Mikrobien sekä herbisidien klortiamidin ja diklobeniilin keskinäiset vaikutukset

The herbicides chlorthiamid and dichlobenil inhibited the growth of some actinomycetes in starch-casein medium. The effect of these herbicides on the other bacteria tested was insignificant. Chlorthiamid and dichlobenil arc slowly degradable herbicides. Bacteria such as Arthrobacter, unidentified coryneforms and Bacillus could degrade the herbicides by cometabolism. 2,6-Dichlorobenzamide, 2,6-dichlorobenzoic acid, carbon dioxide, chloride, a catechol compound and many unidentified compounds were found as metabolites. Arthrobacter strains capable for dechlorination could also cleave the aromatic ring, both processes occurring in aerated cultures. More than half of the chloride was liberated in three weeks at 28°C by the most active Arthrobacter strain.Tämä tutkimus pyrkii selvittämään herbisidien klortiamidin ja diklobeniilin mikrobiologista hajoamista, joka on erittäin puutteellisesti tunnettu. Työn yhteydessä selvitettiin myös diklobeniilin vaikutuksia muutamiin mikrobeihin tavoitteena löytää diklobeniilille herkkiä mikrobeja, joita mahdollisesti voitaisiin käyttää diklobeniilin määrittämiseen kemiallisen analyysin rinnalla. Mikrobeja viljeltiin agaralustoilla, jotka sisälsivät 0—50 mg/l diklobeniiliä tai sensukuisia aineita. Kokeissa tutkittiin 265 sädesientä (useimmat suvusta Streptomyces) sekä 41 muuta bakteeria (suvuista Aeromonas, Agrobacterium, Arthrobacter, Azotobacter, Bacillus, Chromobacterium, Corynebacterium, Enterobacter, Escherichia, Flavobacterium, Proteus, Pseudomonas, Rhizobium ja Xanthomonas) ja Candida-sukuinen hiiva sekä Gliocladium-ja Trichoderma-sukuihin kuuluvat sienet. Sädesienet osoittautuivat varsin herkiksi diklobeniilille. Peräti 61 sädesienikantaa kärsi ainakin joissain määrin kasvuliuoksen diklobeniilistä. Herkimpien sädesienien kasvu tyrehtyi jo diklobeniilipitoisuudella 1—2 mg/l. Sädesienien herkkyys diklobeniilille näyttää olevan hyvin kantakohtainen ominaisuus. Lajeista Streptomyces aureus, S. flavus ja S. hygroscopicus toinen tutkittu kanta kesti diklobeniiliä ja toinen taas oli herkkä. Diklobeniilille hyvin herkkiä olivat S. abikoensis, S. alboniger, S. aureus, S. coelicolor ja S. virginae. Myös klortiamidi ja diklobeniilin kemiallinen sukulaisaine, 2-kloorifenyylisyanidi häiritsivät näiden sädesienien kasvua. Näiden sädesienien herkkyyttä diklobeniille voitaisiin ehkä käyttää hyväksi diklobeniilin mikrobiologisessa määritysmenetelmässä. Sitä vastoin muut tutkitut bakteerit ja sienet sietivät sädesieniä paremmin diklobeniiliä. Ainoastaan Azotobacter agilis, Flavobacterium capsulatum sekä Enterobacter cloacae olivat jonkin verran herkkiä diklobeniilille, sillä yhden tai kahden vuorokauden ikäisissä viljelmissä diklobeniili esti osittain näiden organismien kasvua. Vanhemmissa viljelmissä ei voitu havaita mitään estovaikutuksia. Laboratoriokokeissa diklobeniili ei kuitenkaan näyttänyt vaikuttaneen mitenkään esimerkiksi seuraaviin typpeä sitoviin bakteereihin: chroococcum, A. indicus, A. vinelandii sekä Rhizobium leguminosarum. Kasvualustaan lisätty diklobeniili ei näyttänyt lisäävän minkään tutkitun mikro-organismin kasvua. Klortiamidin (2,6-diklooritiobentsamidi) ja diklobeniilin (2,6-dikloorifenyylisyanidi) hajoamistutkimuksia varten eristettiin Helsingin yliopiston Viikin koetilan maasta 68 mikrobikantaa käyttäen apuna 14hiili-isotoopilla leimattua klortiamidia. Eristysalusta sisälsi vain 50 mg/l herbisidiä, josta osa oli radioaktiivista, mutta varsinaisena energianlähteenä oli bentsamidi. Bentsamidi valittiin energianlähteeksi siksi, että se muistuttaa kemiallisesti diklobeniiliä ja klortiamidia. Työssä eristettiin toisaalta niitä mikrobeja, jotka keräsivät herbisidistä radioaktiivisuutta solujensa läheisyyteen, sekä toisaalta niitä mikrobeja, jotka alensivat ympäristönsä radioaktiivisuutta. Useimmat tässä työssä eristetyt hajottajaorganismit olivat bakteereja. Eristetyt mikrobit kuuluivat maassa tavallisiin bakteerisukuihin kuten esimerkiksi Bacillus ja Arthrobacter. Klortiamitin ja diklobeniilin hajoaminen on useamman bakteerin yhteistyötä. Eri bakteerit pystyvät pilkkomaan molekyylin eri kohtia. Vaikka monet eristetyt bakteerit hajottivat klortiamidia ja sen hajoamistuotetta, diklobeniiliä, hajoaminen näytti aina olevan kometabolista eli varsinaisen aineenvaihdunnan ohessa tapahtuvaa. Varsinainen energianlähde oli siis välttämätön. Toiset eristetyt bakteerit (Bacillus ja muutamat koryneformibakteerit) tuottivat hiilidioksidia 14C-leimatusta klortiamidista, mikä selitti eristyksessä havaitun kasvualustan radioaktiivisuuden alentumisen. Toiset eristetyt Arthrobacter-sukuun kuuluvat bakteerit pystyivät hajottamaan diklobeniiliä ja eräitä sen kaltaisia aineita niin, että syntyi kloridia ja klooratut hiilivetyjohdannaiset muuttuivat vähemmän klooria sisältäviksi tai mahdollisesti kokonaan kloorittomiksi hiilivetyjohdannaisiksi, jotka voivat hajota luonnossa lähtöainetta nopeammin. Mikrobiologinen deklorinaatio tapahtui vain hapen läsnäollessa. Deklorinoivat Arthrobacterit hajottivat myös useidenaromaattisten malliaineiden bentseenirenkaan. Ei tiedetä kuitenkaan miten deklorinaatio ja diklobeniilin aromaattisen renkaan aukeaminen liittyvät toisiinsa. Kuvatut hajoamisreaktiot, hiilidioksidin ja kloridin vapautuminen sekä aromaattisen renkaan aukeaminen, voivat yhdessä johtaa klortimidin ja diklobeniilin täydelliseen mineralisoitumiseen. Laboratoriokokeissa 26—28 °C:ssa hiilidioksidin vapautuminen sivuketjusta ja deklorinaatio kestivät kuitenkin viikkoja

The degradation of linuron in sandy soil

The degradation of linuron occurs both in aerobic and anaerobic sandy soil with a slight lag when the conditions change from aerobic to anaerobic or from anaerobic to aerobic. Liming was found to stimulate the degradation rate of linuron so clearly that liming can be recommended for acceleration of linuron degradation as a normal agricultural treatment, particularly in sandy soils

Conventional and organic cropping systems at Suitia III: Microbial activity in soils

From 1983 to 1988 the microbial activity of soil was measured by determining its nitrification potential, dehydrogenase activity, cellulolytic activity and respiration. The samples were Suitia silty clay soils under various types of conventional and organic cropping systems. The soil microbial activity was the highest in both organic cattle farm plots in the ley phase and conventional cattle farm plots in the ley phase. The difference between these two ley soils was not clear, partly because of the considerable statistical variance, but the microbial activity of organic cattle farm plots in clover leys tended to be higher than in conventionally cultivated grass leys. This favourable effect on dehydrogenase activity was not detected after poor overwintering in organic cattle farm plots in annual clover in 1984 and Persian clover in 1985, but some effect on nitrification was found in 1984. In many cases, soil microbial activity was still increased two to three years after the leys. The soil nitrification activities were often higher in organic plant production plots than in conventional plant production plots, but the dehydrogenase activities and cellulose decompositions of organic plant production plots were similar to those in conventional diverse plant production or barley monoculture plots

The interaction of microorganisms and the herbicides chlorthiamid and dichlobenil

The herbicides chlorthiamid and dichlobenil inhibited the growth of some actinomycetes in starch-casein medium. The effect of these herbicides on the other bacteria tested was insignificant. Chlorthiamid and dichlobenil arc slowly degradable herbicides. Bacteria such as Arthrobacter, unidentified coryneforms and Bacillus could degrade the herbicides by cometabolism. 2,6-Dichlorobenzamide, 2,6-dichlorobenzoic acid, carbon dioxide, chloride, a catechol compound and many unidentified compounds were found as metabolites. Arthrobacter strains capable for dechlorination could also cleave the aromatic ring, both processes occurring in aerated cultures. More than half of the chloride was liberated in three weeks at 28°C by the most active Arthrobacter strain

Exercise yards in Finland - structures and environmental impact

Two exercise yards have been designed, constructed and monitored. Samples from the runoff water have been taken regularly, and their nutrient concentrations(nitrogen, phosphor), total solids, pH, total chemical oxygen demand and hygienic quality have been analysed. The behaviour of animals has been observed

Fertilizer value of urine in pumpkin (Cucurbita maxima L.)cultivation

The fertilizer value of human urine was compared with mineral fertilizer in pumpkin (Cucurbita maxima) cultivation at a dose of 113 kg N ha-1 with no-fertilization used as control. The growth of the vine was better in urine fertilized pumpkins than in mineral fertilized and non-fertilized pumpkins. Total fruit biomass was higher in mineral fertilized plants compared to urine fertilized and non-fertilized pumpkins. Urine fertilized pumpkins may have suffered from lower potassium or higher chloride, thus they produced fewer flowers and fruits. However, total fruit biomass and the number of fruits were slightly higher in urine fertilized plants than in their non-fertilized counterparts, i.e. 17.2 t ha-1 more pumpkin could be produced with urine fertilizer. The microbial hygiene quality as well as the contents of soluble sugars, protein and taste quality were similar in all treatments, but lower nitrate and higher chloride contents were recorded in urine fertilized pumpkins than other treatments. In conclusion, our study shows that the production rate of urine fertilized pumpkins was somewhat lower than mineral fertilized pumpkins but it was higher than non-fertilized pumpkins. The hygienic quality was equally good with all treatments

Faecal microorganisms in run-off from cattle farming

Numbers of faecal microbes (faecal coliforms, enterococci, sulphite-reducing clostridia and coliphages) were determined in run-off waters from cattle farms in 1998-2005. Water samples were collected from drain wells and open ditches adjacent to exercise yards and forested feedlots for cattle, a grass field with slurry applications and a pasture with buffer strips. The indicator numbers were the highest in run-off waters from asphalt exercise yards while the figures were even 100-fold smaller in waters from a bark covered yard. In the forested feedlots, where cattle were fed for the winter months or all the year round, the indicator numbers were as high as the ones in a grass field with slurry applications or a pasture. There was a severe risk of transporting pathogens to the environment, especially if run-off water from exercise yards and feedlots are only poor purifed and allowed to flow into ditches and watercourses. The existence of buffer strips between fields and watercourses may reduce the numbers of faecal microbes in surface run-off

Measuring methods for soil microbial activity and biomass

The determining for the numbers of different soil microbial groups has some technical difficulties because of biological reasons. Therefore the measuring of cell components or metabolic activity of soil micro-organisms is often preferred. The different measuring methods for determining the numbers of micro-organisms or microbial cell components or microbial enzymatic activities will be shortly reviewed