ارزیابی عمق آبشویی و روند تجزیه علف‌کش کلوپیرالید در خاک مزارع کلزا در اطراف خلیج‌گرگان

سابقه و هدف: آلودگی‌های زیست‌محیطی ناشی از کاربرد آفت‌کش‌ها یکی از مهم‌ترین عوامل تهدیدکننده سلامت زیست‌بوم‌ها و بشر هستند، از این‌رو، بررسی سرنوشت علف‌کش‌های مصرف شده در خاک برای به حداقل رساندن تحرک آنها در خاک و کنترل آلودگی آب‌های زیرزمینی ضروری می‌باشد.از علف‌کش کلوپیرالید در محصولات کشاورزی منطقه خلیج گرگان به‌صورت گسترده استفاده می‌شود و در ارتباط با سرنوشت این علف‌کش در خاک، مطالعه اندکی در کشور انجام شده است. به‌دلیل نگرانی از خطر آبشویی زیاد این علف‌کش در خاک و نفوذ به آب‌های زیرزمینی، این مطالعه با هدف ارزیابی میزان عمق آبشویی و نیمه‌عمر علف‌کش کلوپیرالید در خاک و حضور آن در آب‌های زیرزمینی منطقه در شرایط مزرعه‌ای انجام شد.مواد و روش‎ها: این مطالعه در بخشی از مزارع شهرستان بندرگز انجام شد. به‌ این‌منظور دو مزرعه کلزا واقع در غرب و شرق منطقه مورد بررسی، در نظر گرفته شد. پس از مصرف این علف‌کش در اواخر آذر1400 در زمان‌های 1، 14، 28، 56، 86 و 116 روز بعد از سمپاشی، از اعماق 17-0، 34-17، 51-34 و 67-51 سانتی‌متر با سه تکرار در هر مزرعه نمونه‌برداری گردید. همچنین، برای بررسی وضعیت آلودگی آب چاههای منطقه، از 4 حلقه چاه در پنج دوره نمونه‌برداری شد. برای استخراج باقیمانده کلوپیرالید از خاک و آب از روش کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا در فاز معکوس که مجهز به آشکارساز uv-vis بود، استفاده شد.یافته‏ ها: مدل سینتیکی مرتبه اول تغییرات غلظت علف‌کش کلوپیرالید را با زمان به خوبی پیش‌بینی کرد. 56 روز بعد از سمپاشی، مقدار نفوذ عمقی این علف‌کش در خاک هر دو مزرعه، حداکثر تا عمق 34 سانتی‌متری بود. نتایج نشان داد که خاک زیرسطحی بخش شرقی (لوم‌شنی) نسبت به بخش غربی (لوم)، درشت بافت‌تر بود. مقادیر ثابت سرعت تجزیه (k) در مزرعه غربی در بخش سطحی و زیرسطحی، به‌ترتیب 0.06 و 0.04 و در مزرعه شرقی در بخش سطحی و زیرسطحی بترتیب 0.05 و 0.03 بود. نیمه‌عمر کلوپیرالید (dt50) در مزرعه غربی در بخش سطحی و زیر‌سطحی، به‌ترتیب 12 و 18 روز و در مزرعه شرقی در بخش سطحی و زیر‌سطحی به‌ترتیب 13 و 26 روز به دست آمد. مقدار شاخص gus نیز در هر دو مزرعه بزرگ‌تر از 2.8 بدست آمد که بیانگر خطر آبشویی این علف‌کش می‌باشد. نتایج آنالیز باقیمانده کلوپیرالید در نمونه‌های آب چاه، حاکی از عدم وجود علف‌کش در آنها بود.نتیجه‏ گیری: در شرایط مزرعه‌ای، آبشویی علف‌کش نقش مهمی در پیش‌بینی بقایای آن در خاک دارد. همچنین، مواد آلی، روند تجزیه کلوپیرالید را تسریع و نیمه‌عمر آن را کاهش می‌دهد. ارزیابی خطر آلودگی کلوپیرالید با مدل جوری نیز نشان داد که کاربرد آن در مناطقی که میزان مواد آلی خاک کمتر از یک درصد، بافت خاک سبک و ظرفیت نگهداشت آب پایین است باید با احتیاط صورت گیرد.

evaluation of leaching depth and decomposition process of clopyralid herbicide in the soil of rape fields around gorgan bay

background and objectives: environmental pollution caused by the use of pesticides is one of the most important factors that threaten the health of ecosystems and humans, therefore, it is necessary to investigate the fate of herbicides used in the soil to minimize their mobility in the soil and control groundwater pollution.clopyralid herbicide is widely used in agricultural products of gorgan bay region, and little study has been done in the country regarding the fate of this herbicide in the soil. due to the concern of high leaching risk of this herbicide in the soil and penetration into the groundwater, this study was conducted with the aim of evaluating the leaching depth and half-life of clopyralid herbicide in the soil and its presence in the groundwater of the region in field conditions.materials and methods: this study was conducted in a part of the farms of bandargaz city. for this purpose, two canola fields located in the west and east of the area were considered. after using this herbicide at the end of december 2021, was sampled at the times of 1, 14, 28, 56, 86 and 116 days after spraying, from the depths of 0-17, 17-34, 34-51 and 51-67 cm with three repetitions in each field. also, to check the water pollution status of wells in the region, samples were taken from 4 wells in five periods. to extract the clopyralid residue from soil and water, a high-performance liquid chromatography method was used in the reverse phase, which was equipped with a uv-vis detector.results: the first-order kinetic model predicted well the changes of clopyralid herbicide concentration with time. 56 days after spraying, the amount of deep penetration of this herbicide in the soil of both fields was up to a maximum depth of 34 cm. the results showed that the subsurface soil of the eastern part (sandy loam) was coarser than the western part (loam). the constant values of decomposition rate (k) in the western farm in the surface and subsurface sections were 0.06 and 0.04, respectively, and in the eastern farm in the surface and subsurface sections, respectively, 0.05 and 0.03. the half-life of clopyralid (dt50) was 12 and 18 days in the surface and subsurface parts of the western field, and 13 and 26 days in the surface and subsurface parts of the eastern field, respectively. the value of gus index was also greater than 2.8 in both farms, which indicates the risk of leaching of this herbicide. the results of clopyralid residue analysis in well water samples indicated the absence of herbicide in them.conclusion: in field conditions, herbicide leaching plays an important role in predicting its residues in soil. also, organic materials accelerate the process of clopyralid decomposition and reduce its half-life. the evaluation of the risk of clopyralid contamination with the jury model also showed that its application in areas where the amount of soil organic matter is less than one percent, the soil texture is light and the water holding capacity is low should be done with caution.