Biomarkers for the assessment of chlorpyrifos effects on earthworms and on soil functional parameters

Abstract

The objective of this work was to evaluate the effects of chlorpyrifos on earthworms and on soil functional parameters. An integrated laboratory-field study was performed in a wheat fi eld in Argentina, sprayed with chlorpyrifos at two recommended application rates (240 or 960 g ha-1 a.i.). Laboratory tests included neutral red retention time, comet assay (single cell gel electrophoresis), and avoidance behavior, each using the earthworm Eisenia andrei exposed in soil collected 1 or 14 days after pesticide application, and the bait-lamina test. Field tests assessed organic matter breakdown using the litterbag and bait-lamina assays. Earthworm populations in the field were assessed using formalin application and hand-sorting. The neutral red retention time and comet assays were sensitive biomarkers to the effects of chlorpyrifos on the earthworm E. andrei; however, the earthworm avoidance test was not sufficiently robust to assess these effects. Feeding activity of soil biota, assessed by the bait lamina test, was significantly inhibited by chlorpyrifos after 97 days, but recovered by the 118th day of the test. Litterbag test showed no significant differences in comparison to controls. Earthworm abundance in the fi eld was too low to adequately test the sensitivity of this assessment endpoint.

O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos do clorpirifós sobre as minhocas e sobre parâmetros funcionais do solo. Foi executado um estudo integrado campo-laboratório, em uma plantação de trigo na Argentina, onde foi aplicado clorpirifós em duas doses recomendadas (240 ou 960 g ha-1 a.i.). Os ensaios laboratoriais incluíram tempo de retenção do vermelho-neutro, ensaio cometa (eletroforese em gel de célula única) e teste de fuga, cada um com a minhoca Eisenia andrei exposta aos solos coletados 1 e 14 dias após tratamentos, e teste com a lâmina-isca. Nos bioensaios de campo, avaliou-se a decomposição da matéria orgânica em sacolas com alfafa e com a lâmina-isca. As populações de minhocas foram avaliadas no campo com uso do método de extração com formalina e remoção manual. O tempo de retenção do vermelho-neutro e o ensaio cometa foram biomarcadores sensíveis aos efeitos do clorpirifós na minhoca E. andrei; porém, o comportamento de fuga não foi eficiente para avaliar tais efeitos. A atividade alimentar da biota do solo, avaliada pelo teste de lâmina-isca, foi significativamente inibida pelo clorpirifós após 97 dias, mas recuperou-se no 118º dia do teste. O teste de sacolas com alfafa não mostrou diferenças significativas em comparação aos controles. A abundância das minhocas em campo foi muito baixa, para testar adequadamente a sensibilidade desta variável.