Пестициди - хімічні препарати, які використовуються для боротьби з шкідниками і збудниками хвороб рослин, бур'янами, шкідниками деревини та іншої рослинної сировини, харчових продуктів тощо Пестициди відносяться до різних класів органічних і неорганічних сполук.
За цільовим призначенням пестициди поділяються на такі основні групи: інсектициди - для знищення комах, акарициди - кліщів, фунгіциди - збудників грибних хвороб сільськогосподарських культур і деревних порід, бактерициди - збудників бактеріальних хвороб, нематоциди - збудників нематодних хвороб, моллюскіціди слимаків, зооциди - шкідливих хребетних , гербіциди - бур'янів. До пестицидів ставитися також репеленти - засоби, що відлякують шкідливих комах, кліщів і ін .; атрактанти - речовини, які приваблюють комах, яких потім вони знищують; хемостерілянти - препарати, що викликають безпліддя у комах, кліщів, гризунів.
Крім свого безпосереднього цільового впливу пестициди надають багатосторонню побічний вплив на біосферу, масштаби якого можна порівняти з глобальними екологічними факторами.
Пестициди як токсиканти довкілля. Проблема токсичності пестицидів для біоти стоїть дуже гостро. Основна небезпека пестицидів полягає у включенні їх в біологічний круговорот.
По токсичності для людини і теплокровних тварин пестициди поділяють на 4 групи: сильнодіючі препарати, високотоксичні, среднетоксічним, малотоксичні. Найбільш вираженим токсичною дією володіють пестициди хлорорганічних і фосфорорганічних груп, органічні сполуки міді, ртутьорганічні сполуки і похідні фенолу.
Грунтові мікроорганізми як компонент біогеоценозів відчувають різнопланове вплив з боку пестицидів, а як ланка харчових ланцюгів беруть участь в їх передачі до вищих організмам і людині. Впливаючи на окремі мікроорганізми, пестициди впливають і в цілому на екосистеми, модифікуючи їх. Часто такі модифікації призводять до незворотного порушення екологічної рівноваги. Так само грунтові мікроорганізми можуть здійснювати трансформацію і мінералізацію пестицидів. Вони використовують пестициди в якості джерела вуглецю і енергії. З цими процесами пов'язана проблема детоксикації пестицидів у навколишньому середовищі.
Пестициди впливають на активність мікробіологічних процесів в грунті. Гербіциди в цілому пригнічують дихання грунту і процес нітрифікації. Але також відзначена стимуляція дихання в грунті малими дозами пестицидів.
Вплив пестицидів на чисельність мікроорганізмів в грунті. Згідно Домшу, чисельність чутливих організмів сильно скорочується, або ж вони взагалі зникають з грунтових проб, забруднених пестицидами. Найсильніше знижується чисельність нитрификаторов від фунгіцидів, значно зменшується кількість ґрунтових грибів; бактерії і актиноміцети придушуються ними меншій мірі. При фумігації грунту метилбромід, хлорпікрином, метілізоцінатом різко скорочувалася чисельність всіх груп мікроорганізмів. Біоцидниє властивості подібних препаратів не були постійними, і через деякий час активізація життєдіяльності мікроорганізмів. Існують відомості про угнетающем дії ряду пестицидів на чисельність різних груп мікроорганізмів: каптан і ПХНБ знижував чисельність патогенних грибів, ептатоксафен і гептахлор - бактерій, цинеб - спороутворюючих бактерій, прометрин і Арети - стійких до стрептоміцину бактерій, ептам, дикват, атразин - грибів. Чисельність мікроорганізмів знижується не відразу, а через кілька тижнів після внесення препарату. Гриби пригнічуються великим числом речовин, меншими концентраціями і протягом більш тривалого часу, ніж бактерії і актиноміцети.
При внесенні в грунт деяких пестицидів відзначена стимуляція зростання мікроорганізмів. Наприклад, при внесенні Капана і паратіонметіла збільшується чисельність багатьох груп бактерій, актиноміцетів і сапротрофних грибів. У підвищених дозах паратіонметіл стимулює целлюлозоразрушающіх і нитрифицирующие бактерії. Ліндан і дильдрин збільшують чисельність аммоніфіцірующіх, а атразин - нитрифицирующих бактерій. Багаторічне застосування триазинове гербіцидів збільшувало число виділених з грунту видів грибів.
Відзначається також індиферентне ставлення мікроорганізмів до пестицидів. Наприклад, встановлено, що в виробничих і навіть підвищених дозах триазинове гербіциди не впливають на чисельність целлюлозоразрушающіх мікроорганізмів. В зазвичай застосовуються дозах гербіциди, як правило не токсичні або слабо токсичні для більшості мікроорганізмів.
З усіх систематичних груп мікроорганізмів найбільш сильно пригнічуються гриби. Окремі види пологів Penicillium, Fusarium, Humicola, Rhizoctonia, Phytium, Mucor, Rhizopus, Trichoderma придушуються в найбільшою мірою. З бактерій найбільш стійкі до пестицидів псевдомонади, коринебактерії, флавобактеріі і агробактерії. Щорічне внесення в грунт гербіциду симазина змінювало видовий склад актиноміцетів роду Streptomyces в сторону появи нових домінантів, знижувався індекс видового різноманіття. Найбільш наочно вплив препарату було виражено протягом першого місяця після внесення. Багаторічне застосування триазинове гербіцидів призводило до перегрупування домінантних форм грибів, число типових видів зменшувалася, з'являлися стійкі форми.
Гербіциди вносять в грунт в невеликих кількостях - кілька кілограмів на 1 га. Водорозчинні препарати не створюють в місцях внесення токсичних для більшості мікроорганізмів концентрацій. При розпилюванні порошків і емульсій утворюються мікрозонах, в яких селекціонують мікрофлора, що розкладає пестицид, але основне мікронаселеніе грунту залишається незачепленим. У той же час використання гербіцидів трохи знижує кількість гумусу в порівнянні з необробленими грунтами. Це пояснюється тим, що гербіциди зменшують надходження в грунт рослинних залишків бур'янів.
Зазвичай застосовуються в практиці дозування пестицидів, як правило, не впливають на життя грунту. Однак іноді відбувається затримка процесу нітрифікації, так як нітріфікатори дуже чутливі до різного роду сильним впливам. Відзначається велика чутливість в порівнянні з іншими сапротрофного мікроорганізмами азотобактера і бульбочкових бактерій. Малостійкі до гербіцидів мікроскопічні гриби і водорості.
Безсумнівно, що не всі мікроорганізми однаково чутливі до певних препаратів. Кожне хімічна сполука найбільше вражає якусь свою «мішень». Розробка цього питання може сприяти виявленню мікробіологічних показників наявності та детоксикації певних гербіцидів в грунті.
Підтвердити вище сказане можна прикладами. Е.А. Штин було встановлено, що Phormidium tenne гинуть при незначних концентраціях 2,4-Д, а інші організми (Chlorella vulgaris, Nostos punctiform) досить стійкі до дії цього гербіциду. Ю.В. Круглов показав, що чутливість водорості Chlorella vulgaris до деяких гербіцидів наближається до чутливості рослин вівса. З цього можна зробити висновок, що Chlorella може бути використана як тест-організм при з'ясуванні токсичності гербіцидів для рослин.
На термін знешкодження в грунті застосовуваних зазвичай на практиці доз гербіцидів впливає цілий ряд факторів: біологічні та хімічні властивості грунту, її температура, вологість і т.д. Що стосується інсектицидів є дані, які свідчать про досить швидкому розпаді в грунті фосфорорганічних сполук (1,5-4 місяці). Хлорорганісческіе з'єднання стійкіше.
Для прикладу розглянемо вплив пестицидів на взаємини бобових рослин з бульбочкових бактерій. Гербіциди, інгібуючі фотосинтез (сімазин, атразин), не діють на утворення бульб, але процес азотфіксації пригнічується ними внаслідок нестачі асимілятів для бульбочкових бактерій. Окремі гербіциди депрессируют активність знаходяться в бульбах бактерій і знижують азотфіксацию. Таким чином, для бобових культур слід особливо ретельно підбирати гербіциди і бажано вживати їх в менших дозах.
В цілому, один і той же пестицид може викликати пригнічення, стимуляцію і проявляти індиферентне ставлення, навіть якщо судити по одному і тому ж показнику мікробіологічної активності.
Найбільш загальні закономірності реакції ґрунтових мікроорганізмів на пестициди. Встановлено, що найбільш яскраво дію пестицидів проявляється при їх систематичному застосуванні. Внесені в виробничих дозах пестициди не впливають на грунтові мікроорганізми або викликають тимчасове, терміном на 2 - 3 місяці, придушення найбільш чутливих форм з подальшим відновленням нормальних ознак і властивостей мікробіоти. Істотно змінюють рівновагу в мікробної системі при одноразовому внесенні лише високі дози пестицидів. Одним з найбільш поширених наслідків багаторічного застосування пестицидів є перегрупування видового складу мікробних співтовариствах грунтів.