Применения пестицидов

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ

Название «пестициды» произошло от двух латинских слов: pestis — зараза и caedo — убиваю. Это группа так называемых ядохимикатов — препаратов для борьбы с сорняками (гербициды), животными-вреди­телями (инсектициды, зооциды и др.), микроорганизмами, вызывающи­ми болезни растений (бактерициды и др.).

Масштабы многолетнего использования пестицидов на огромных сельскохозяйственных и лесных территориях, часто с применением авиации, приводят к широкому загрязнению окружающей среды. Более того, молекулы пестицидов (особенно это относится к стойким соедине­ниям), включаются в природные процессы миграции и кругооборота веществ. Они разносятся вместе с атмосферными потоками на большие расстояния. Например, в Антарктиде, за десятки тысяч километров от зон применения пестицидов, ледниковый панцирь накопил более 2000 т ДДТ. Эти вещества вместе с водным стоком стекают с полей в реки и озера, накапливаются в донных отложениях, поступают в воды Мирового океана. Но самое главное — они включаются в экологические пищевые цепочки, переходят из почвы и воды в растения, затем в животных и птиц, а в конеч­ном счете попадают с пищей и водой в организм человека. И на каждом этапе своей миграции наносят вред и ущерб.

Однако со временем вредные для сельскохозяйственных культур насекомые приспосабливаются к ядовитым свойствам этих веществ и эффективность пестицидов падает. Приходится увеличивать их коли­чество на единицу сельскохозяйственной продукции.

Последствия для живой природы и человека тем серьезнее, чем устойчивее и токсичнее пестициды. Причем устойчивость к факторам окружающей среды (солнечный свет, кислород, микробиологическое разложение и т. д., способность ядохимикатов сохраняться длительное время) в большой мере определяет их опасность. Пестициды на основе хлорорганических, фосфорорганических и карбаматных соединений значительно различаются по своей стойкости. ДДТ — типичное хлорорганическое соединение — способно более 50 лет циркулировать в биосфере. Более того, продукты его разложения — ДДД, ДДЕ, в свою очередь, опасные и стойкие вещества. Многие фосфорорганические и карбаматные пестициды разлагаются в течение нескольких десятков дней после применения и часто продукты разложения более токсичны, чем исходное вещество.

В 1988 г. американская академия наук опубликовала доклад, в кото­ром говорится, что в предстоящие 70 лет более 1 млн. американцев рискуют заболеть раком, в связи с наличием 28 канцерогенных пестици­дов в пище. Еще до опубликования отчета были сообщения из разных регионов. На Гавайях обнаружили молоко, зараженное гептахлором — инсектицидом, вызывающим лейкемии и неврологические нарушения и использовавшимся повсюду в США вплоть до конца 70-х гг. Молоко, цитрусовые и другие продукты содержали радикалы дибромэтилена, вызывающего генетические повреждения и импотенцию. Некоторые виды яблочного сока были загрязнены даминозидом - регулятором роста, обладающим канцерогенными свойствами.

Не защищена от загрязнения пестицидами и питьевая вода. Токсичес­кие метаболиты альдикарба, поражающие иммунную систему человека, были обнаружены в горизонте грунтовых вод в Лонг-Айленде (штат Нью-Йорк) и во Флориде. В одной Калифорнии вода в источниках на две мили заражена почти пятидесятые разновидностями пестицидов. Поэтому 1500 источников водоснабжения были закрыты, так как содержали канцероген­ные продукты. В 20 из 50 штатов выявлены значительные уровни зараженности питьевой воды.

Капельки тумана в Мериленде и Калифорнии содержали пестициды в концентрациях, в тысячи раз превышавших допустимые, а в дождевой воде обнаруживались существенные количества гербицидов и инсектицидов.

В Украине проблема последствий необдуманного применения пестицидов тоже одна из самых острых. Черноземы буквально нафарши­рованы пестицидами. Их вносили в 10—12 раз больше, чем требовалось. Такое воздействие на природу повлекло за собой тяжелые последствия. За последнюю четверть века средняя продолжительность жизни сократи­лась почти на десять лет. Абсолютное большинство сел не имеет должным образом оборудованных складов ядохимикатов. Значит, эти по сути дела отравляющие вещества разносятся ветром, с дождевыми потоками стекают в колодцы с питьевой водой и реки.

Мероприятия по уменьшению вредного влияния пестицидов. Из года в год меняются формы применения пестицидов: от широко популярных ранее «дустов» переходят к гранулированным препаратам, к смачиваю­щимся порошкам, к ультрамалому опрыскиванию. Все шире входят в практику комбинированные составы.

Большие усилия направлены на то, чтобы значительно повысить активность пестицидов и тем самым снизить их действующую концентра­цию до величин, которые были бы безопасны для человека и животных. Если пестициды первого поколения (в основном соединения мышьяка) сильно загрязняли окружающую среду, то пестициды второго поколения гораздо менее опасны. Сейчас создаются препараты третьего и четвертого поколений. Среди них — препараты с высокой избирательностью и различной продолжительностью действия (от нескольких часов до многих месяцев). Многие из них под влиянием микроорганизмов, сол­нечного освещения, воды и воздуха полностью разлагаются на простые, безвредные вещества. Таковы препараты из семейства пиретринов и их синтетических аналогов — перетроидов, которые вносят на поля в количестве 5—20 г/га, т. е. в 100—1000 раз меньшем, чем в случае традиционных пестицидов. Одно из самых эффективных средств борьбы с вредителями и болезнями растений — севообороты.

Большую опасность представляет быстрое появление новых форм вредителей и фитопатогенных микробов, устойчивых к соответствующим пестицидам. Это ставит перед наукой и производством трудную задачу постоянной смены этих пестицидов. Ситуация еще более осложняется при переходе к монокультуре, когда из года в год на одной и той же площади применяются одни и те же ядохимикаты, что резко ускоряет образование устойчивых форм. В настоящее время насчитывается около 130 видов вредителей сельскохозяйственных культур и переносчиков болезней животных, среди которых имеются формы, устойчивые к хлорорганическим и фосфорорганическим препаратам.

Предотвращение накопления этих веществ в почве и водоемах возможно только при достаточной интенсивности микробиологических процессов, их инактивации и разрушении. При длительном применении и накапливании одного и того же органического пестицида в почве изби­рательно концентрируется микрофлора, способная утилизировать его. При постоянной же смене ядохимикатов этот процесс затрудняется. Таким образом, возникает известное противоречие: с одной стороны, быстрая смена препаратов препятствует возникновению устойчивых форм паразитов, а с другой — она же мешает накоплению в почве специфической микрофлоры, способной разрушать конкретный ядохимикат.

Имеется несколько направлений снижения нежелательных побоч­ных эффектов. Это — ограниченное применение их. Разрабатываются интегрированные системы защиты растений, базирующиеся в первую очередь на устойчивом сорте, что дополняется целой системой мер, включающих агротехнические и другие нехимические методы и только наряду с ними — химические. При этом удается значительно сократить число химических обработок.

Все чаще ограничивают применение химических препаратов в про­филактических целях, рассматривая их в первую очередь как средства ликвидации намечающихся вспышек инфекции или массового размно­жения вредителей.

Другое направление — синтез нестойких, быстро разрушающихся пестицидов, а также специализированных соединений — узкого спектра действия, поражающих только конкретных вредителей. Важно обеспе­чить сельскохозяйственное производство такими пестицидами, которые обладали бы узконаправленным спектром действия и не накапливались во внешней среде. Их применение должно быть органической частью общей системы защиты растений, включающей устойчивый сорт, соответ­ствующую агротехнику.

Ведущим принципом рационального использования пестицидов должен быть строгий учет экологической обстановки на сельскохозяйст­венных угодьях. Химические приемы следует сочетать с агротехничес­кими, селекционными, организационно-хозяйственными.

В Украине из списка разрешаемых для применения пестицидов исключены стойкие и высокотоксичные инсектициды; акарициды, родентициды и фунгициды (диенового синтеза, фторорганические, ряд хлори фосфорорганических соединений). Значительно сокращено применение препаратов, содержащих мышьяк и ртуть. Начиная с 1971 г. не разрешается применение в растениеводстве препаратов ДДТ, ограничено применение препаратов гептахлора, гексахлорана, полихлорпирена, севина. Список химических средств борьбы с вредителями и болезнями пополнен более совершенными и менее опасными препаратами. Только за последнее десятилетие в ассортимент поставляемых сельскому хозяйству пестицидов введено 59 новых препаратов, в том числе 26 — отечественного производства. Большинство препаратов, наряду с высокой эффективностью против вредителей и возбудителей болезней, характеризуются избирательной токсичностью, некумулятивны, разлагаются в окружающей среде менее чем за один вегетационный сезон. К их числу относятся почти все специфические акарициды: тедион, кельтан, мильбекс, неорон, пликтран и др., а также многие инсектициды: актеллик, бромофос, волатон, дилор, карбофос, сайфос и другие препараты, практически безопасные для теплокровных животных.

Наряду с совершенствованием ассортимента пестицидов другим путем снижения их опасности для человека и среды является совершен­ствование форм и методов применения.

При опрыскивании (применении жидких препаратов) резко сокра­щается по сравнению с опыливанием снос препаратов и снижается загряз­нение воздуха. Метод опрыскивания составляет в настоящее время более 90% общего количества обработок. При этом в последние годы на­блюдается отказ от сплошных авиаобработок и переход на выборочные, локальные, наземной аппаратурой, максимально исключающей снос препаратов. Техника опрыскивания развивается в сторону снижения норм расхода жидкости, т. е. от крупнообъемного к малообъемному и ультрамалообъемному опрыскиванию. Увеличивается монодисперсность и коэффициент полезного действия опрыскивающих систем.

В целях безопасности для полезных насекомых и для окружающей среды очень перспективна такая форма применения препаратов, как гранулы. Этот метод экономичен, он значительно увеличивает длитель­ность защитного действия пестицидов (от 10—20 дней до 1—2 месяцев), в то же время снижается контакт токсиканта с окружающей средой и человеком. Гранулы значительно менее опасны для энтомофагов, что позволяет использовать их с успехом в интегрированных программах.

Пестициды в современных интегрированных программах приме­няются только при наличии на полях такой численности вредителей («экономического порога»), когда проведение защитных мероприятий экономически оправдано. Благодаря этому происходит отказ от сплош­ных обработок к выборочным, регулируются их сроки, снижается кратность обработок. Плановое чередование применения пестицидов различных химических групп снижает кратность обработок, исключает опасность загрязнения остатками пестицидов среды, предупреждает развитие резистентных популяций вредных организмов.

Биологическая защита растений. Биологический метод защиты растений — это группа приемов сокращения численности нежелательных в хозяйстве организмов с помощью других видов: животных-хищников, узкоспециализированных растительных видов или паразитов.

На Земле несколько десятков тысяч видов естественных врагов вредителей сельскохозяйственных культур, среди которых ведущую роль играют насекомые-энтомофаги. Наличие на полях определенного набора хищников и паразитов дает возможность поддерживать, например, численность тлей на таком уровне, при котором можно обойтись без химической обработки зерновых культур.

Трудно переоценить и значение таких естественных врагов насеко­мых-вредителей, как птицы. Здоровье леса во многом зависит от лесных муравьев и птиц. Муравьи откармливают свои личинки белковой пищей, поэтому и ловят вредных для лесного хозяйства насекомых. Вокруг муравейников всегда зелено, рядом с ними никогда не встретишь дерево с нездоровой листвой или хвоей. Подсчитано, что обитатели пяти крупных муравейников уничтожают до 1 кг насекомых-вредителей за день. Обита­тели одного муравейника способны очищать от вредителей около 1,5 га леса. Причем это гораздо эффективнее и безопаснее для окружающей среды, чем применение ядохимикатов. В ряде районов страны создаются муравьиные заказники.

Применение биологического метода борьбы предотвращает загрязне­ние природной среды пестицидами, способствует сохранению полезной фауны. Этот метод все шире внедряется в сельскохозяйственное производ­ство. Большое практическое значение в нашей стране имеют насекомые-трихограммы (три отечественных и один интродуцированный вид), которые используются для борьбы с 16 видами вредителей. Трихограмма применяется на площади 0,3 млн. га. Трихограмму используют против капустной, озимой, хлопковой и других совок, гороховой плодожорки и др. В борьбе с совками на зерновых, овощных культурах и сахарной свекле рекомендуется выпускать против каждой генерации в зависимости от плотности вредителей от 20 до 60 тыс. особей трихограммы на 1 га. Против кукурузного мотылька на кукурузе и конопле в зависимости от величины травостоя следует выпускать от 25 до 100 тыс. особей на 1 га.

Разработаны методы массового разведения и применения в защищен­ном грунте паразитов и хищников тлей (златоглазки, афидииды, сирфиды и другие афидофаги). Разработаны технические приемы выпуска злато­глазки обыкновенной для борьбы с хлопковой совкой, а также с колорад­ским жуком. В производственных условиях в борьбе с кровяной тлей яблони широко используется афелинус, против цитрусового мучнистого чернеца—криптолемус и коккофагус гурней. В борьбе с опасным каран­тинным вредителем — калифорнийской щитовкой рекомендуются парази­тические насекомые — проспальтелла и афитис. Большое внимание уделяется сохранению и накоплению естественного запаса энтомофагов в полевых условиях.

Разработаны и предложены для применения в сельскохозяйственном производстве ряд биопрепаратов, полученных на основе использования микроорганизмов грибов, вирусов и актиномицетов. К ним относятся энтобактерин, боверин, дендробациллин, фитобакте-риомицин, аренарин и др. Энтобактерин — бактериальный препарат, создан на основе споровой кристаллообразующей бактерии бациллус тюрингиензис. Выпускается в виде сухого порошка и в жидкой форме. Каждый из этих препаратов содержит в 1 г не менее 30 млрд. спор бактерий и прибли­зительно столько же кристаллов эндотоксина. Обе формы обладают столь же одинаковой биологической ^активностью.

Применяют энтобактерин в виде водной суспензии, которую готовят за 1—2 ч перед опрыскиванием. Насекомое, питаясь растениями, обрабо­танными препаратами, заглатывает вместе с кормом споры бактерий и кристаллы идотоксида. Гибель насекомого наступает обычно спустя 5—10 дней. В течение этого времени насекомое впадает в паралич и нахо­дится в таком состоянии, пока не наступит смерть. Наиболее широко энтобактерин используют на капусте для борьбы с гусеницами капустной и репной белянок, капустной моли, капустной огневки. Этих вредителей препарат уничтожает практически полностью.

Аналогичный эффект дает сухой энтобактерин в виде порошка в саду против комплекса листогрызущих вредителей — яблонной, плодовой, рябиновой, черемуховой и других видов молей, различных видов пядениц, листоверток, златогузки, кольчатого и других шелкопрядов, вишневого и крыжовникового пилильщиков, боярышницы, американской белой бабочки.

Дендробициллин — бактериальный препарат. Выпускается в форме смачивающегося порошка, содержащего в каждом грамме не менее 30 млрд. спор бактерий и приблизительно столько же кристаллов эндо­токсина. Эффективен против листогрызущих вредителей на хлопчатнике (совок — хлопковой, озимой, карандрины).

Боверин —грибной препарат, разработан на основе мускардинного гриба. Выпускается в форме сухого порошка серого цвета и содержит в каждом грамме не менее 2 млрд. спор. Рекомендован для повсеместного применения против колорадского жука.

Фитобактериомицин — антибиотик, предназначенный для борьбы с бактериальными болезнями фасоли, сои, шелковицы. Выпускается в форме порошка кремового или светло-коричневого цвета и в форме дустов (2%-ного и 5%-ного).

Внедряются высоко избирательные средства и методы защиты растений на основе использования активных веществ, биофизических и генетических методов. Одним из таких биологически активных веществ являются феромоны животных. Эти пахучие вещества заставляют насекомых соби­раться вместе. В практике защиты растений используют искусственно синтезируемые феромоны вредных видов бабочек. Данный метод особенно эффективен для сигнализации и получения информации о динамике чис­ленности и качественном составе популяций.

В Иллинойсском университете (США) сумели обнаружить бактерии, питающиеся нефтью. Теперь с помощью генной инженерии там пытаются создать микроорганизмы, пищей которых были бы пестициды. Зачем это нужно? Прежде всего для того, чтобы проводить работы по очистке почвы от ядов.

Борьба с сельхозвредителями с помощью их естественных врагов — насекомых и микроорганизмов поставлена на промышленную основу. Действуют несколько научных лабораторий и биофабрик, предприятия по выпуску энтомофагов. Эта продукция применяется для защиты зерно­вых и овощных культур, садов и виноградников, посевов хлопчатника.

Дата добавления: 2014-12-29