Пестициды § Пестициды (от лат. pestis - зараза и лат. caedo - убиваю) представляют собой химические вещества, используемые для борьбы с вредными организмами. § Большая часть пестицидов - это яды, отравляющие организмы-мишени, но к ним относят также стерилизаторы (вещества, вызывающие бесплодие) и ингибиторы роста. § Пестициды применяются главным образом в сельском хозяйстве, хотя их используют также для защиты запасов продовольствия, древесины и других природных продуктов. Во многих странах с помощью пестицидов ведется химическая борьба с вредителями лесов, а также переносчиками заболеваний человека и домашних животных (например с малярийными комарами).
§ Гербициды По функции гербициды можно разделить на несколько групп. В одну из них входят вещества, применяемые для стерилизации почвы; они полностью предотвращают развитие на ней растений. К этой группе относятся хлористый натрий и бура. Гербициды второй группы уничтожают растения избирательно, не затрагивая нужных. Например, 2, 4 -дихлорфеноксиуксусная кислота (2, 4 -Д) убивает двудольные сорняки и нежелательную древесно-кустарниковую растительность, но не вредит злакам. В третью группу входят вещества, уничтожающие все растения, но не стерилизующие почву, так что растения на этой почве могут потом расти. Так действует, например, керосин, по-видимому, первое вещество, примененное в качестве гербицида. Четвертая группа объединяет гербициды системного действия; нанесенные на побеги, они перемещаются по сосудистой системе растений вниз и губят их корни. Еще один способ классификации гербицидов основан на времени их применения, например, до посева, до появления всходов и т. д.
Фунгициды § Многие фунгициды – это неорганические вещества, содержащие серу, медь или ртуть. Сера была, вероятно, первым эффективным фунгицидом и широко применяется до сих пор, особенно для борьбы с мучнистой росой. Из органических соединений первым стали применять против грибов формальдегид. Сейчас наиболее распространены синтетические органические фунгициды, например дитиокарбаматы. Антибиотики типа стрептомицина тоже используют для борьбы с грибами, однако чаще – для защиты растений от бактерий. Фунгицид системного действия перемещается по всему растению и действует подобно антибиотику, излечивая болезни, вызываемые грибами, или не давая им появиться. Фунгициды широко применяют для борьбы с плесенью. В хлеб, например, с этой целью добавляют пропионат натрия.
Инсектициды § Инсектициды обычно классифицируют по способу их действия. Кишечные яды, например мышьяк, отравляют вредителей, поедающих обработанные ими растения. Инсектициды контактного действия, например ротенон, убивают насекомых, попав на поверхность их тела. Фумиганты, например метилбромид, действуют, проникая в организм через дыхательные пути.
Воздействие на окружающую среду § Применение пестицидов позволяет получать стабильные урожаи и ограничивать распространение инфекций, передаваемых животными-переносчиками, например, малярии и сыпного тифа. Однако непродуманное использование пестицидов имеет и негативные последствия. Оно ведет к появлению устойчивых к ним видов организмов, особенно среди насекомых; губит хищников (естественных врагов вредителей) и других полезных животных. Загрязняя окружающую среду, пестициды угрожают и человеку: сейчас их обнаруживают даже в грунтовых водах.
§ Растущее беспокойство по поводу злоупотребления пестицидами привело к разработке правил их применения, принятых в США и других индустриальных странах. Они охватывают все аспекты обращения с этими средствами: их перевозку, хранение, ликвидацию пустых емкостей, предельно допустимые остаточные количества и многое, многое другое. Из-за опасности, которую они представляют, постепенно изымаются из употребления хлорорганические инсектициды (хлорированные углеводороды), такие, как хлордан, ДДТ и другие, хотя они, несомненно, принесли определенную пользу и здравоохранению, и сельскому хозяйству. Запрещены и некоторые фумиганты, применявшиеся ранее для газового обеззараживания почвы и хранящегося зерна.
Почему нельзя постоянно применять одни и те же препараты? § - С одной стороны, это отрицательно сказывается на окружающей среде и соответственно на человеке. Ядовитые химические вещества накапливаются в пищевых цепях, а вредители приспосабливаются к ним и перестают замечать. А с другой - не используются преимущества новых препаратов, более эффективных и менее опасных как для человека, так и в целом для окружающей среды. В результате там, где можно было бы обойтись небольшими количествами узконаправленного пестицида, быстро разлагающегося на сравнительно безвредные соединения, сады и огороды продолжают обрабатывать огромными количествами химикатов, которые, что называется, убивают все живое.
Последствия § Гибель диких животных при обработке полей пестицидами; § Массовое размножение вредителей после применения пестицидов; § Появление вредителей, устойчивых к пестицидам.
§ Живая природа – это не пассивный объект нашего воздействия, она отвечает на него активной приспособительной реакцией. Этим объясняется появление вредителей, устойчивых к пестицидам, причем их количество увеличивается.
5.2. Другие отрицательные последствия применения пестицидов для растениеводства
Объекты-мишени, для подавления которых используются пестициды, обычно составляют в любом агроценозе не более нескольких долей процента от общего числа видов.
Известны, например, последствия применения ДДТ в садах: гибель «вредных» насекомых сопровождалась вспышкой размножения паутинных клещей, до того не наносивших вреда плодовым культурам. При уничтожении с помощью ДДТ гусениц бабочки-белянки (Pieridae) попутно уничтожались также многие членистоногие-хищники, в результате чего популяция белянки не только восстанавливались, но и возрастала .
Приведем еще несколько примеров.
Потери урожая кукурузы в США от насекомых до применения пестицидов в 1940 гг. составляли примерно 3,5%. Однако с введением монокультуры кукурузы потери урожая увеличились до 12%, несмотря на тысячекратное увеличение использования пестицидов. В целом же с 1945 по 1989 г. в США применение инсектицидов возросло в 10 раз, а потери сельского хозяйства от подавляемых насекомых… увеличились с 7 до 13%!
Типичной является и история борьбы с одним из видов кузнечиков, поражающих рис в Юго-Восточной Азии. Массовое размножение этого вида в 1970 гг., как результат монокультуры риса в Индонезии, привело к недобору миллионов тонн риса (потери Индонезии превысили в середине 1980 гг. 1,5 млрд долларов). После этого были выведены устойчивые сорта и внедрены новые пестициды. После некоторых успехов в этой борьбе кузнечик снова стал опасным «вредителем». Причина была в том, что вместе с кузнечиком пестициды уничтожали более сотни видов других насекомых - естественных врагов кузнечика .
НЕОЖИДАННАЯ БЕДА
«Если критически оценить положение с сельскохозяйственными вредителями во всем мире, то станет ясно, что применение пестицидов лишь способствует их распространению. Это относится к таким видам, как рисовая кобылка, хлопковая совка, белокрылка, капустная моль и великое множество других вредителей, обитающих практически на всех видах овощных, зерновых, хлопковых и плантационных культур. Пестициды уничтожают естественных врагов вредителей, которые борются с ними успешнее, чем ядохимикаты» .
Джефф Вааге, директор Международного института биологического контроля.
Журнал «Наша планета». 1997. Т.8. № 4. С.27.
Химическая технология была заменена технологией знания - так характеризуют следующий этап борьбы, когда химические средства защиты были заменены биологическими - разведением пауков, жуков, кузнечиков-конкурентов, стрекоз. Компании по производству пестицидов бешено боролись за сохранение химических методов защиты, однако Индонезия приближалась к экологической катастрофе.
Крупномасштабный эксперимент был проведен по инициативе ФАО в 1986 г.: 2500 фермеров, как и обычно, использовали пестициды (в среднем 4 обработки за вегетационный сезон) и получили в среднем урожай риса 61 ц/га . Другая группа, состоящая из 7000 фермеров, использовала в основном биологическую защиту (они провели в среднем менее одной химической обработки за сезон) и получили средний урожай 74 ц/га . В результате эксперимента с 1987 г. в Индонезии было прекращено государственное субсидирование применения 57 видов наиболее распространенных пестицидов .
В последние годы ФАО провела такие эксперименты с аналогичными результатами на Филиппинах, в Малайзии, Таиланде и ряде других стран.
Второй пример относится к практике борьбы с «сорняками» на рисовых чеках. Применение пропанида (стама Ф-34 – гербицида группы 3,4-Д) на рисовых полях сначала вызвало восторг в рисосеющих странах благодаря высокоэффективному подавлению «сорняков» из рода ежовников (Echinochloa ) . Однако вытеснение ежовников оказалось причиной засорения рисовых чеков сорно-полевыми краснозерными дикими разновидностями риса. Последние, к тому же, служат активными переносчиками опасного грибкового заболевания риса – пирикулярии (для борьбы с ним используется токсичный фунгицид цинеб). В отличие от ежовников краснозерных засорителей риса уже невозможно стало подавлять какими-либо гербицидами, поскольку они относятся к тому же роду (а иногда и виду) растений, что и культурный рис .
Что касается самого риса, то пропанид снижал его высоту, замедлял рост и развитие конуса нарастания, накопление сухого вещества, уменьшал ассимиляционную поверхность листьев, удлинял продолжительность вегетации, особенно скороспелых сортов . Вскоре применение пропанида повсеместно сократилось.
Серьезным отрицательным эффектом действия пестицидов для сельского хозяйства является создание после их применения благоприятной обстановки для массового размножения форм, которые до применения пестицидов были в незначительном количестве .
Один из отрицательных эффектов применения пестицидов связан с их возможным стимулирующим действием на подавляемые объекты . Так, ДДТ и некоторые другие пестициды могут ускорять развитие и увеличивать частоту смены поколений у подавляемых видов (например, у паутинного клещика).
То же самое наблюдалось при некоторых операциях по контролю колорадского жука. Сублетальные дозы ДДТ, дильдрина и тиофоса не снижают, а каким-то неясным пока образом увеличивают яйцепродукцию колорадского жука – на 33-65% . Еще в 1976 г. появились данные о том, что в ряде штатов США применение карбофурана (фурадана) увеличило численность колорадского жука . Хлорофос в определенных дозах также стимулирует развитие колорадского жука.
Некоторые инсектициды могут так изменять возрастно-половую структуру популяции, что оставшиеся особи начинают продуцировать больше потомства. Например, у колорадского жука после первоначального резкого снижения его численности под влиянием пестицидов число яйцеклеток у выживших особей резко увеличивается . Таким образом, сами пестициды включают механизмы, способствующие ускоренной выработке резистентности (через ускорение естественного отбора).
На многих примерах показано, что численность грызунов, сокращенная родентоцидами (зооцидами), восстанавливается быстрее, чем сниженная воздействием природных факторов. Так, половое созревание серых сурков (Marmota baibacina ) протекает быстрее в популяциях, обработанных химическим методом. Здесь же выше процент самок, участвующих в размножении, во всех возрастных группах в первые 2 года после применения родентоцидов . В обработанных пестицидами популяциях темп роста этих грызунов в ряде случаев оказался выше.
Негативным последствием использования пестицидов является необходимость применения специальных средств защиты урожая от нежелательного действия пестицидов : адсорбентов, антидотов для растений, микробиологических средств детоксикации и т.п. Это не только существенно удорожает сельскохозяйственное производство, но и, главное, увеличивает химическую нагрузку на агроценозы .
Одним из направлений в сельском хозяйстве Запада является выработка устойчивости к действию каких-либо гербицидов у возделываемых растений. Это позволяет использовать более сильные дозы гербицидов для борьбы с нежелательной растительностью без ущерба для основного вида культуры. Оказалось, однако, что, например, придание кукурузе генетической устойчивости против популярного гербицида 2,4-Д связано с более чем трехкратным ростом поражаемости кукурузы тлями и рядом других болезней. Конечным итогом селекции устойчивых к гербицидам сортов растений всегда оказывалось растущее применение гербицидов и фунгицидов, возрастание химической нагрузки на окружающую среду .
То же самое, несомненно, произойдет и с широко рекламируемым промышленностью биотехнологическим подходом. Здесь направление действия идет по нескольким путям.
Во-первых, пытаются внедрить «ген устойчивости» к какому-то конкретному пестициду или группе пестицидов в геном защищаемой формы. Это делает сельскохозяйственное растение устойчивым к большим количествам пестицидов, которые и должны сразить приспособившихся к малым дозам врагов. Этот подход не может дать длительных положительных результатов. Во-первых, трудно (если вообще возможно) повысить таким образом устойчивость не к одному, а к нескольким пестицидам, которые обычно и применяются в практике. Во-вторых, увеличение доз применяемых пестицидов не дает длительного эффекта и потому, что подавляемые «вредители» и «сорняки» всегда в конце концов выигрывают и увеличивают численность, несмотря на использование больших концентраций пестицидов (см. главу 6).
ОПАСНЫЕ «УСПЕХИ» ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНЖЕНЕРИИ
«Компания Монсанто, гигант химии и биотехнологии (St.Louis, США), объявила, что ею отозваны «маленькие количества» генетически измененных семян canola, которые содержат неподходящий ген, попавший в семена по ошибке.
Canola – культура, выращиваемая на корм скоту и для изготовления масла, потребляемого людьми. Масло Canola используется для приготовления пищи с низким содержанием жира, в фармацевтике, в качестве пищевых добавок, в кондитерских продуктах, в маргарине, в предметах личного туалета, смазках, мылах и моющих средствах.
Введение ненужного гена в коммерческий продукт - вид ошибки, десятилетиями предсказывавшийся противниками генетической инженерии. Ее сторонники отвечали, что это не может случиться и вследствие обеспечения качества работ самой промышленностью, и из-за серьезного регулирования со стороны правительств.
Отзыв был инициирован компанией Монсанто-Канада. Отозванным семенам canola с помощью генетической инженерии было привито свойство противостоять воздействию глифосата – гербицида фирмы Монсанто, который продается под торговой маркой раундап. Идея заключается в том, чтобы обрабатывать этим гербицидом зерновые культуры, «совместимые с раундап», с тем чтобы уничтожались сорняки, а модифицированные культуры оставались неповрежденными. Компания Монсанто отказалась сообщить, сколько «неправильных» семян canola было отозвано (количество будто бы было «маленькое»).
Должностные лица правительства Канады говорят, что отозванное было большим. Издатели Канадского информационного бюллетеня по вопросам продовольствия сообщили, что всего было отозвано 60 000 мешков семян canola двух типов (LG3315 и LG3295), поскольку или один, или оба типа семян содержали ошибочный ген. Отозванное количество достаточно для того, чтобы засеять от 600 000 до 750 000 акров земли. Когда Монсанто обнаружила свою ошибку, некоторые семена уже были засеяны.
В Канаде существует три уровня утверждения для генетически-инженерных зерновых культур: с точки зрения экологии (возможность возделывания), домашнего скота (возможность кормления скота) и человека (возможность питания людей). Были одобрены два устойчивых к раундап гена культуры canola (RT-73 и RT-200), причем для домашнего скота и людей одобрили лишь RT-73. Однако неодобренный ген RT-200 оказался в семенах, которые теперь должны быть отозваны.
Присутствие неодобренного гена canola в коммерческом продукте свидетельствует, что в данном случае программа обеспечения качества компании Монсанто потерпела неудачу и что система регулирования биотехнологий в Канаде неэффективна. В США она еще слабее.
Данные новейшей истории свидетельствуют, что могут возникать серьезные проблемы в тех случаях, когда генетически измененные продукты появляются на рынке без должной проверки.
В 1989 г. одна японская фирма торговала L-триптофаном - аминокислотой, которая производилась с помощью генноинженерной бактерии. В конечном продукте неожиданно оказались следы загрязнителей, в результате чего от 5 до 10 тысяч человек в США заболели серьезной болезнью eosinophilia-myalgia syndrome (EMS).
Очевидно, что генноинженерные продукты нуждаются в тщательном тестировании, прежде чем их эффекты могут быть поняты. Идея, что гены управляют только одной характеристикой бактерии, растения или животного, как оказалось, неверна. Гены содержат потенциал, который может проявляться по-разному в зависимости от той среды, в которой ген растет: ген может развиваться одним способом в одной среде и совсем иным - в другой. Тестирование в одной среде не может выявить того, что ген будет делать, когда попадет в другую среду. Это было изящно продемонстрировано Craig Holdrege в книге «Генетика и манипулирование жизнью: забытый фактор ситуации».
Датские исследователи показали, что генно-манипулированные гены (трансгены), введенные в зерновые культуры, в полевых условиях могут перейти в близлежащие сорняки. Таким образом, генетические ошибки того вида, что случилась в семенах canola компании Монсанто, могут распространиться в природную среду и постоянно изменять природный мир способами, которые никто не готов понять».
Другое направление современной биотехнологии - встройка в геном культурных растений генов, делающих растение невкусным, не поедаемым вообще или даже ядовитым для питающихся его тканями видов животных или для заглушающих его рост «сорных» растений. И этот путь, несмотря на кажущуюся привлекательность, теоретически бесперспективен. Во-первых, у «вредителей» и «сорняков» всегда через некоторое время обязательно возникает резистентность к искусственному гену. Во-вторых, со временем найдутся другие организмы, для которых невкусное растение будет вкусным (см. также главу 6). Кроме того, внедрение любого нового гена в отшлифованный миллионами лет эволюции геном всегда будет приводить не только к возникновению ядовитости или резистентности, но и обязательно к расстройству всей сложной генетической системы и, таким образом, не к усилению, а к ослаблению защищаемого организма.
Влияя на содержание микроэлементов и других веществ в растениях, пестициды могут изменять пищевую ценность растений , а также их способность к хранению. Такое влияние обнаружено для ХОП на зерновые и бобовые культуры. Так, например, обработка посевов пшеницы некоторыми фунгицидами (цинеб, байлетон, тилт) против стеблевой ржавчины (Puccinia) обусловливает снижение качества выпекаемого хлеба .
Обнаружено отрицательное влияние пестицидов на пищевые качества пшеницы и картофеля.
Иногда обработка гербицидом может изменить вкусовые качества растений , а это может иметь опасные последствия. Так, после обработки гербицидом метоксоном (2М-4Х) прежде несъедобные для скота лютики начинают поедаться в большом количестве; это приводит к сильному отравлению и даже смерти скота. Есть случаи, когда обработка полей гербицидами делала хозяйственно важные растения доступными для поедания жуками-листоедами .
Влияя на протекание внутриклеточных и межклеточных биохимических процессов в растениях, пестициды могут резко изменять агротехнические качества возделываемых культур. Так, например, гербициды группы сим -триазинов и производные мочевины блокируют транспорт электронов в процессе фотосинтеза, что приводит к изменению характера вегетации растений. Прометрин подавляет процесс симбиотической фиксации азота и способствует переходу бобовых на минеральный тип азотного питания. В результате резко снижается ценность бобовых культур как азотонакопителей. Содержание азота (мг /10 растений) в сое менялось : контроль (без гербицидов) – 1493; при обработке прометрином – 1092.
Одним из отрицательных последствий применения пестицидов является опасность уничтожения современных генетически весьма неустойчивых сортов высокоурожайных растений из-за быстрого накопления в них мутаций . Например, применение на хлопчатнике таких гербицидов, как линурон, которан, толуин и ТХАН, ведет к быстрому разрушению генетической структуры сортов . Такое же действие оказывают ДДВФ (дихлорфос), фталофос, симазин, хлорофос на сорта пшеницы, а также дилор, карбофос, ТМТД (тирам) – на томаты (в последнем случае генетические последствия особенно отчетливо проявляются не сразу, а во втором поколении) .
Показано, что пестициды могут не только изменять генетическую структуру популяций растений, но и вызывать повреждения растений, стерильность, уродливые разрастания (морфозы) вегетативных и генеративных органов. Так, в обработанных пестицидами посевах ячменя обнаруживалось до 70% растений с измененными колосьями. Известны даже случаи выбраковки по этой причине посевов . Обработка 2,4-Д и фоксимом вызывала у ячменя увеличение числа растений с морфозами в 18-24 раза . В табл.5.2 приведены сводные данные по влиянию разных пестицидов (не только гербицидов, но и инсектицидов, акарицидов, нематоцидов и фунгицидов) на возникновение уродливых форм растений.
Таблица 5.2. Влияние некоторых пестицидов на появление уродливых форм растений (карликовость, нарушение строения завязи и колоса, цветка, листьев и др.)
|
Растение |
Пестицид, вызывающий уродства |
| Кукуруза |
Авадекс, АТА, политриазин, прометрин, симазин, триаллат, эптам |
| Пшеница |
АТА, атразин, банвел-Д (дикамба), политриазин, симазин, триаллат, фталофос, хлорофос |
| Ячмень |
АТА, банвел-Д (дикамба), метоксурон, 2М-4Х, 2М-4ХМ, 2М-4ХП, триаллат, монокротофос, байтекс, метафос, МННГ, оксидеметонметил, триаллат, ТСХ, фенилтрион, фосфамидон (димекрон), хлорофос, гранозан |
| Горох, бобы |
АТА, атразин, политриазин, симазин, суффикс, гранозан |
| Хлопчатник |
АТА, малеингидразид |
| Томаты |
Дилор, карбофос, кельтан (дикофол), фозалон, хлорофос, бордосская жидкость, ТМТД (тирам), фентиурам, цинеб |
Среди других примеров влияния гербицидов на заболеваемость растений отметим следующие.
После внесения обычных норм играна (тербутрина) и дикурана (хлортолурона) пшеница сильнее поражалась возбудителями мучнистой росы. Так же действовали арезин (монолинурон) и симазин на растения озимой пшеницы. Такие гербициды, как метоксон (2М-4Х), иоксинил, дикамба и некоторые другие, увеличивали поражаемость озимой пшеницы корневой гнилью в среднем на 60% по сравнению с контролем. Обработка посевов зерновых культур с помощью 2,4-Д благоприятствовала развитию таких болезней, как мучнистая роса и альтернариоз. Этот и другие гербициды гормонального действия (2,4-ДМ, 2М-4ХП) влияют на развитие гельминтоспороза мятлика лугового. Гербициды сим -триазиновой группы, обладая высокой гербицидной активностью в посевах кукурузы, стимулируют в то же время развитие ее опасного заболевания – пузырчатой головни (Ustilago maydis ) .
Под влиянием пестицидов может изменяться элементный состав почв . Некоторые пестициды могут увеличивать в растениях содержание одних микро- и макроэлементов (азота, фосфора, кальция, калия, магния, марганца, железа, меди, бария, алюминия, стронция и цинка) и уменьшать содержание других .
Пестициды могут приводить к накоплению аммиачных соединений в почве. Фосфамид и флуометурон (которан) способствуют увеличению в почве содержания нитратов, а ДДТ, севин и ГХЦГ резко снижают его. На 30-40% снижается содержание нитратов в почве при применении прометрина. Обработка гербицидом 2,4-Д ведет к увеличению нитратов в соломе.
Серьезным и обычно недооцениваемым отрицательным последствием использования гербицидов оказывается резкое увеличение эрозии почвы. Отсутствие травянистого покрова делает почву беззащитной перед ветром, дождями, талым снегом. На лишенной трав почве эрозия быстро развивается на склонах с крутизной всего 1-2%, т.е. более чем на 90% пашни в России.
При использовании гербицидов в лесном хозяйстве активизируются процессы минерализации, снижается количество органики в почве, уменьшается общее содержание азота и кальция.
В заключение подчеркнем: отрицательное влияние пестицидов на сельскохозяйственные растения – непреложный факт . И это влияние гораздо серьезнее и разнообразнее, чем считают сторонники применения пестицидов.
Широкое применение пестицидов не только ведет к росту урожайности, увеличению производительности труда, рентабельности сельскохозяйственного производства, но и имеет отрицательные последствия. В качестве последних можно назвать:
- гибель диких животных при обработке полей пестицидами;
- массовое размножение вредителей после применения пестицидов;
- появление вредителей, устойчивых к пестицидам.
Гибель диких зверей объяснялась тем, что пестициды оказывались опасными не только для вредителей, но и для теплокровных животных, чему способствовала концентрация пестицидов в трофических цепях.
Массовое размножение вредителей после применения пестицидов объясняется тем, что вместе с вредными насекомыми уничтожалось и последующее звено - хищные насекомые.
Живая природа - это не пассивный объект нашего воздействия, она отвечает на него активной приспособительной реакцией. Этим объясняется появление вредителей, устойчивых к пестицидам, причем их количество увеличивается. В 1965 г. было 120 устойчивых видов, в 1978 г. - 250, в 1983 г. - 430, а в 1988 г. - уже более 500 видов.
Движение воздуха в атмосфере и воды в гидросфере, другие физико-химические процессы приводят к тому, что при обычной технологии применения пестициды распространяются далеко за пределы объекта, для которого были предназначены.
Под действием физико-химических факторов и микроорганизмов почвы пестициды в конечном счете распадаются, но некоторые из них образуют при этом токсичные вещества. Многие пестициды способны не распадаться долгое время, как, например, хлорорганические.
Увеличивающееся количество фактов нежелательных последствий применения пестицидов побудило многих ученых выступить против их повсеместного использования.
Очевидно, правомочен вопрос: «Не следует ли полностью отказаться от пестицидов?»
Однако отказаться сейчас от пестицидов человечество не может, но уменьшить их вредное влияние на природу возможно, если использовать интегрированную систему борьбы с вредителями, включающую в себя следующие методы:
1. Карантинный метод включает комплекс мер, позволяющих предупредить распространение наиболее опасных вредителей.
2. Селекционный метод состоит в выведении сортов растений и пород животных, устойчивых к болезням и вредным насекомым. Сорта подсолнечника, выведенные Л. А. Ждановым и В. С. Пустовойтом, устойчивы к подсолнечниковой моли-огневке, заразихе и мучнистой росе.
3. Агротехнический метод включает приемы обработки почвы, введение севооборотов, соблюдение срока посевов и технологии уборки, строгое соблюдение научных рекомендаций применения пестицидов: внесение их в указанных дозах и обусловленной концентрации, неукоснительное соблюдение правил транспортировки, хранения и внесения. Можно проиллюстрировать этот метод примером из практики, когда при весенней культивации и бороновании зяби часть личинок хлебного жука гибнет от механического воздействия, а оказавшиеся на поверхности становятся добычей грачей. При посеве одной и той же культуры на одном месте из года в год гарантируется не только обилие корма для вредителей, но и его постоянство. Смена культуры ухудшает кормовые условия и приводит к снижению численности вредных насекомых.
4. Химический метод непрерывно совершенствуется благодаря созданию новых пестицидов с высокой избирательностью действия и большой скоростью распада.
Совершенствуется и технология применения пестицидов. Уменьшается их расход, а следовательно, и распространение в окружающей среде. Применяется ультрамало-объемное опрыскивание, позволяющее уменьшить расход препарата во много раз при той же эффективности. Она еще более возрастает, если сообщить распыляемым каплям электрический заряд, при котором они «прилипают» к листьям растений, имеющих противоположный заряд.
5. Физический способ можно проиллюстрировать на таком примере: в борьбе с ночными насекомыми применяют оптические ловушки, представляющие собой лампы накаливания или ультрафиолетовые лампы. Ультразвук оказывает подавляющее действие на микробов, отпугивает грызунов. Ток высокого напряжения можно использовать для прополки сои, хлопка, сахарной свеклы. Электрогенератор, работающий от вала отбора мощности трактора, создает напряжение 1500-3000 В, которое сообщается на горизонтальную штангу, вынесенную в полевую зону. С ней соприкасаются и погибают сорняки, более высокие, чем культурные растения. Большое достоинство электропрополыцика - уничтожение сорняков не только в междурядье, но и в самом рядке.
6. Биологический метод наиболее перспективен в экологическом отношении, поскольку не вызывает загрязнения окружающей среды. Он основан на использовании:
Хорошие результаты дает применение аналогов природных биологических веществ, выделяемых вредителями, например аттрактантов. Синтетический аналог полового аттрактанта может привлечь к ловушке огромное количество самцов, тем самым воспрепятствовать оплодотворению самок и последующему размножению вредителей.
Отрицательные последствия, связанные с пестицидами, обусловлены, главным образом, разрушением биогеоценозов, в которых само существование и численность отдельных видов животных тесно связаны между собой. Пестицид, уничтожая вредителя, разрушает связи, благодаря которым численность данного вредителя поддерживалась в естественных условиях на определённом уровне. Если у такого вредителя возникает устойчивость к применяемым препаратам, то происходит вспышка (массовое развитие), поскольку связи, сдерживающие этот процесс либо разорваны, либо ослаблены.
Характеризуя возможные ситуации, связанные с применением пестицидов, следует помнить, что они всегда отрицательно влияют на обитателей почв, жизнедеятельность которых лежит в основе поддержания почвенного плодородия. В частности, пестициды (особенно медьсодержащие) угнетают процесс нитрификации. Известны случаи, когда в результате чрезмерной химической нагрузки на почву доминирующее положение в ней занимали фитопатогенные микроорганизмы. При интенсивном использовании пестицидов отмечается стерилизация почвы.
Гербициды воздействуют на микробоценоз, нарушая гомеостаз (устойчивое колебание вокруг определенного среднего уровня численности отдельных групп или активности метаболических процессов) , вызывая стресс (обратимая депрессия, или временное угнетение жизнедеятельности) , изменяя резистентность и индуцируя смену доминантных форм, а также обуславливая репрессии (необратимые реакции) .
Если микробиологическая деятельность восстанавливается в течение 60 сут. после воздействия, то реакция микробоценоза считается обратимой; если ингибирование определенных форм микроорганизмов не менее чем на 50% сохраняется до конца вегетационного периода, реакция считается необратимой.
При использовании гербицидов на фоне отсутствия или слабого развития травяного покрова многократно увеличивает вероятность развития процессов эрозии почвы.
Вода - основной компонент биосферы и незаменимый фактор существования биоты – является главным транспортным средством для пестицидов. Почвенные и грунтовые воды, внутренние водоемы и водотоки, а затем и Мировой океан при наличии определенных условий становятся конечными пунктами сосредоточения токсикантов.
Регулярное применение в больших количествах стойких липофильных пестицидов на обширных территориях непременно становится причиной загрязнения водоемов. Токсиканты перемещаются с жидкими и твердыми стоками.
Загрязнение поверхностных вод пестицидами происходит из-за прямого поступление в результате аварий, а так же при нарушении правил транспортировки и хранения препаратов, при сносе аэрозолей или паров пестицидов в процессе их применения, в процессе стока поверхностных или дренажных вод с угодий, обработанных пестицидами. Мировая практика применения пестицидов свидетельствует, что пестициды несут в себе потенциальную опасность.
Нетоксичных пестицидов для человека нет.
Любой пестицид будучи внедренным в экосистему, неизбежно вызывает в ней глубокие изменения. Вследствие этого можно констатировать следующее:
ü для пестицидов характерен широкий диапазон токсического действия на живое вещество биосферы;
ü пестициды токсичны для человека и животных;
ü пестициды всегда применяются против популяций;
ü действие пестицидов не зависит от плотности популяции, но их применяют только тогда, когда численность популяции объекта подавления достигает высоких значений;
ü руководствуясь ошибочным пониманием надежности обработки полей, угодий, акваторий, как правило, преднамеренно расходуют значительно большее количество препаратов, чем необходимо для уничтожения вредителей;
ü остаточные количества пестицидов аккумулируются и биоконцентрируются в пищевых (трофических) цепях;
ü имеет место вынос остаточных количеств пестицидов за пределы обрабатываемых территорий;
ü появляются резистентные к пестицидам формы вредных организмов;
ü гибнут некоторые полезные организмы и происходят глубокие нарушения взаимосвязей в биоценозах;
ü возрастает вероятность отдаленных последствий, связанных с патологическим и генетическим действием ряда препаратов на биоту.
Научный прогресс XXI века коснулся даже сельского хозяйства. Этот феномен выражен не только в инновациях , механизации человеческого труда, но и в широком использовании достижений химической науки для улучшения роста культур и их защиты от разных . Ежедневно миллионы полей и с благой целью обрабатываются различными средствами. Примером таких веществ сомнительной пользы стали пестициды или сельскохозяйственные ядохимикаты. Давайте разберемся, что же это такое и каково их влияние на человека.
Что такое пестициды?
Покупка пестицидов - ежегодный атрибут весеннего открытия сезона посадки для многих . Термин имеет латинское происхождение, который дословно обозначает: «pest» - вредить
, «cide» - сокращать
. Каждый приблизительно знает, что такое ядохимикаты, и явно ассоциирует их действие с вредом для организма.
Знаете ли вы? «Специальную » обработку для обильного урожая культур начали использовать еще в далеком IX веке до нашей эры в Древнем Риме.
Физическими свойствами пестицидов являются характерный едкий запах, как правило, яркий цвет. Они могут быть в виде жидкости или порошка, который разбавляют водой для применения. Причиной появления химических веществ стало массовое выращивание культур.
Раньше площади урожая были относительно небольшими, поэтому люди собирали вредителей вручную, но сейчас это сделать практически невозможно, поэтому приходится прибегать к токсичным смесям ядохимикатов. Систематически применять пестициды начали в XIX веке нашей эры.
Современные препараты имеют низкую форму расхода, что позволяет употреблять меньшее количество токсичного вещества, не сокращая площадь или массу его распространения. Согласно статистике, урожайность по всему миру снизится приблизительно на 50%, если полностью прекратить использование пестицидов в сельском хозяйстве.
Соответственно, ни одна страна не может себе этого позволить, поскольку фермерство станет убыточным, но в то же время использование препаратов строго контролируется законодательством.
Знаете ли вы? Для защиты урожая от насекомых Демокрит рекомендовал использовать настой маслин как альтернативу современным пестицидам.
Виды
Пестициды условно делят на три большие группы
: яды, стерилизаторы и ингибиторы роста. Яды направлены на уничтожение организма-мишени. Стерилизаторы лишают нежелательного размножения. Ингибиторы роста используются для задержки физиологических процессов.
Классифицируют эти вещества согласно их происхождению: органические и неорганические пестициды. А по механизму воздействия они бывают: системные, кишечные, контактные и фумигативного действия.
Самими опасными и действенными являются системные пестициды, так как они проникают абсолютно во все ткани живого организма. Существует достаточно много видов ядохимикатов.
Если разделять их по назначению, основные из них таковы :
- (против );
- бактерициды (уничтожение бактерий-вредителей);
- (против );
- хемостерилизаторы (стерелизация насекомых);
- зооциды (борьба с животными-вредителями);
- (уничтожение насекомых);
- дефолианты (опадение листьев );
- нематоциды (борьба с круглыми );
- протравители зерна (предпосевная обработка).
Наверное, смогут с легкостью ответить на вопрос: что такое гербициды? Ведь это и есть пестициды, широко используемые для уничтожения ненавистных ими , которые постоянно появляются на участках и растут с огромной скоростью, портя не только урожай, но и общий вид . Соответственно, гербициды стали популярным товаром среди обладателей дачных .
Опасность и влияние ядохимикатов
Зная, что такое пестициды, нельзя сказать, что они не несут вреда. Ученые постоянно работают над уменьшением пагубного влияния, которое характерно для ядохимикатов при их использовании.
Чем же именно они опасны, так это тем, что данные вещества являются сильными отравителями и наносят вред всему, что находится рядом: человеческому организму, воде, животным, растениям, .
На почву
Так как большинство ядохимикатов направлены на обработку урожая, то эти вещества довольно часто попадают на саму землю. Пестициды обычно проникают в с осадками и хранятся в ней долгое время, проявляя свои свойства.
Способ влияния на микрофлору зависит от класса вещества, длительности пребывания яда в ней, состава самого грунта, погодно-климатических условий. Как правило, ядохимикаты имеют способность вызывать окисление и гидролиз на поверхности грунта.
Самыми безобидными с точки зрения плохого влияния разных классов пестицидов на являются гербициды. Это вещества, которые относительно быстро разлагаются, не несут особых нарушений микрофлоры грунта при правильном применении в стандартных дозировках.
Если же дозу увеличить, то будет наблюдаться временная депрессия почвенного состава, может ухудшиться ее способность давать хороший урожай. Такие изменения долго не продержатся, поскольку ферменты грунта нейтрализуют действие препарата.
Действие инсектицидов достаточно неоднозначно, так как микрофлора грунта имеет разную специфическую чувствительность к их свойствам. Длительное использование данных веществ вызовет дисбаланс почвенных микроорганизмов и накопление целлюлозы.
В целом почвенные микроорганизмы используют пестицид как источник энергии, поэтому иногда происходит минерализация ядохимикатов. Это чревато последствиями, появляется глобальная проблема детоксикации пестицидов в окружающей среде.
Пестициды, естественно, попадают и в гидросферу. В водной среде благодаря природному гидролизу вещества разлагаются быстро.
В больших количествах они способны с большой скоростью разрушать органические соединения фосфора, карбоновых кислот и перетроиды. Это портит качество воды, а порой приводит к ее токсичности.
Феномен может перерасти в негативное влияние разлагающихся пестицидов на всю окружающую среду, так как вода имеет свойство очень быстро разносить эти вещества.
В первую очередь пострадают обитатели отравленного водоема, особенно рыба.
Кроме этого, в разложении ядохимикатов гидробионты принимают активное непосредственное участие.
Вещества постоянно накапливаются в их организмах, что приводит в конечном итоге к гибели не просто отдельных особей, а и целых видов.
На животных
Как неотъемлемая часть биосферы попадают под токсичное влияние, что однозначно является ущербом.
Они могут быть основой пищевой биологической цепочки, по которой распространяется вещество. Пестициды, как уже было сказано ранее, в основном направлены на сбой и замедление биологических процессов.
Получается, что эта разрушительная реакция распространяется на все системы органов животных, и проявляется ядовитое влияние пестицидов на их здоровье.
Ужасно страдают птицы, поскольку они особенно чувствительны к гормональным изменениям, которые провоцируют пестициды. Сильно поддается удару печень организма, ведь ее функции ориентируются на переработку данных веществ.
Конечно же, масштаб трагедии зависит от количества токсинов, веса животного, уровня функционирования систем его организма.
Большое количество пестицидов, которые попадают в организм животного, могут вызвать интоксикацию, так как организм не справится с их разложением. Это очень опасно, поскольку вполне может привести к смерти животного. Таким образом, мы с каждым днем все больше сами отравляем и уничтожаем мир фауны.
