ДОЗОЗАЛЕЖНИЙ ВПЛИВ ІМІДАЗОЛІНОНОВИХ ГЕРБІЦИДІВ НА МОНОКУЛЬТУРУ DESMODESMUS ARMATUS
DOI:
https://doi.org/10.31861/biosystems2025.03.375Ключові слова:
імідазолінонові гербіциди, імазамокс, Desmodesmus armatus, мікроводорості, дозозалежний ефект, фотосинтетичні пігменти, прісноводні екосистемиАнотація
У роботі досліджено дозозалежний вплив гербіцидів групи імідазолінонів, зокрема імазамоксу, на монокультуру зеленої мікроводорості Desmodesmus armatus, яка є чутливим тест-організмом для екотоксикологічних оцінок. Актуальність дослідження зумовлена зростанням ризику потрапляння гербіцидів у прісні водойми внаслідок сільськогосподарського стоку та антропогенних порушень, що може негативно впливати на первинних продуцентів водних екосистем.
Оцінку токсичної дії імазамоксу проводили за показниками росту культури (чисельність клітин, оптична густина) та станом фотосинтетичного апарату, визначаючи вміст хлорофілів a, b і каротиноїдів упродовж 14–28 діб експозиції. Встановлено, що реакція Desmodesmus armatus має чіткий концентраційно залежний характер. Низькі концентрації (0,01–0,06 мг/л) спричиняли короткочасний горметичний ефект зі стимуляцією росту та пігментного апарату. Середні концентрації (0,1–1 мг/л) викликали приховану токсичність, що проявлялася поступовим пригніченням росту та зниженням вмісту хлорофілів. Високі концентрації (2,5–10 мг/л) зумовлювали стійке пригнічення фотосинтетичної активності, деградацію пігментної системи та відсутність адаптаційних реакцій.
Отримані результати підтверджують придатність Desmodesmus armatus як біоіндикатора токсичності імідазолінонових гербіцидів та підкреслюють необхідність урахування пролонгованої дії пестицидів при оцінці їх екологічної безпеки.
Посилання
1. Ceschin, S., Bellini, A., & Scalici, M. (2021). Aquatic plants and ecotoxicological assessment in freshwater ecosystems: a review. Environmental Science and Pollution Research, 28, 4975-4988. https://doi.org/10.1007/s11356-020-11496-3
2. Culture Collection of Algae and Protozoa (CCAP). (n.d.). Desmodesmus armatus (CCAP 258/197) [Мікрофотографія]. CCAP Catalogue. https://www.ccap.ac.uk/catalogue/strain-258-197
3. Dosnon-Olette, R., Trotel-Aziz, P., Couderchet, M., & Eullaffroy, P. (2010). Fungicides and herbicide removal in Scenedesmus cell suspensions. Chemosphere, 79(2), 117-123. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2010.02.005
4. Fassiano, A. V., March, H., Santos, M., Juárez, Á. B., & Ríos de Molina, M. D. C. (2022). Toxicological effects of active and inert ingredients of imazethapyr formulation Verosil® against Scenedesmus vacuolatus (Chlorophyta). Environmental Science and Pollution Research, 29(21), 31384-31399. https://doi.org/10.1007/s11356-021-17962-w
5. Gómez-Martínez, D., Bengtson, J., Nilsson, A. K., Clarke, A. K., Nilsson, R. H., Kristiansson, E., & Corcoll, N. (2023). Phenotypic and transcriptomic acclimation of the green microalga Raphidocelis subcapitata to high environmental levels of the herbicide diflufenican. Science of the Total Environment, 875, 162604. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.162604
6. Gonçalves-Filho, D., Silva, C. C. G., & De Souza, D. (2020). Pesticides determination in foods and natural waters using solid amalgam-based electrodes: challenges and trends. Talanta, 212, 120756. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2020.120756
7. Grasso, G., Cocco, G., Zane, D., Frazzoli, C., & Dragone, R. (2022). Microalgae-based fluorimetric bioassays for studying interferences on photosynthesis induced by environmentally relevant concentrations of the herbicide diuron. Biosensors, 12(2), 67. https://doi.org/10.3390/bios12020067
8. Hasenbein, S., Peralta, J., Lawler, S. P., & Connon, R. E. (2017). Environmentally relevant concentrations of herbicides impact non-target species at multiple sublethal endpoints. Science of the Total Environment, 607, 733-743. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.06.270
9. Herrero-Hernández, E., Rodríguez-Cruz, M. S., Pose-Juan, E., Sánchez-González, S., Andrades, M. S., & Sánchez-Martín, M. J. (2017). Seasonal distribution of herbicide and insecticide residues in the water resources of the vineyard region of La Rioja (Spain). Science of the Total Environment, 609, 161-171. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.07.113
10. Huang, J., Piao, X., Zhou, Y., & Li, S. (2024). Toxicity Assessment of 36 Herbicides to Green Algae: Effects of Mode of Action and Chemical Family. Agrochemicals, 3(2). https://doi.org/10.3390/agrochemicals3020012
11. Husk, B., Sanchez, J. S., Leduc, R., Takser, L., Savary, O., & Cabana, H. (2019). Pharmaceuticals and pesticides in rural community drinking waters of Quebec, Canada–a regional study on the susceptibility to source contamination. Water Quality Research Journal, 54(2), 88-103. https://doi.org/10.2166/wqrj.2019.038
12. Li, J., Min, Z., Li, W., Xu, L., Han, J., & Li, P. (2020). Interactive effects of roxithromycin and freshwater microalgae, Chlorella pyrenoidosa: toxicity and removal mechanism. Ecotoxicology and Environmental Safety, 191, 110156. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2019.110156
13. Lopes, M., Nogués, S., & Molero, G. (2011). Gas exchange and chlorophyll fluorescence–principles and applications. Physiological breeding I: interdisciplinary approaches to improve crop adaptation. Mexico, DF: CIMMYT, 79-94.
14. Mugudamani, I., Oke, S. A., Gumede, T. P., & Senbore, S. (2023). Herbicides in water sources: Communicating potential risks to the population of Mangaung Metropolitan Municipality, South Africa. Toxics, 11(6), 538. https://doi.org/10.3390/toxics11060538
15. Onyango, J., van Bruggen, J. J. A., Kitaka, N., Simaika, J., & Irvine, K. (2024). Effects of combined nutrient and pesticide exposure on algal biomass, and Daphnia magna abundance. Environmental Systems Research, 13(1), 1. https://doi.org/10.1186/s40068-023-00326-3
16. Rojano-Delgado, A. M., Priego-Capote, F., Luque de Castro, M. D., & De Prado, R. (2015). Mechanism of imazamox resistance of the Clearfield® wheat cultivar for better weed control. Agronomy for Sustainable Development, 35, 639–648. https://doi.org/10.1007/s13593-014-0232-7
17. Tan, S., Evans, R. R., Dahmer, M. L., Singh, B. K., & Shaner, D. L. (2005). Imidazolinone‐tolerant crops: history, current status and future. Pest Management Science: Formerly Pesticide Science, 61(3), 246-257. https://doi.org/10.1002/ps.993
18. Vonk, J. A., & Kraak, M. H. (2020). Herbicide exposure and toxicity to aquatic primary producers. Reviews of Environmental Contamination and Toxicology Volume 250, 119-171.
