Effetti dell'applicazione mista di avermectina, imidacloprid e carbendazim sulla degradazione del suolo e sulla tossicità nei confronti dei lombrichi

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 14115 (2023) Citare questo articolo

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L’applicazione di pesticidi in miscele spesso esercita molteplici pressioni sui suoli agricoli a breve termine. Pertanto, è necessario valutare gli effetti dell’applicazione mista sul comportamento ambientale e sull’ecotossicità dei pesticidi nel suolo. In questo studio, abbiamo valutato gli effetti di tre pesticidi comuni attraverso l’applicazione mista sulla degradazione del suolo e sulla tossicità nei confronti del lombrico Eisenia fetida. Rispetto alle emivite di degradazione (DT50) del singolo pesticida, i valori DT50 di avermectina, imidacloprid e carbendazim nelle miscele binarie erano simili. Tuttavia, i loro valori DT50 nelle miscele ternarie erano circa 1,5 volte più lunghi di quelli delle singole applicazioni, migliorandone la stabilità nel suolo dopo due o tre applicazioni. Le miscele ternarie di pesticidi hanno mostrato una tossicità significativamente sinergica verso E. fetida, mentre le loro miscele binarie hanno mostrato un'interazione mutevole nell'intero intervallo di livelli di effetto. Le miscele ternarie hanno attivato attività SOD e CAT più elevate in E. fetida rispetto ai singoli trattamenti, confermando i loro effetti sinergici. Eseguendo test di prevenzione con E. fetida, le interazioni tossiche ternarie sono state valutate efficacemente entro un periodo di test relativamente breve. In sintesi, i tre pesticidi contenuti nelle miscele ternarie hanno mostrato emivite di degradazione più lunghe e tossicità sinergica nei confronti dei lombrichi rispetto alle miscele singole o binarie.

I suoli sono alla base dei sistemi di impianto agricolo e subiscono numerose pressioni antropiche, ma sappiamo poco sugli effetti di queste pressioni sui suoli quando agiscono insieme1. Essendo importanti prodotti chimici per l'agricoltura, i pesticidi presenti nel suolo sono contaminanti diffusi nei campi agricoli e spesso coesistono come una miscela2. Soprattutto negli ultimi decenni, con un numero crescente di pesticidi immessi sul mercato, le pratiche agricole impiegano pesticidi applicati a dosi più basse ma spesso in miscele. La valutazione del rischio di queste miscele diventa impegnativa a causa delle loro combinazioni complesse e variabili. Inoltre, l’attuale quadro di valutazione del rischio si concentra su singole sostanze chimiche, che non possono prevedere l’effettiva tossicità delle miscele di pesticidi a causa degli effetti congiunti in un sistema di miscela3. È stato scoperto che diverse miscele di pesticidi non solo presentano livelli elevati di residui di pesticidi, ma hanno anche effetti sinergici sulla tossicità degli invertebrati del suolo4,5,6. Gli applicatori devono preoccuparsi degli effetti collaterali delle miscele di pesticidi a causa dei possibili effetti congiunti combinati.

Come pesticidi comunemente usati, l'avermectina, l'imidacloprid e il carbendazim sono ampiamente utilizzati nelle colture di tutto il mondo. Avermectina e imidacloprid sono spesso usati in combinazione per controllare gli afidi. Questi due insetticidi vengono spesso utilizzati anche in combinazione con il carbendazim per controllare in modo cooperativo i parassiti e le malattie della soia e del grano in Cina. Studi precedenti hanno documentato i comportamenti ambientali di questi pesticidi individualmente nel suolo7,8,9. Tuttavia, i loro effetti come miscele non sono stati studiati, nonostante la loro potenziale presenza simultanea nei terreni agricoli. Inoltre, questi tre pesticidi hanno mostrato un certo grado di tossicità nei confronti degli organismi non bersaglio nel suolo. L'avermectina, un insetticida macrolide, ha effetti tossici sulla sopravvivenza e sulla riproduzione degli invertebrati che vivono nel suolo10. L'imidacloprid, un insetticida neonicotinoide, oltre ad essere tossico per gli stessi endpoint dell'avermectina, induce stress ossidativo e danno al DNA nei lombrichi11. Il carbendazim, un fungicida benzimidazolico, mostra tossicità moderatamente acuta e genotossicità nei confronti dei lombrichi12. A causa della loro diversa tossicità e della presenza nello stesso ambiente del suolo, è necessario studiare la loro tossicità congiunta nei confronti degli organismi non bersaglio nel suolo.

45% kaolinite) and 70% fine sand18. The desired concentration of the pesticide was dissolved in 10 mL acetone, mixed with 10 g quartz sand for 1 h, and then mixed with the premoistened artificial soil. Approximately 0.65 kg of soil (including 0.5 kg dry artificial soil and 150 mL distilled water) was placed in a 1000-mL beaker, and ten adult earthworms were added to each beaker. The controls were prepared using only 10 mL of water or acetone, both of which did not contain any pesticides. Each treatment was performed in three replicates. To obtain the LC50 value of each single pesticide, six dilutions with a geometric ratio were designed for each pesticide within their binary and ternary combinations. To detect interactions within their mixtures, we employed the tested ratios of 1:1 (50% of the LC50 value for each pesticide) for binary mixtures and 1:1:1 (33% of the LC50 value for each pesticide) for ternary mixtures. Table S1 shows all test concentrations of each pesticide under the individual and combined applications. Under 800 lx of constant light, the beakers were covered with gauze lids and stored at 20 °C with 85% relative humidity. Mortality rates were measured at 14 days after the treatments. The mixture toxicities were predicted by the CI model20. According to previous studies, the dose–effect curve parameters and CI values of the three pesticides and their mixtures were computed using CompuSyn software21,22./p> 1) and conformed to the median effect principle (r > 0.93). CI values plotted as a function of the mortality rate (fa) shows the types of interaction (synergism, antagonism and additive effect) as a function of the level of the effect of pesticide mixtures toward E. fetida (Fig. 3). The binary mixtures of the pesticides showed changing interactions throughout the entire effect level range. In contrast, stable synergistic responses were noted for their ternary mixtures with CI values less than 1./p> 1 indicates synergism, an additive effect and antagonism, respectively./p>

3.0.CO;2-Q" data-track-action="article reference" href="https://doi.org/10.1002%2F1097-0290%2820000820%2969%3A4%3C385%3A%3AAID-BIT5%3E3.0.CO%3B2-Q" aria-label="Article reference 32" data-doi="10.1002/1097-0290(20000820)69:43.0.CO;2-Q"Article Google Scholar /p>