111_agroekolog
.pdfльників альтернативного землеробства, які наголошують на використанні лише органічних добрив як абсолютно безпечних.
Також небезпеку може становити використання у якості добрив осадів стічних вод великих промислових міст.
Порушення балансу поживних речовин у землеробстві веде не лише до зменшення виробництва продукції і погіршення її якості, але й до зниження стійкості агроландшафтів.
Зниження втрат поживних речовин внаслідок вимивання можливе за рахунок агротехнічних і хімічних засобів. Серед останніх треба звернути увагу на повільнодіючі добрива, поживні речовини, яких засвоювались би рослинами поступово, протягом всього періоду вегетації. Цього можна досягти за рахунок капсулювання, покриття гранул добрив синтетичною оболонкою та інше. Але немає достатньої кількості даних про ефективність використання капсульованих препаратів. За умов збалансованого надходження поживних речовин підвищення продуктивності забезпечується локальним внесення добрив, доповнених мікроелементами.
Контрольні запитання
1.Які розрізняють види мінеральних добрив?
2.Який вплив створюють біогенні елементи на формування і розвиток сільськогосподарських рослин?
3.В чому основні переваги органічних добрив?
4.Яка роль добрив у отриманні врожаю та підтриманні родючості ґрунтів?
5.Які фактори варто враховувати при визначенні доз та умов використання добрив?
6.Які наслідки надмірного використання азотних добрив?
7.Які небезпеки для довкілля можуть виникати при надлишковому використанні фосфорних добрив?
8.Які умови необхідно враховувати при використанні органічних добрив?
9.Які основні агротехнічні заходи зменшення негативних наслідків використання мінеральних добрив?
10.Які заходи можна вважати альтернативою традиційним мінеральним добривам? Чи можна їх вважати повноцінними замінниками хімічно синтезованих добрив?
101
3.ЕКОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ БОРОТЬБИ ЗІ
ШКІДНИКАМИ
Важливим моментом при організації сільськогосподарського виробництва є боротьба зі шкідниками. Первісні наміри повністю викорінити шкідливі види організмів виявилися безглуздими, тому що це суперечить екологічним законам, зокрема принципам формування ланцюгів живлення. Нині метою боротьби зі шкідниками є зменшення чисельності популяцій до нижчої від економі-
чного порогу шкодочинності (ЕПШ).
Про способи протидії шкідникам відомо ще з епічних поем «Іліада» і «Одіссея» давньогрецького поета Гомера, який жив між ІХ і VІІІ ст. до н.е. Він описав використання діоксиду сірки, який відлякує комах, знищує хвороботворні мікроорганізми. Рекомендації щодо використання різних препаратів для боротьби зі шкідниками містяться у працях стародавніх філософів Демокріта та Плінія Старшого.
Існують фізичні методи боротьби (пастки, опромінення, масляні плівки на поверхні води або рослин), хімічні (пестициди) та біологічні методи (розведення живих культур організмів або використання речовин біологічного походження).
Пестициди – це загальноприйнята назва отрутохімікатів, які використовуються в сільському господарстві для хімічного захисту рослин. Закон України «Про пестициди та агрохімікати» (2.03.95, № 86/95-ВР з доповненнями 2005-2010р.) характеризує
пестициди як токсичні речовини, їхні сполуки або суміші речовин хімічного чи біологічного походження, призначені для знищення, регуляції та припинення розвитку шкідливих організмів, внаслідок діяльності яких вражаються рослини, тварини, люди і завдається шкода матеріальним цінностям, а також гризунів, бур'янів, деревної, чагарникової рослинності, засмічуючих видів риб.
102
Найбільш поширеним є знищення шкідників саме за допомогою хімічних препаратів. Масштабне застосування органікохімічних засобів захисту почалося лише в 1939 p., коли швейцарський хімік П. Г. Мюллер (1899 - 1965 рр.) відкрив інсектицидні властивості ДДТ (дихлордифенілтрихлорметилметану). Цей хлорорганічний пестицид широко використовувався в сільському господарстві. До того ж врятував мільйони людських життів від хвороб, що переносяться комахами: малярії, тифу та ін. У 1948 році Мюллер за своє відкриття був удостоєний Нобелівської премії у сфері фізіології і медицини. Але, десятиліття потому було встановлено високу токсичність та стійкість препарату у довкіллі (він не розкладається десятиліттями, погано розчиняється у воді, затримується у жирових тканинах тварин і людини). Зараз виробництво і використання ДДТ заборонене практично в усіх країнах світу.
Пестициди мають різну хімічну природу і тому різний механізм впливу та різний характер дії на організм. Класифікують пестициди за призначенням, за їхньою хімічною природою, а також за екологічними характеристиками: токсичністю, кумулятивністю, стійкістю у навколишньому середовищі.
3.1. Класифікації пестицидів
Класифікація пестицидів за напрямком дії. Перш за все варто зазначити, що загальна назва пестициди може бути замінена іншими назвами, залежно від типу шкідника, проти якого він використовується. Зокрема, розрізняють:
інсектициди (для знищення комах);
фунгіциди (для знищення грибкових захворювань);
гербіциди (для боротьби з рослинами-бур'янами);
родентициди (проти гризунів);
арборициди (проти чагарників);
акарициди (проти кліщів);
бактерициди (проти бактеріальних хвороб);
нематоциди (проти нематод, круглих черв’яків);
авіциди (проти птахів – шкідників);
віроциди (знищують віруси);
десиканти (підсушують, зневоднюють рослини на полі, прискорюючи дозрівання і полегшуючи збір урожаю);
103
дефлоранти (знищують квіти і зав’язь);
дефоліанти (викликають старіння листя, його штучний
опад);
ретарданти (уповільнюють ріст рослин у висоту без порушення термінів дозрівання врожаю);
ларвіциди (убивають личинок комах і кліщів, гусінь);
лімациди (убивають молюсків, слимаків);
овіциди (знищують яйця комах);
регулятори росту, фітогормони (стимулюють або пригнічують ріст рослин (ауксини, гібереліни);
атрактанти (феромони, що приваблюють комах у паст-
ки);
репеленти (феромони, які відлякують комах);
хемостерилізатори (стерилізують шкідників).
За походженням розрізняють біологічні і хімічні препа-
рати. За хімічним складом виділяють пестициди органічної та неорганічної природи. Саме хімічний склад визначає характер впливу препарату на живі організми.
До переліку пестицидів, що пройшли державну реєстрацію
вУкраїні, входять сполуки більш ніж 20 хімічних класів:
сірка і її препарати;
сполуки, що містять мідь і інші метали;
ціанові та роданові сполуки;
похідні сульфокислот;
фторвмісні сполуки;
синтетичні піретроїди;
органічні сполуки металів;
вуглеводні та їх похідні;
альдегіди і їх похідні;
кетони і їх похідні;
карбонові кислоти і їх похідні;
похідні карбамінової, тіо- і дитіокарбамінової кислот;
похідні сечовини, гуанідіну і інших аміносполук;
похідні урацилу;
гетероциклічні сполуки;
нітро- і галоїдопохідні фенолу;
хлорорганічні сполуки;
фосфорорганічні сполуки;
104
ртутьорганічні сполуки;
неонікотиноїди.
Класифікація за принципом дії на організм. Розріз-
няють пестициди суцільної дії (такі гербіциди, як реглон, нітрофен знищують і бур’яни, і культурні рослини) і вибіркової (селективної) дії (гербіциди, що знищують бур’яни, але не шкодять культурним рослинам).
Класифікація за здатністю проникати в організм шкідників. Пестициди поділяють на:
контактні – убивають шкідника при потраплянні на
нього;
кишкові або харчові – викликають отруєння при потраплянні з їжею;
системні – проникають у рослини через наземні органи або, розчиняючись у ґрунті, поглинаються корінням. Переміщуючись судинною системою рослини, знаходяться у клітинному соці, викликають отруєння шкідників, які живляться рослиною, або знищують саму рослину;
фуміганти – знаходяться у газоподібному стані, потрапляють у організм шкідника через органи дихання.
За формою випуску препаратів пестициди бувають у
вигляді порошків (для опилення і приготування суспензій), гра-
нул, розчинів, емульсій, суспензій, паст, брикетів, олівців, пігулок, аерозолів.
За стійкістю у середовищі (персистентністю), тобто тривалістю збереження ними біологічної активності у природному середовищі (ґрунті, атмосфері, гідросфері і т.д.) пестициди поділяють на групи:
1 група – зберігають активність більше 18 місяців;
2 група – до 18 місяців;
3 група – до 12 місяців;
4 група – до 6 місяців;
5 група – до 3 місяців;
6 група – менше 3 місяців.
За токсичністю пестициди класифікують за середньосмертельною дозою при надходженні у шлунок (DL50): бувають високотоксичні з DL50 = 50 - 200 мг/кг (наприклад, хлорорганічні, на основі сполук міді); середньотоксичні з DL50 200 - 1000 мг/кг (фо-
105
сфорорганічні, фторорганічні, нітропохідні); також малотоксичні з DL50>1000 мг/кг (похідні сечовини, альдегіди).
За накопиченням (кумуляцією) в організмі класифікація базується на значенні коефіцієнта кумуляції – відношенні сумарної дози речовини, що викликає загибель 50% піддослідних тварин при багаторазовому введенні, до одноразової смертельної дози. Розрізняють надкумулятивні (коефіцієнт кумуляції Кк <1),
з вираженою (Кк = 1 - 3), помірною (Кк = 3 - 5) і слабко вираже-
ною (Кк > 5) кумуляцією.
3.2. Особливості використання пестицидів
Згідно з Законом України «Про пестициди та агрохімікати» основними принципами державної політики у даній сфері діяльності є:
пріоритетність збереження здоров'я людини і охорони навколишнього природного середовища по відношенню до економічного ефекту від застосування пестицидів і агрохімікатів;
державна підконтрольність їх ввезення на митну територію України, реєстрації, виробництва, зберігання, транспортування, торгівлі і застосування;
обґрунтованість їх застосування;
мінімізація використання пестицидів за рахунок впровадження біологічного землеробства та інших екологічно безпечних, нехімічних методів захисту рослин;
безпечність для здоров'я людини та навколишнього природного середовища під час їх виробництва, транспортування, зберігання, випробування і застосування за умови дотримання вимог, встановлених державними стандартами, санітарними нормами, регламентами та іншими нормативними документами.
Пестициди і агрохімікати реєструються терміном до десяти років. Кожна товарна одиниця пестицидів повинна супроводжуватися рекомендацією щодо її застосування із зазначенням культур та об'єктів, для оброблення яких призначено пестициди і агрохімікати, способів, норм і кратності використання, термінів вичікування (для пестицидів), заборони та обмеження на застосування, способів і засобів знешкодження пестицидів та агрохімікатів, а також заходів безпеки під час роботи, транспортування і
106
зберігання, ліквідації аварійних ситуацій та їхніх наслідків, заходів надання першої медичної допомоги у разі отруєння.
Пестициди і агрохімікати іноземного виробництва, що ввозяться на територію України, повинні супроводжуватися даними про технологію їхнього знешкодження та утилізацію.
Важко точно назвати усі пестициди, які використовуються в Україні. Щорічно Міністерство екології і природних ресурсів України переглядає і доповнює реєстр пестицидів і агрохімікатів, дозволених для використання. У реєстрі зазначається діюча речовина та її вміст, форма препарату, торгова назва, під якою препарат продається. Якщо проаналізувати діючі речовини за групами інсектицидів, то одержимо таку картину: здебільшого асортимент представлений фосфорорганічними речовинами, синтетичними піретроїдами та неонікотиноїдами. Ці групи охоплюють 67,4% усього асортименту. Також значна частка комбінованих препаратів - 18,48%.
Фосфорорганічні інсектициди характеризуються широкою різноманітністю пестицидної дії. Поміж них є препарати із системною (ефективні проти сисних комах і рослиноїдних кліщів), контактною та комбінованою діями (контактно-кишкова дія - ефективні проти комах із гризучим ротовим апаратом). Препарати цієї групи переважно впливають на нервову систему. Найбільш поширені малатіон, актеллік. Добре розкладаються у довкіллі, нестійкі щодо дії світла. Відмічено збільшення живучості (пристосування шкідників) при їх використанні.
Синтетичні піретроїди є синтетичними аналогами піретринів – речовин рослинного походження, що мають інсектицидні властивості (містяться у ромашці далматській). Мають вищу інсектицидну дію порівняно з фосфорорганічними, хлорорганічними препаратами, карбаматами. Селективно діють проти комах, що забезпечує їхню високу безпеку, задовільне біологічне розкладання у довкіллі. Поділяються на фотолабільні (швидко розкладаються під дією сонячних променів) та фотостабільні, що мають необхідну персистентність на рослинах. Саме піретроїди останньої групи набули значного поширення у рослинництві. Механізм токсичної дії переважно полягає у порушенні роботи центральної нервової системи (ЦНС), блокуванні нервових імпульсів, дії на мембрани нервових клітин. Характерними представниками є перметрин, циперметрин, дельтаметрин, декаметрин
107
(децис), фенвалерат, цигалотрин, флуцитринат. Кумулюють слабо, мутагенна дія невелика, але встановлена здатність комах до звикання. Недоліками піретроїдів є висока токсичність для бджіл і риб, відсутність системної дії і непридатність для боротьби з комахами, що проживають у ґрунті.
Неонікотиноїди - новий клас речовин, який відзначається високою інсектицидною ефективністю. Механізм дії проявляється у порушенні роботи центральної нервової системи комах. Це контактні, системні і харчові отрути. Ефективні проти популяцій шкідників, резистентних (стійких) до інсектицидів інших класів. До класу неонікотиноїдів відносять імідаклоприд, тіаметоксам, тіаклоприд. Є підозри про небезпечну дію цих препаратів на бджіл. Встановлено тератогенний ефект (ембріонотоксичність) імідаклоприду.
Карбамати уповільнюють активність ферменту ацетилхолінестерази в нервових клітинах комах, також пригнічують грибкові захворювання. Переважно справляють контактну та кишкову дії, але більшість сучасних препаратів здатні проникати у рослину через коріння і надавати їй інсектицидних властивостей. Різняться високою та середньою токсичністю для теплокровних.
Похідні бензоїлсечовини. Інсектициди цієї групи за механізмом дії належать до регуляторів росту і розвитку комах. Загальними їхніми властивостями є здатність викликати порушення процесів біосинтезу і відкладання хітину, розвитку і розмноження комах. Ефективні як за кишкової, так і за контактної дії, але не проявляють прямого токсичного ефекту і не викликають негайної загибелі шкідників, а отже, не придатні для знищення комах під час їхнього масового розмноження. Характеризуються помірною персистентністю на оброблених рослинах і швидким розкладом у ґрунті. Істотна перевага - дуже низька токсичність для теплокровних тварин.
Фенілпіразоли - клас сполук, що належать до п'ятого покоління інсектицидів. Як і неонікотиноїди, руйнують нервову систему комах. Вирізняються високою ефективністю за дуже низьких норм застосування і тривалою дією. Токсичні для теплокровних, бджіл, водних організмів.
Хіназоліни - новий клас хімічних сполук, що не викликають звикання на відміну від акарицидів та інсектоакарицидів інших
108
хімічних класів, і мають контактно-кишкову дію. Не виявляють фітотоксичності. Малотоксичні для бджіл, птахів. Токсичні для водних організмів.
Принцип дії більшості гербіцидів полягає у пригніченні фотосинтезу (атразин, хізалофоп-Р-тефурил, хлоридазон із класів триазинів і фенокислот), а похідні сечовини пригнічують поділ клітин бур’яну.
Фунгіцидні властивості демонструють препарати класу карбаматів (метирам, пропамокарб гідрохлорид), триазолів (тритиконазол). Ці препарати можуть подразнювати шкіру, відомі канцерогенні ефекти метираму.
Більшість пестицидів, що застосовуються, — це синтетичні органічні сполуки, близько 3% інсектицидів — рослинного походження. Останні менше забруднюють екосистеми, але за виготовленням більш затратні. Серед найпопулярніших на 2011 рік препаратів в Україні (за діючою речовиною) виявляються імідаклоприд - 14,29% (13 препаратів), діазинон - 8,79% (8 продуктів), хлорпірифос - 5,49% (5 торгових марок), диметоат, тіаметоксам та альфа-циперметрин - по 4,4% (по 4 препарати). Ці препарати можуть використовуватись і як окремі речовини, і у вигляді сумішей.
Якщо звернути увагу на засоби проти гризунів, то великого різноманіття препаратів не спостерігається. Родентициди - доволі специфічна група пестицидів. На них завжди є попит. Адже й миші, й пацюки завдають клопоту і тепер. Крім того, донедавна використовувались речовини, що є складовими бойових отруйних речовин. Їх заборонили зовсім недавно, але й той асортимент, що залишився, далекий від ідеалу. Найбільшу частину асортименту займають препарати на основі бродифакуму.
Ефективність пестицидів залежить від багатьох факторів. Зокрема, від правильного вибору типу препарату і його дози. Більшість пестицидів нового покоління мають вибіркову дію, тобто ефективні проти певних видів шкідників. Також при їх внесенні необхідно враховувати кліматичні і ґрунтові умови. Наприклад, дія гербіцидів посилюється на родючих і добре зволожених ґрунтах. На пошкоджених, слабких рослинах їх використовувати не варто. Результат потребує вибору правильних термінів обробки. Запізнення з використанням хімічних препаратів може призвести до зниження продуктивності і уро-
109
жайності рослин, а передчасний обробіток – до біорозкладу препарату ще до початку періоду активного розмноження шкідників. Бажане проведення профілактичних обробок, що попереджує первинне ураження рослин.
При застосуванні пестицидів і агрохімікатів повинен здійснюватися комплекс заходів відповідно до регламентів, встановлених для певної ґрунтово-кліматичної зони, з урахуванням попереднього агрохімічного обстеження ґрунтів, даних агрохімічного паспорта земельної ділянки (поля) і стану посівів, діагностики мінерального живлення рослин, прогнозу розвитку шкідників і хвороб.
Обробіток доцільно проводити вранці або ввечері у безвітряну погоду. Максимальний ефект дії переважної більшості гербіцидів й інсектицидів спостерігається за температури 16-220С.
3.3. Вплив пестицидів на довкілля
Розповсюдження пестицидів у навколишньому середовищі відбувається як фізичним, так і біологічним шляхом. Перший спосіб — розсіювання за допомогою вітру в атмосфері (рис. 3.1) та поширення через водотоки. Другий — перенесення живими організмами ланцюгами харчування. Із просуванням організмів до вищих ланок харчового ланцюга концентрації шкідливих речовин зростають, нагромаджуючись у внутрішніх органах, переважно в печінці та нирках, а також у жирових оболонках.
Рис. 3.1. Проведення обробки поля пестицидами
Пестициди у вигляді аерозолів можуть розноситись на відстань до 5000 км і забруднювати сусідні екосистеми. Вони пригнічують біологічну активність ґрунтів, знищують корисні мікроорганізми, черв’яків, уповільнюють розчинення фосфатів у ґрунті,
110