M K1 K2 K3 K4

87 84

43 36

42

85

56 52

41

56

98 98

78

57

68

Pro

cent

ger

min

atie

%

Athyrium filix-femina

Dryopteris affinis

Dryopteris filix-mas

0102030405060708090

100

M K1 K2 K3 K4

87 84

43

20 18

85

22

52

41 38

98 98

78

57

68

Pro

cent

ger

min

atie

%

Athyrium filix-femina

Dryopteris affinis

Dryopteris filix-mas

Stadiul de dezvoltare al gametofitului la specia Dryopteris filix-mas sub influenta fungicidului Kumulus

Varianta experimentală

Perioada

3 săptămâni 6 săptămâni 14 săptămâni

Martor

stadiu de formare a lamei protaliene

lamă protaliană spre stadiul de protal cordat

protal cordat cu anteridii şi arhegoane

K1filamente, unele cu trecere spre lamă protaliană

filamente şi lame protaliene, unele filamente au ramificaţii şi rizoizi nealungiţi

protale cordate cu anteridii, rizoizi scurţi, dispuneri de cristale la vârful papilelor

K2spori germinaţi filamente protaliene

ramificate, fără rizoizi sau cu rizoizi nealungiţi

protale cordate cu anteridii, rizoizi scurţi şi deformaţi

K3 spori germinaţifilamente ramificate fără rizoizi sau foarte puţini rizoizi nealungiţi

filamente protaliene ramificate necrozate în mare parte

K4 spori germinaţifilamente ramificate fără rizoizi sau foarte puţini rizoizi nealungiţi

filamente protaliene ramificate necrozate în mare parte

Stadiul de dezvoltare al gametofitului la specia Athyrium filix-femina sub influenta fungicidului Kumulus

Varianta experimentală

Perioada

3 săptămâni 6 săptămâni 14 săptămâni

Martorlame protaliene bine dezvoltate în stadiul de trecere la protal cordat

protal cordat tânăr protale cordate cu anteridii şi arhegoane

K2

filament în stadiul de trecere la placă

protaliană

lame protaliene cu rizoizi nealungiţi

filamente şi lame

necrozate, un protal

cordat mare

K3

spori germinaţi

(99%), filamente la cei care au germinat mai repede

filamente protaliene şi lame protaliene

filamente necrozate,

protale cordate tinere

K4 spori germinaţi

filamente ramificate fără rizoizi sau foarte puţini rizoizi nealungiţi

filamente protaliene ramificate necrozate în mare parte

Stadiul de dezvoltare al gametofitului la specia Dryopteris affinis sub influenta fungicidului Kumulus

Varianta experimentală

Perioada

3 săptămâni 6 săptămâni

Martorstadiul de lamă protaliană

protal cordat tânăr

K1filament spre lamă protaliană, cu rizoizi mai roşcaţi spre deosebire de martor

protal cordat tânăr fără gametangii, cu rizoizi roşcaţi

K2stadiu de formare a lamei protaliene, rizoizi roşcaţi cu perete sinuos

protale cordate tinere fără gametangii, cu rizoizi mai scurţi şi mai intens coloraţi având peretele sinuos

K3filamente cu trecere spre placă protaliană, prezentând rizoizi mai scurţi

lamă protaliană cu rizoizi scurţi, sinuoşi, mai roşcaţi (în special cei din regiunea bazală)

K4filamente cu trecere spre placă protaliană, cu rizoizi deformaţi, foarte dilataţi

lamă protaliană, trihomi cu secreţie, deformaţi şi ramificaţi; iniţiala rizoidală este necrozată

Bibliografie

Iosub I., 2002. Chimia şi poluarea mediului, Ed. Universităţii din Piteşti, pp. 170-171

Matei F.R, 2010. Note de curs “Biodegradarea aerobă a compuşilor organici –pesticide”, Universitatea de Ştiinţe agronomice şi medicină veterinară, Bucureşti, Facultatea de Biotehnologii, pp 4-7.

Munteanu N., 2006. Evaluarea stadiului actual si a potenţialului de dezvoltare a producţiei legumicole ecologice în zona de nord-est a României. Raport de cercetare, accesat iunie 2012 la adresa:

[http://www.uaiasi.ro/ceexuri/prodleco/raport_cercetare_etapa_i.pdf]

Stefan N., Oprea A., 2007. Botanica sistematica, Ed. Universitatii “Alexandru Ioan Cuza” Iasi, pp 51-54.

Petre M., Teodorescu A., 2009. Biotehnologia protecţiei mediului, Vol. I, Ediţia a II-a, Ed. CD PRESS, Bucureşti, pp 113-114.