Efeitos da aplicação mista de avermectina, imidaclopride e carbendazim na degradação do solo e toxicidade para minhocas

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 14115 (2023) Citar este artigo

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A aplicação de pesticidas em misturas exerce frequentemente múltiplas pressões sobre os solos agrícolas a curto prazo. Portanto, é necessário avaliar os efeitos da aplicação mista no comportamento ambiental e na ecotoxicidade dos pesticidas no solo. Neste estudo, avaliamos os efeitos de três pesticidas comuns por meio de aplicação mista na degradação do solo e na toxicidade da minhoca Eisenia fetida. Comparados com as meias-vidas de degradação (DT50) do pesticida único, os valores de DT50 de avermectina, imidaclopride e carbendazim nas misturas binárias foram semelhantes. Entretanto, seus valores de DT50 nas misturas ternárias foram aproximadamente 1,5 vezes maiores do que nas aplicações individuais, aumentando sua estabilidade no solo após duas ou três aplicações. As misturas ternárias dos pesticidas mostraram toxicidade significativamente sinérgica em relação a E. fetida, enquanto as suas misturas binárias exibiram uma interação variável ao longo de toda a faixa de nível de efeito. As misturas ternárias ativaram maiores atividades de SOD e CAT em E. fetida do que os tratamentos individuais, confirmando seus efeitos sinérgicos. Ao realizar testes de evitação com E. fetida, as interações tóxicas ternárias foram efetivamente avaliadas dentro de um período de teste relativamente curto. Em resumo, os três pesticidas em misturas ternárias exibiram meias-vidas de degradação mais longas e toxicidade sinérgica para minhocas em comparação com misturas individuais ou binárias.

Os solos sustentam os sistemas de plantação agrícola e sofrem inúmeras pressões antropogénicas, mas sabemos pouco sobre os efeitos destas pressões nos solos quando agem em conjunto1. Sendo importantes agroquímicos, os pesticidas nos solos são contaminantes generalizados nos campos agrícolas e muitas vezes coexistem como uma mistura2. Especialmente nas últimas décadas, com um número crescente de pesticidas a ser lançados no mercado, as práticas agrícolas empregam pesticidas aplicados em doses mais baixas, mas muitas vezes em misturas. A avaliação do risco destas misturas torna-se um desafio devido às suas combinações complexas e variáveis. Além disso, o atual quadro de avaliação de riscos centra-se em produtos químicos individuais, que não podem prever a toxicidade real das misturas de pesticidas devido aos efeitos conjuntos num sistema de mistura3. Verificou-se que várias misturas de pesticidas não só apresentam níveis elevados de resíduos de pesticidas, mas também têm impactos sinérgicos na toxicidade dos invertebrados do solo4,5,6. Os aplicadores precisam se preocupar com os efeitos colaterais das misturas de pesticidas devido aos possíveis efeitos conjuntos combinados.

Como pesticidas comumente usados, avermectina, imidaclopride e carbendazim são amplamente aplicados em culturas em todo o mundo. Avermectina e imidaclopride são frequentemente usados em combinação para controlar pulgões. Esses dois inseticidas também são frequentemente usados em combinação com o carbendazim para controlar cooperativamente as pragas e doenças da soja e do trigo na China. Estudos anteriores documentaram os comportamentos ambientais desses pesticidas individualmente no solo7,8,9. No entanto, os seus efeitos como misturas não foram investigados, apesar do seu potencial de co-ocorrência em solos agrícolas. Além disso, esses três pesticidas apresentaram certo grau de toxicidade para organismos não-alvo do solo. A avermectina, um inseticida macrólido, tem efeitos tóxicos na sobrevivência e reprodução de invertebrados que vivem no solo10. O imidaclopride, um inseticida neonicotinóide, além de ser tóxico para os mesmos parâmetros da avermectina, induz estresse oxidativo e danos ao DNA em minhocas11. O carbendazim, um fungicida benzimidazol, apresenta toxicidade moderadamente aguda e genotoxicidade para minhocas12. Devido às suas diferentes toxicidades e ocorrência no mesmo ambiente de solo, sua toxicidade conjunta para organismos não-alvo no solo precisa ser estudada.

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>