Degradation of glyphosate in a Colombian soil is influenced by temperature, total organic carbon content and pH.
Environ Pollut · 2020 · 259:113767 · PMID 31887598 · 등급1 최상위근거 체계적문헌고찰 · 농업과 정책 > 기타·종설
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글리포세이트는 전 세계적으로 가장 많이 사용되는 제초제 중 하나이다. 열대 토양에서의 글리포세이트의 거동은 온대 지역 토양과는 다를 수 있다. 특히, 추출 불가능 잔류물(NER)의 양과 유형이 상당히 다를 수 있으며, 이는 이종 NER(흡착 및 격리된 모 화합물)과 생물학적 NER(분해자의 생체량 잔류물)의 상대적 기여도 차이를 초래한다. 또한, 총유기탄소(TOC) 또는 pH 변화를 유발하는 환경 조건과 농업 관행은 글리포세이트의 분해에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 본 연구의 목적은 콜롬비아 사질 양토에서 온도, pH 및 TOC 변화가 글리포세이트의 분해 및 전환에 어떻게 영향을 미치는지 조사하는 것이다. 콜롬비아 토양의 pH 또는 TOC를 변형하여 다섯 가지 처리구(대조군(pH 7.0, TOC 3%), 4% TOC, 5% TOC, pH 6.5, 및 pH 5.5)를 얻었다. 각 처리구에 $13\text{C}^{315}\text{N}$-글리포세이트 $50 \text{ mg kg}^{-1}$을 처리하고 $10^\circ\text{C}$, $20^\circ\text{C}$, 및 $30^\circ\text{C}$에서 40일 동안 배양하였다. 온도가 상승함에 따라 $13\text{C}^{315}\text{N}$-글리포세이트의 광물화율은 $10^\circ\text{C}$에서 13%에서 $20^\circ\text{C}$에서는 32-39%, 그리고 $30^\circ\text{C}$에서는 41-51%로 증가하였으며, 40일 배양 후 추출 가능한 $13\text{C}^{315}\text{N}$-글리포세이트의 양은 $10^\circ\text{C}$에서 13%에서 $20^\circ\text{C}$에서는 4.6-12%, 그리고 $30^\circ\text{C}$에서는 1.2-3.2%로 감소하였다. 추출 가능한 $13\text{C}^{315}\text{N}$-글리포세이트는 TOC가 높고 pH가 높을수록 증가하였다. 총 $13\text{C}$-NER은 모든 처리구와 모든 온도에서 유사하였다(47%-60%)는 것은 연구된 요인 중 어느 것도 총 $13\text{C}$-NER의 양에 영향을 미치지 않았음을 시사한다. 그러나, $13\text{C}$-bioNER은 대조군과 4% TOC 처리구에서 $13\text{C}$-NER 풀 내에서 우세하였으며($20^\circ\text{C}$ 및 $30^\circ\text{C}$에서 총 $13\text{C}$-NER의 76-88%) 반면, 5% TOC 및 pH 6.5 또는 5.5를 가진 토양에서는 $13\text{C}$-bioNER이 더 낮았다($20^\circ\text{C}$ 및 $30^\circ\text{C}$에서 47-61%). 대조적으로, $15\text{N}$-bioNER 풀은 작았으며($15\text{N}$-NER의 14%에서 39% 사이) 따라서 $15\text{N}$-NER의 60% 이상이 잠재적으로 위험한 이종 NER이며 향후 주의가 필요하다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate is one of the most used herbicides in the world. The fate of glyphosate in tropical soils may be different from that in soils from temperate regions. In particular, the amounts and types of non-extractable residues (NER) may differ considerably, resulting in different relative contributions of xenoNER (sorbed and sequestered parent compound) and bioNER (biomass residues of degraders). In addition, environmental conditions and agricultural practices leading to total organic carbon (TOC) or pH variation can alter the degradation of glyphosate. The aim of this study is thus to investigate how the glyphosate degradation and turnover are influenced by varying temperature, pH and TOC of sandy loam soil from Colombia. The pH or TOC of a Colombian soil was modified to yield five treatments: control (pH 7.0, TOC 3%), 4% TOC, 5% TOC, pH 6.5, and pH 5.5. Each treatment received 50 mg kg-1 of 13C315N-glyphosate and was incubated at 10 °C, 20 °C and 30 °C for 40 days. Rising temperature increased the mineralization of 13C315N-glyphosate from 13 to 20% (10 °C) to 32-39% (20 °C) and 41-51% (30 °C) and decreased the amounts of extractable 13C315N-glyphosate after 40 days of incubation from 13 to 26% (10 °C) to 4.6-12% (20 °C) and 1.2-3.2% (30 °C). Extractable 13C315N-glyphosate increased with higher TOC and higher pH. Total 13C-NER were similar in all treatments and at all temperatures (47%-60%), indicating that none of the factors studied affected the amount of total 13C-NER. However, 13C-bioNER dominated within the 13C-NER pool in the control and the 4% TOC treatment (76-88% of total 13C-NER at 20 °C and 30 °C), whereas in soil with 5% TOC and pH 6.5 or 5.5 13C-bioNER were lower (47-61% at 20 °C and 30 °C). In contrast, the 15N-bioNER pool was small (between 14 and 39% of the 15N-NER). Thus, more than 60% of 15N-NER is potentially hazardous xenobiotic NER which need careful attention in the future.| 저자 | Muskus, A. M.; Krauss, M.; Miltner, A.; Hamer, U.; Nowak, K. M. |
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| 저널 | Environmental pollution (Barking, Essex : 1987) |
| 권·호·쪽 | 259, 113767 |
| PMID | 31887598 |
| DOI | 10.1016/j.envpol.2019.113767 |
| MeSH | Carbon; Colombia; Environmental Monitoring; Glycine; Herbicides; Hydrogen-Ion Concentration; Soil; Soil Pollutants; Temperature; Thermodynamics; Glyphosate |