Байтұрсынов оқулары халықаралық Ғылыми-практикалық конференция материалдары

ҚАЗАҚСТАННЫҢ АӨК ИННОВАЦИЯЛЫҚ ДАМУЫ: АУЫЛШАРУАШЫЛЫҚ, ВЕТЕРИНАРЛЫҚ ЖӘНЕ 
ТЕХНИКАЛЫҚ ҒЫЛЫМДАРДЫҢ ДАМУ ТЕНДЕНЦИЯЛАРЫ 
ИННОВАЦИОННОЕ РАЗВИТИЕ АПК КАЗАХСТАНА: ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ, 
ВЕТЕРИНАРНЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК 
 
85 
 
жайность не  снижалась  при  минимизации  и в  посевах  пшеницы  бессменной. В  итоге  можно  ска-
зать,  что  нулёвка показала  себя  с  хорошей  стороны.            
 
Таблица 4 –  Урожайность культур в зависимости от технологий обработки почвы, ц/га 
 
Севооборот 
Традиционная 
Нулевая  
Среднее  по 
технологиям 
Б/у 
N
30
 
N
30
P
20 
Б/у 
N
30
 
N
30
P
20 
Трад. 
Нул. 
1 пшеница 
11,4 
12,8 
14,1 
13,6 
14,9 
15,1 
12,8 
14,5 
2 пшеница 
10,6 
11,7 
13,1 
12,2 
13,2 
14,3 
11,8 
13,2 
3 пшеница 
10,2 
12,0 
14,2 
11,0 
12,9 
13,1 
12,1 
12,3 
4 горох 
13,0 
10,8 
13,7 
14,3 
14,4 
15,6 
12,5 
14,8 
5 пшеница 
8,5 
9,3 
10,5 
9,2 
10,3 
10,4 
9,4 
10,0 
6 лён масличный 
4,3 
4,0 
4,3 
5,2 
6,0 
6,5 
4,2 
5,9 
7 пшеница 
7,8 
9,1 
10,3 
7,9 
9,0 
9,9 
9,1 
8,9 
Бессменный  
посев 
 
 
 
 
 
 
 
 
Пшеница 
7,7 
10,0 
12,4 
11,2 
11,3 
13,1 
10,0 
12,1 
 
Таким образом,   полученные  данные  по  основным  показателям  характеризующим  возмож-
ность  и  эффективность  применения  нулевой  обработки, позволяют заключить, что нулевая  обра-
ботка    почвы    применима    в    условиях  чернозёмов    обыкновенных  Северного  Казахстана.  Об    этом  
говорит  тот  факт, что  основные  показатели  данной  технологии  были на  уровни  традиционной. 
Показатели    незначительно    варьировались    между    технологиями,    однако    преимущество,  было    у  
нулевой обработке.  
     
Литература: 
           1 Кирюшин В.И. Точные агротехнологии как  высшая форма интенсификации адаптивно- ланд-
шафтного земледелия.]   /  В.И. Кирюшин  // Земледелие. – 2004.  -  №6.  -  С.16 – 20.  
2  Кирюшин В.И. Минимизация  обработки почвы: перспективы  и противоречия.  / В.И. Кирюшин  
// Земледелие. – 2006. - № 5. –  С.12  - 14. 
3 Баздырев, Г.И., Лошаков, В.Г., Пупонин, А.И. Земледелие.: Учебник для вузов / Под ред. Пу-
понина А.И. – М.:Колос, 2002. – 552 с.   
4  Устойчивое  развитие  земледелия  на  основе  адаптивных  систем  и  ресурсосберегающих  тех-
нологий  возделывания  с/х  культур для  различных агроэкологических  зон  Республики  Казахстан :  от-
чёт    о  НИР  (  промежуточ.) :  Карабалыкская  СХОС ;    рук.  Кужинов  М.Б.  ;   исполн. : Борисенко  Н.В.  – 
Научный, 2014. – 55с.     
5  Колмаков П.П., Нестеренко А.М.  Минимальная обработка почвы. [Текст] /П.П. Колмаков, А.М. 
Нестеренко. -  М.: Колос, 1981 . – 285 с. 
 
 
 
 
PRELIMINARY STUDIES OF PESTICIDE RESIDUES IN TOMATOES, CUCUMBERS 
AND APPLES FROM KAZAKHSTAN 
 
Prof. dr hab. Bozena Lozowicka
*
 and Dr Piotr Kaczynski, 
This study presents for the first time the results of a pesticide residue detected in fruit and vegetable 
from Kazakhstan. Eighty two samples of tomatoes and cucumbers collected in 2012-2014 (April, November, 
and December) from top agro-based markets and tunnels and eight samples of apples collected in 2015 in 
Almaty  were  investigated.    A  multi-residue  analytical  procedure  covered  over  450  pesticdes  was  used  fol-
lowed by LC/MS/MS. A total of 58.5% of samples of vefetables contained insecticides (16), fungicides (12) 
and  one  herbicide  ranged  from  0.01  mg  kg
-1 
to  0.88  mg  kg
-1
,  especially  in  tomatoes,  ten  of  them  are  not 
registered  in  Kazakhstan  and  28%  exceeded  the  Custom  Union  Maximum  Residue  Level.  The  all  eight 
tested  samples  of  apples  (1005)  contained  16  insecticides  and  fungicides  ranged  from  0.02  mg  kg
-1 
to  2.3 
mg kg
-1
, and 45% exceeded the C U MRL. 
Key words: Tomatoes, cucumbers, apples, pesticide residue, Kazakhstan  
 
1. Introduction 

ҚАЗАҚСТАННЫҢ АӨК ИННОВАЦИЯЛЫҚ ДАМУЫ: АУЫЛШАРУАШЫЛЫҚ, ВЕТЕРИНАРЛЫҚ ЖӘНЕ 
ТЕХНИКАЛЫҚ ҒЫЛЫМДАРДЫҢ ДАМУ ТЕНДЕНЦИЯЛАРЫ 
ИННОВАЦИОННОЕ РАЗВИТИЕ АПК КАЗАХСТАНА: ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ, 
ВЕТЕРИНАРНЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК 
 
86 
 
Tomatoes,  cucumbers    and  apples  are  in  Kazakhstan  one  of  the  most  important vegetable  and  fruit 
components of the diet and it is consumed raw, cooked or processed. Nevertheless, tomatoes, cucumbers  
and apples are susceptible to several pests and diseases. Based on our knowladge from Kazakhstan farms, 
we conclude that producers are facing severe pest and fungi problems. We also witnessed  when pesticide 
treatments had being carried out even just before harvest and marketing. This happens despite of the fact, 
that  Kazakhstan  has  an  official list  of  pesticides  permitted  for  use  on  various  crops  against  different  agro-
phages  and  sheltered  ground  with  defined  dosages,  frequency  of  application  and  expectation  time  before 
harvest  [1].  Apart  from vegetables  and  fruit  of  local  greenhouse  producers,  Kazakhstan  imports  tomatoes, 
cucumbers  and  apples  from  neighboring  regions  of  China  and  Uzbekistan.  No monitoring  and  detection  of 
pesticide residues in imported vegetables are performed neither at the point of entry or marketing places and 
no  certificate  of  origin is  provided  by  local  retailers.  Pesticide  residues  on  vegetables  constitute  a  possible 
risk to consumers, and have been a human health concern. If the chemical is used as recommended on the 
label  of  the  product,  any  residues  that  do  occur  should  not  exceed  the  maximum  residue  levels  (MRLs). 
Good  knowledge  of  pesticide  concentration  is  necessary  to  properly  assess  human  exposure.  Health  risk 
assessment of pesticides residue in contaminated vegetables is being carried out in developed countries [2]; 
however little is explored in developing countries. In Kazakhstan no published data on pesticides contamina-
tion in fruit and vegetables are available. Because the agricultural practice in this country is almost missing 
due to the lack of correct pest management system and pesticides laws, the risk human health and exposure 
to the present pesticide residues and types of health threat must be evaluated. Based on above observations 
we hypothesize that greenhouse tomato, cucumber and apples sold on markets in Kazakhstan contain pesti-
cide residues, possibly exceeding maximum residue levels and non approved for use. Thus, objective of this 
study  was  to  test  this  hypothesis.  To  have  solid  results,  these  samples  have  been  analyzed  by  accredited 
Laboratory of Pesticide Residues in Bialystok, Poland.  
 
2. Material 
 
In this study, 82 samples collected in 2012–2014 (April and November, December 2014) (44 tomatoes 
and  38  cucumbers  samples)  and  8  samples  of  apples  from  Almaty  collected  in  2015  (December).  These 
places were 2 greenhouses, 5 supermarkets and 11 open markets. We state that sampled vegetables are of 
greenhouse  origin  since  by  the  end  of  April,  November  and  December  climatic  conditions  either  in  Ka-
zakhstan,  unsuitable for  open field  cultivation. Pesticide-free  cucumbers  and  tomatoes  samples  were  used 
as blank to spike for the validation process.  
To be sure about the quality of results, the Laboratory has accreditation PN/EN ISO IEC 17025 (from 
2007) and regularly take a part and satisfactory performance in external proficiency assessment schemes in 
proficiency  testing  schemes  organized  and  run  by  the  Food  Analysis  Performance  Assessment  Scheme 
(FAPAS; Central Science Laboratory in York) and by the European Commission (University of Almeria). Par-
ticipation in EC tests is mandatory for all Official Laboratory undertaking the analysis of these commodities 
for  the  official  controls  on  pesticide  residues,  using  of  validated  methods  and  the  employment  of  suitably 
qualified persons to carry out analysis.  
 
 
 
 
3. Results and discussion 
 
The frequency occurrence of detected active substances in tomatoes, cucumbers and apples are pre-
sented in Fig. 1.  
 
Cucumbers (N=38)
50%
29%
21%
 
Tomatoes (N=44)
34%
32%
34%
  
Apples (N=8)
25%
75%
 
 
Fig. 1 The frequency occurrence of detected active substances in tomatoes, cucumbers and apples (green 
color – samples without residues, yellow – with residues below MRL and red color with residues above 
MRL) 

ҚАЗАҚСТАННЫҢ АӨК ИННОВАЦИЯЛЫҚ ДАМУЫ: АУЫЛШАРУАШЫЛЫҚ, ВЕТЕРИНАРЛЫҚ ЖӘНЕ 
ТЕХНИКАЛЫҚ ҒЫЛЫМДАРДЫҢ ДАМУ ТЕНДЕНЦИЯЛАРЫ 
ИННОВАЦИОННОЕ РАЗВИТИЕ АПК КАЗАХСТАНА: ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ, 
ВЕТЕРИНАРНЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК 
 
87 
 
 
 Pesticide residues were not observed in 34 samples (41.5%) from 82 analysed. The concentration of all de-
tected  pesticide  residues  found  in  56  samples  (70%)  were  compared  with  maximum  residue  levels  set  by 
European  Commission  (2005)  EU–MRLs  and  Custom  Union  (Russia,  Belorussia  and  Kazakhstan)  [3].  Ac-
cording to the unified requirements of Custom Union (Russia, Belorussia and Kazakhstan), 498 MRLs have 
been defined for residues of active substances and its metabolites in food products. In the case of lack de-
fined value for residues of active substances, MRL Codex Alimentarius was used.Among the samples with 
residues, in 34% (27) samples contained pesticide residues below UC–MRLs, while in 36% (29) above safe-
ty limits (UC–MRLs).  
With respect to the detected pesticides in tomatoes, 26 compounds were detected 73 times, of which 
14 and 40 exceeded EU–MRL and CU–MRL.  
In cucumber, 17 compounds were detected 34 times, 6 and 17 respectively above EU–MRL and CU–
MRL.  Generally,  the  EU–MRLs  are  higher  than  more  restricted  CU–MRLs.  Comparing  of MRLs,  the  same 
EU–MRL  and  CU–MRL  values  have  only  dimethoate  0.02  mg  kg
-1
  and  metalaxyl  0.5 mg  kg
1
.  The  highest 
difference between values of EU–MRL and CU–MRL shows chloropyrifos ethyl – 100 times (0.5 mg kg
-1
 and 
0.005 mg kg
-1
). 
In all, 8 samples of apples, 12 compounds were detected 19 times, 6 above EU–MRL and CU–MRL. 
The highest concentration showed chlorpyrifos-ethyl 2,3 mg kg
-1
, propargite 1,4 mg kg
-1
  and cypermethrin 
0,9 mg kg
-1
. 
Thirty  two  pesticide  residues  included  metabolites  from  three  groups:  1)  insecticide  included  orga-
nochlorine  (DDT,  endosulfan–sulphate,  beta  and  alpha  and  dicofol);  neonicotinoid  (acetamipryd,  thiame-
thoxam);  pyrethroids  (lambda–cyhalothrin,  alpha–cypermethrin,  cyfluthrin,  bifenthrin);  organophosphorus 
(triazophos,  chloropyrifos  ethyl,  dimethoate),  N–methyl  carbamate  (propoxur)  and  unclassified  (etoxazole, 
pyridaben, buprofezin, propargite, tebufenozide); 2) fungicide: azole (triadimefon, tebuconazole, triadimenol, 
flusilazole, prochloraz); substituted benzene (chlorothalonil); pyrimidine (pyrimethanil), xylylalanine (metalax-
yl); dicarboximide (iprodione); anilide (boscalid) and unclassified (fluopicolide), and 3) herbicide: sulfonylurea 
(thifensulfuron)  in  the  samples  of  tomatoes  and  cucumbers  were  detected.  Insecticides  (20  active  sub-
stances, 86 detections) were the most frequently detected than fungicides (11 active substances, 45 detec-
tions) and one herbicide. 
If  we  compare  the  percentage  of  samples  with  pesticide  residues  depending  on  the  type  of vegeta-
bles, it is much higher in the samples of tomatoes, and only 34% not contain residues and more than one of 
third (34%) exceed permitted limits. In the case of cucumbers, half do not contain residues, and about 21% 
contain them above the UC–MRL. Comparing the results obtained in this work with those found in tomatoes 
and cucumber samples from other studies, it was observed that pesticide residues in tomatoes and cucumb-
ers in Kazakhstan present the most cases higher amounts and more active substances than those reported 
from another country [4]. 
Among the most detected pesticides in this study  were organochlorine insecticides (22 samples, fifty 
one detections). The accumulation of organochlorine compounds in foods  is still a matter of major concern 
although the use of most organochlorine compounds (OCs) has been banned or restricted in the most of the 
countries, due to the uncertainty about the adverse effects that those residues may have after a lengthy ex-
posure at low doses. Distribution of organochlorine pesticides has been reported by authors in different types 
of  samples,  also  in  tomatoes  and  cucumbers  samples  from  Morocco  and  Saudi  Arabia  [5,6,7].  This  most 
probably  reflects  the  usage  pattern  of  these  compounds,  which  are  highly  persistent,  effective  and  cheap. 
Over 60% of the total organochlorine contamination is due to the DDT components. The first study of pesti-
cide residue in grain from Kazakhstan showed, that banned pesticides, such as DDTs, gamma-HCH, aldrin 
were  found  in cereal  grain.  In the  case  of  endoslulfan,  the  usage  of  this  spesticide in  agriculture  has  been 
banned in Kazakhstan since 1983, nothing is known about its illegal use. The results showed that endosulfan 
was presented in the thirteen samples (20.3%): tomatoes (10) and cucumbers (3). The concentration for al-
pha–isomers was between 0.004–0.12 mg kg
-1
, beta–endosulfan 0.001–0.62 mg kg
-1 
and endosulfan sulfate 
0.003–0.08  mg  kg
-1
.  The  average  concentration  for  isomers  and  sulphate  endosulfan  were  0.159  mg  kg
-1
, 
and the highest concentration expressed as sum for individual tomato sample was 0.88 mg kg
-1
. Endosulfan 
became a highly controversial agrichemical due to its acute toxicity, potential for bioaccumulation, and role 
as an endocrine disruptor. More than 80 countries (the European Union, Australia, New Zealand, and sever-
al West African nations, the United States, Brazil and Canada) had already banned it or announced phase-
outs by the time the Stockholm Convention ban was agreed upon. It is still used extensively in India, China, 
and few other countries (USA). Endosulfan is a broad-spectrum non-systemic insecticide and acaricide, ex-
tremely toxic to fish and aquatic invertebrate and it has been implicated increasingly in mammalian gonadal 
toxicity, genotoxicity, and neuro toxicity and moderately persistent in the soil environment. Among the orga-
nochlorine pesticide chemically related to DDT, dicofol was detected in tomatoes samples in concentration 
0.08 and 0.06 mg kg
-1
. Dicofol is an acaricide used to control many species of phytophagous mite especially 

ҚАЗАҚСТАННЫҢ АӨК ИННОВАЦИЯЛЫҚ ДАМУЫ: АУЫЛШАРУАШЫЛЫҚ, ВЕТЕРИНАРЛЫҚ ЖӘНЕ 
ТЕХНИКАЛЫҚ ҒЫЛЫМДАРДЫҢ ДАМУ ТЕНДЕНЦИЯЛАРЫ 
ИННОВАЦИОННОЕ РАЗВИТИЕ АПК КАЗАХСТАНА: ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ, 
ВЕТЕРИНАРНЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК 
 
88 
 
red spider mite, on a range of food and ornamental crops and it is still produce and use in China. Exposure 
to dicofol cause adverse health effects and poisoning, its possible human carcinogen and the ADI has been 
set as 0.002 mg kg
-1 
per day. 
Acetamiprid belongs to a new, widely used class of pesticide, the neonicotinoids and was detected in 
8 samples (18.7%). A mean sum value was 0.104 mg kg
-1 
achieved for all the testes commodities, with range 
0.01–0.25 mg kg
-1
. With similar chemical structures to nicotine, neonicotinoids also share agonist activity at 
nicotinic  acetylcholine  receptors  (nAChRs).  Acetamiprid  degrades  rapidly  by  aerobic  soil  metabolism.  This 
insecticide has been classified as an “unlikely” human carcinogen. Recently, acetamiprid residues in the en-
vironment have been receiving considerable attention due to their potential toxicity to humans. Thiametoxam 
belongs also to the neonicotinoids and recently in samples collected in December 2014 it was found in one 
sample of tomatoes and one of cucumbers in concentration 0.01 mg kg
-1
. Thiamethoxam is developed both 
for foliar/soil applications and as a seed treatment for use in most agricultural crops all over the world.  
In recent decades, pyrethroids have increasingly replaced organochlorine pesticides due to their rela-
tively lower mammalian toxicity, selective insecticide activity, and lower environmental persistence than the 
organochlorine.  Although  posing  minimal  threat  to  mammals  and  avian  species,  pyrethroids  are  extremely 
toxic to aquatic organisms, including fish such as bluegill and lake trout. The levels of of three pyrethroid re-
sidues (10 samples, 17.8%) were in tomatoes: lambda–cyhalothrin 0.02–0.25 mg kg
-1
, cyfluthrin 0.03 mg kg
-1 
and cypermethrin 0.1–0.09 mg kg
-1
 and in one  sample of cucumber: lambda–cyhalothrin 0.02 mg kg
-1
. Cy-
permethrin  is  a  pyrethroid  classified  as  a  moderately  toxic  chemical.  In  China,  cypermethrin  is  one  of  the 
most potent insecticides widely used to control numerous insect pests on fruits, vegetables and field crops. It 
poses a great threat to fish and other aquatic organisms and it is highly toxic honeybees (Lozowicka, 2013). 
Even  though  effects  to  humans  are  still  unclear,  the  US  Environmental  Protection  Agency  has  classified 
some of them (cypermethrin, permethrin and biphenthrin) as possible human carcinogens.  
Organophosphorus insecticides (OPs) were detected in seven samples. Among them four times chlo-
ropyrifos ethyl above CU–MRL, in one sample of cucumber in concentration 0.07 mg kg
-1 
and three in toma-
toes  (0.01  mg  kg
-1
).  It  has  a  broad-spectrum  activity.  Poisoning  with  this  compound  can  affect  the  central 
nervous  system,  cardiovascular  system  and  respiratory  system  (Nolan  et  al.,  1984).  The  estimated  risk  re-
lated to chronic expose for humans to residues of chlorpyrifos by means of a reference dose (RfD) of choli-
nesterase (ChE) is low and amounts to 0.03 mg kg
-1
 bw d
-1
 and, while taking into consideration an uncertain-
ty factor related to higher sensibility of organisms with not fully-developed protection mechanisms, as calcu-
lated by US EPA (0.003 mg kg
-1
 bw d
-1
). The effect of chlorpyrifos on human and animal safety is still a cur-
rent problem investigated by the European Commission [8] and US EPA (http://www.tga.gov.au). 
The  next  organophosphorus  insecticide  was  dimethoate  detected  in  two  samples  of  cucumbers  in 
concentration 0.05 and 0.13 mg kg
-1
, above CU–MRL . This pesticide is a widely used in the EU and in other 
parts of the world to kill a broad range of insects such as thrips, aphids, mites, and whiteflies. Like all OPs, 
dimethoate acts by interfering with the activities of cholinesterase, an enzyme essential for the proper func-
tioning of the nervous system of insects and humans. It is highly toxic to birds and honeybees , moderately 
toxic to most aquatic species  and  earthworms. Dimethoate is a  suspected human teratogen may affect re-
production as a possible human carcinogen. Third detetcted OPs was triazophos in concentration 0.01 mg 
kg
-1
. This pesticide is not registered in Kazakhstan and UE. 
The  most  detected  chemical  group  among  the  fungicide  was  azole  group  included  five  active  sub-
stances: triadimefon and tebuconazole (each in 4 samples), triadimenol (3 samples), flusilazole (2 samples) 
and prochloraz (1 sample). Azole fungicides are broad spectrum antifungal compounds used in agriculture. 
The mechanism of antifungal action relies on inhibition of CYP51, resulting in inhibition of fungal cell growth. 
Known adverse health effects of azole fungicides are mainly linked to CYP inhibition. Additionally, azole fun-
gicide-induced neurotoxicity has been reported, though the underlying mechanism(s) are largely unknown. 
The most detected fungicides were chlorothalonil and azoxystrobin (each in 4 samples). The levels of 
chlorothalonil  detected  in  the  cucumbers  (2)  and  tomatoes  (2  samples)  were  between  0.01–0.06  mg  kg
-1
 
while the levels of next fungicide – azoxystrobin varied between 0.01–0.02 mg kg
-1
 in cucumbers. Fluopico-
lide, not registered in Kazakhstan, was detected in three samples in range 0.01-0.03 mg kg
-1
, is a mesosys-
temic fungicide; it translocates toward the stem tips via the xylem but it does not translocate toward the roots. 
Fluopicolide  controls  a  wide  range  of  Oomycete  (Phycomycete)  diseases,  late  blight  (Phytophthora),  and 
some Pythium species. The mode of action of fluopicolide has not been determined; however, it is a mode of 
action unlike the known modes  of action of other registered fungicides. Pyrimethanil (pyrimidine group) not 
registered  in  Kazakhstan  was  detected  in  two  samples  of  tomatoes  in  concentration  0.07  and  0.1 mg  kg
-1
. 
Pyrimethanil prevents diseases caused by a wide spectrum of fungi, including Alternaria spp., Botrytis cine-
rea,  Cercospora  spp.,  Cladosporium  spp.,  Colletotrichum  spp.,  Monilia  spp.,  Mycosphaerella  spp.,  Penicil-
lium spp. and Venturia spp.  
One herbicide was detected in cucumber sample. Thifensulfuron-methyl is a selective systemic herbi-
cide, absorbed by the leaves and roots of plants and interferes with the synthesis of branched amino acids 

жүктеу/скачать 39,27 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: