Науковий прогрес ХХІ сторіччя торкнувся навіть сільського господарства. Цей феномен виражений у інноваціях , механізації людської праці, а й у широкому використанні досягнень хімічної науки задля поліпшення зростання культур та його захисту від різних . Щодня мільйони полів і з метою опрацьовуються різними засобами. Прикладом таких речовин сумнівної користі стали пестициди чи сільськогосподарські отрутохімікати. Давайте розберемося, що це таке і який вплив на людини.

Що таке пестициди?

Купівля пестицидів – щорічний атрибут весняного відкриття сезону посадки для багатьох. Термін має латинське походження, який дослівно означає: "pest" - шкодити, "cide" - скорочувати. Кожен приблизно знає, що таке отрутохімікати, і явно асоціює їхню дію зі шкодою для організму.

Чи знаєте ви? « Спеціальну» обробку для рясного врожаюкультур почали використовувати ще далекому IX столітті до нашої ери у Стародавньому Римі.

Фізичними властивостями пестицидів є характерний їдкий запах, як правило, яскравий колір. Вони можуть бути у вигляді рідини або порошку, що розбавляють водою для застосування. Причиною появи хімічних речовин стало масове вирощування культур.

Раніше площі врожаю були відносно невеликими, тому люди збирали шкідників вручну, але зараз це зробити практично неможливо, тому доводиться вдаватися до токсичних сумішей отрутохімікатів. Систематично застосовувати пестициди почали у ХІХ столітті нашої ери.
Сучасні препарати мають низьку форму витрати, що дозволяє вживати меншу кількість токсичної речовини, не скорочуючи площу чи масу її поширення. Згідно зі статистикою, урожайність у всьому світі знизиться приблизно на 50%, якщо повністю припинити використання пестицидів у сільському господарстві.

Відповідно, жодна країна не може собі цього дозволити, оскільки фермерство стане збитковим, але водночас використання препаратів суворо контролюється законодавством.

Чи знаєте ви? Для захисту врожаю від комах Демокріт рекомендував використовувати настій маслин як альтернативу сучасним пестицидам.

Види

Пестициди умовно поділяють на три великі групи: отрути, стерилізатори та інгібітори росту. Отрути спрямовані на знищення організму-мішені. Стерилізатори позбавляють небажаного розмноження. Інгібітори росту застосовуються для затримки фізіологічних процесів.
Класифікують ці речовини згідно з їх походженням: органічні та неорганічні пестициди. А за механізмом впливу вони бувають: системні, кишкові, контактні та фумігативні дії.

Найнебезпечнішими та дієвішими є системні пестициди, оскільки вони проникають абсолютно у всі тканини живого організму. Існує чимало видів отрутохімікатів.

Якщо розділяти їх за призначенням, основні такі:

• (Проти);
• бактерициди (знищення бактерій-шкідників);
• (Проти);
• хемостерилізатори (стерелізація комах);
• зооциди (боротьба із тваринами-шкідниками);
• (Знищення комах);
• дефоліанти (опадіння листя);
• нематоциди (боротьба з круглими);
• протруйники зерна (передпосівна обробка).

Напевно, зможуть легко відповісти на запитання: що таке гербіциди? Адже це і є пестициди, що широко використовуються для знищення ненависних ними, які постійно з'являються на ділянках і ростуть з величезною швидкістю, псуючи не тільки врожай, а й загальний вигляд. Відповідно, гербіциди стали популярним товаром серед власників дачних.

Небезпека та вплив отрутохімікатів

Знаючи, що таке пестициди, не можна сказати, що вони не завдають шкоди. Вчені постійно працюють над зменшенням згубного впливу, який характерний для отрутохімікатів при їх використанні.

Чим саме вони небезпечні, так це тим, що дані речовини є сильними отруйниками і завдають шкоди всьому, що знаходиться поруч: людському організму, Воді, тварин, рослин, .

На ґрунт

Так як більшість отрутохімікатів спрямовані на обробку врожаю, ці речовини досить часто потрапляють на саму землю. Пестициди зазвичай проникають з осадами і зберігаються в ній довгий час, проявляючи свої властивості.
Спосіб впливу на мікрофлору залежить від класу речовини, тривалості перебування отрути в ній, складу самого ґрунту, погодно-кліматичних умов. Як правило, отрутохімікати мають здатність викликати окислення та гідроліз на поверхні ґрунту.

Найбільш нешкідливими з погляду поганого впливу різних класів пестицидів є гербіциди. Це речовини, які відносно швидко розкладаються, не несуть особливих порушень мікрофлори ґрунту при правильному застосуванніу стандартних дозуваннях.

Якщо ж дозу збільшити, то спостерігатиметься тимчасова депресія ґрунтового складу, може погіршитися її здатність давати добрий урожай. Такі зміни довго не протримаються, оскільки ферменти ґрунту нейтралізують дію препарату.

Дія інсектицидів досить неоднозначна, оскільки мікрофлора ґрунту має різну специфічну чутливість до їх властивостей. Тривале використанняданих речовин викликає дисбаланс ґрунтових мікроорганізмів та накопичення целюлози.
У цілому нині грунтові мікроорганізми використовують пестицид як джерело енергії, тому іноді відбувається мінералізація отрутохімікатів. Це загрожує наслідками, з'являється глобальна проблемадетоксикації пестицидів у навколишньому середовищі

Пестициди, звичайно, потрапляють і в гідросферу. У водному середовищі завдяки природному гідролізу речовини швидко розкладаються.
У великій кількості вони здатні з великою швидкістю руйнувати органічні сполукифосфору, карбонових кислот та перетроїди. Це псує якість води, а часом призводить до її токсичності.

Феномен може перерости в негативний вплив пестицидів, що розкладаються, на всю довкілляоскільки вода має властивість дуже швидко розносити ці речовини.

Насамперед постраждають мешканці отруєної водойми, особливо риба. Крім цього, у розкладанні отрутохімікатів гідробіонти беруть активну безпосередню участь.
Речовини постійно накопичуються у тому організмах, що призводить зрештою до загибелі непросто окремих особин, а й цілих видів.

На тварин

Як невід'ємна частина біосфери потрапляють під токсичний вплив, що є збитком.

Вони можуть бути основою харчового біологічного ланцюжка, по якому поширюється речовина. Пестициди, як вже було сказано раніше, в основному спрямовані на збій та уповільнення біологічних процесів.
Виходить, що ця руйнівна реакція поширюється на всі системи органів тварин і проявляється отруйний вплив пестицидів на їх здоров'я.

Страшно страждають птахи, оскільки вони особливо чутливі до гормональних змін, які провокують пестициди. Сильно піддається удару печінка організму, адже її функції орієнтуються на переробку цих речовин.

Звичайно, масштаб трагедії залежить від кількості токсинів, ваги тварини, рівня функціонування систем її організму.
Велика кількість пестицидів, які потрапляють в організм тварини, можуть викликати інтоксикацію, оскільки організм не впорається з розкладанням. Це дуже небезпечно, оскільки може призвести до смерті тварини. Таким чином, ми з кожним днем ​​дедалі більше самі отруюємо та знищуємо світ фауни.

5.2. Інші негативні наслідки застосування пестицидів для рослинництва

Об'єкти-мішені, для придушення яких використовуються пестициди, зазвичай складають у будь-якому агроценозі не більше кількох часток відсотка від загальної кількостівидів.

Відомі, наприклад, наслідки застосування ДДТ у садах: загибель «шкідливих» комах супроводжувалася спалахом розмноження павутинних кліщів, які до того не завдавали шкоди. плодовим культурам. При знищенні за допомогою ДДТ гусениць метелика-білянки (Pieridae) попутно знищувалися також багато членистоногі-хижаки, внаслідок чого популяція білянки не тільки відновлювалися, а й зростала.

Наведемо ще кілька прикладів.

Втрати врожаю кукурудзи у США від комах до застосування пестицидів у 1940-х роках. становили приблизно 3,5%. Однак із запровадженням монокультури кукурудзи втрати врожаю збільшились до 12%, незважаючи на тисячоразове збільшення використання пестицидів. А загалом із 1945 по 1989 р. США застосування інсектицидів зросло вдесятеро, а втрати сільського господарства від комах, що пригнічуються… збільшилися з 7 до 13%!

Типовою є і історія боротьби з одним із видів коників, що вражають рис у Південно-Східній Азії. Масове розмноження цього виду в 1970 р., як результат монокультури рису в Індонезії, призвело до недобору мільйонів тоннрису (втрати Індонезії перевищили в середині 1980 р. 1,5 млрд доларів). Після цього було виведено стійкі сорти та впроваджено нові пестициди. Після деяких успіхів у цій боротьбі коник знову став небезпечним «шкідником». Причина була в тому, що разом із коником пестициди знищували більше сотні видів інших комах - природних ворогівконика .

НЕСПОДІВАНА БІДА

«Якщо критично оцінити становище із сільськогосподарськими шкідниками в усьому світі, то стане ясно, що застосування пестицидів лише сприяє їхньому поширенню. Це стосується таких видів, як рисова кобилка, бавовняна совка, білокрилка, капустяна мольі безліч інших шкідників, що мешкають практично на всіх видах овочевих, зернових, бавовняних і плантаційних культур. Пестициди знищують природних ворогів шкідників, які борються з ними успішніше, ніж отрутохімікати».

Джефф Вааґе, директор Міжнародного інституту біологічного контролю.
Журнал "Наша планета". 1997. Т.8. №4. С.27.

Хімічна технологія була замінена технологією знання- так характеризують наступний етап боротьби, коли хімічні засобизахисту були замінені біологічними - розведенням павуків, жуків, коників-конкурентів, бабок. Компанії з виробництва пестицидів шалено боролися за збереження хімічних методів захисту, проте Індонезія наближалася до екологічної катастрофи.

Великомасштабний експеримент було проведено з ініціативи ФАО в 1986 р.: 2500 фермерів, як і зазвичай, використовували пестициди (в середньому 4 обробки за вегетаційний сезон) і отримали в середньому врожай рису 61 ц/га. Інша група, що складається з 7000 фермерів, використовувала переважно біологічний захист(Вони провели в середньому менше однієї хімічної обробкиза сезон) та отримали середній урожай 74 ц/га. В результаті експерименту з 1987 р. в Індонезії було припинено державне субсидування застосування 57 видів найпоширеніших пестицидів.

У останні рокиФАО провела такі експерименти з аналогічними результатами на Філіппінах, Малайзії, Таїланді та інших країнах.

Другий приклад відноситься до практики боротьби з бур'янами на рисових чеках. Застосування пропаніду (стама Ф-34 – гербіциду групи 3,4-Д) на рисових полях спочатку викликало захоплення в країнах, що рисосіють, завдяки високоефективному придушенню «бур'янів» з роду ожинів ( Echinochloa). Проте витіснення ожинів виявилося причиною засмічення рисових чеків бур'янами-польовими червонозерними дикими різновидами рису. Останні, до того ж, є активними переносниками небезпечного. грибкового захворюваннярису - пірикулярії (для боротьби з ним використовується токсичний фунгіцид цинеб). На відміну від ожинів червонозерних засмічувачів рису вже неможливо стало придушувати будь-якими гербіцидами, оскільки вони належать до того ж роду (а іноді й виду) рослин, що й культурний рис.

Що стосується самого рису, то пропанід знижував його висоту, уповільнював ріст та розвиток конуса наростання, накопичення сухої речовини, зменшував асиміляційну поверхню листя, подовжував тривалість вегетації, особливо скоростиглих сортів. Незабаром застосування пропаніду скоротилося.

Серйозним негативним ефектом дії пестицидів для сільського господарства є створення після їх застосування сприятливої ​​обстановки масового розмноження форм, які до застосування пестицидів були у незначній кількості .

Один із негативних ефектів застосування пестицидів пов'язаний з їх можливим стимулюючим впливом на об'єкти, що пригнічуються . Так, ДДТ та деякі інші пестициди можуть прискорювати розвиток та збільшувати частоту зміни поколінь у пригнічених видів (наприклад, у павутинного кліщика).

Те саме спостерігалося при деяких операціях з контролю колорадського жука. Сублетальні дози ДДТ, дильдрину і тіофосу не знижують, а якимось незрозумілим поки що чином збільшують яйцепродукцію колорадського жука - на 33-65%. Ще 1976 р. з'явилися дані у тому, що у ряді штатів США застосування карбофурана (фурадана) збільшило чисельність колорадського жука. Хлорофос у певних дозах також стимулює розвиток колорадського жука

Деякі інсектициди можуть так змінювати віково-статеву структуру популяції, що особини, що залишилися, починають продукувати більше потомства. Наприклад, у колорадського жука після початкового різкого зниження його чисельності під впливом пестицидів число яйцеклітин у особин, що вижили, різко збільшується. Таким чином, самі пестициди включають механізми, що сприяють прискореному виробленню резистентності (через прискорення природного відбору).

Багато прикладах показано, що чисельність гризунів, скорочена родентоцидами (зооцидами), відновлюється швидше, ніж знижена впливом природних чинників. Так, статеве дозрівання сірих бабаків ( Marmota baibacina) протікає швидше у популяціях, оброблених хімічним способом. Тут же вищий відсоток самок, що беруть участь у розмноженні, у всіх вікових групаху перші 2 роки після застосування родентоцидів. У оброблених пестицидами популяціях темпи зростання цих гризунів часом виявився вищим.

Негативним наслідком використання пестицидів є необхідність застосування спеціальних засобівзахисту врожаю від небажаної дії пестицидів : адсорбентів, антидотів для рослин, мікробіологічних засобів детоксикації та ін. Це не лише суттєво подорожчає сільськогосподарське виробництво, а й, головне, збільшує хімічне навантаження на агроценози.

Одним із напрямів у сільському господарстві Заходу є вироблення стійкості до дії будь-яких гербіцидів у оброблюваних рослин. Це дозволяє використовувати сильніші дози гербіцидів для боротьби з небажаною рослинністю без шкоди для основного виду культури. Виявилося, однак, що, наприклад, надання кукурудзі генетичної стійкості проти популярного гербіциду 2,4-Д пов'язане з більш ніж триразовим зростанням уражування кукурудзи попелицями та іншими хворобами. Кінцевим результатом селекції стійких до гербіцидів сортів рослин завжди виявлялося зростаюче застосування гербіцидів та фунгіцидів, зростання хімічного навантаження на довкілля .

Те саме, безсумнівно, станеться і з біотехнологічним підходом, що широко рекламується промисловістю. Тут напрямок дії йде кількома шляхами.

По-перше, намагаються впровадити «ген стійкості» до якогось конкретного пестициду або групи пестицидів у геном форми, що захищається. Це робить сільськогосподарську рослину стійкою до великої кількості пестицидів, які і повинні вразити ворогів, що пристосувалися до малих доз. Цей підхід неспроможна дати тривалих позитивних результатів. По-перше, важко (якщо взагалі можливо) підвищити таким чином стійкість не до одного, а до кількох пестицидів, які зазвичай застосовуються в практиці. По-друге, збільшення доз пестицидів, що застосовуються, не дає тривалого ефекту і тому, що пригнічені «шкідники» і «бур'яни» завжди врешті-решт виграють і збільшують чисельність, незважаючи на використання великих концентрацій пестицидів (див. розділ 6).

НЕБЕЗПЕЧНІ «УСПІХИ» ГЕНЕТИЧНОЇ ІНЖЕНЕРІЇ

«Компанія Монсанто, гігант хімії та біотехнології (St.Louis, США), оголосила, що нею відкликані «маленькі кількості» генетично зміненого насіння canola, яке містить невідповідний ген, що потрапив у насіння помилково.

Canola – культура, що вирощується на корм худобі та для виготовлення олії, що споживається людьми. Олія Canola використовується для приготування їжі з низьким вмістом жиру, в фармацевтиці, як харчові добавки, в кондитерських продуктах, в маргарині, в предметах особистого туалету, мастилах, милах і миючих засобах.

Введення непотрібного гена в комерційний продукт - вид помилки, що десятиліттями передбачався противниками генетичної інженерії. Її прихильники відповідали, що це не може статися і внаслідок забезпечення якості робіт промисловістю, і через серйозне регулювання з боку урядів.

Відгук ініціював компанія Монсанто-Канада. Відкликаним насінням canola за допомогою генетичної інженерії було щеплено властивість протистояти впливу гліфосату – гербіциду фірми Монсанто, який продається під торговою маркою раундап. Ідея полягає в тому, щоб обробляти цим гербіцидом зернові культури, «сумісні з раундап», щоб знищувалися бур'яни, а модифіковані культури залишалися неушкодженими. Компанія Монсанто відмовилася повідомити, скільки «неправильного» насіння canola було відкликано (кількість начебто була «маленька»).

Посадовці уряду Канади кажуть, що відкликане було великим. Видавці Канадського інформаційного бюлетеня з питань продовольства повідомили, що всього було відкликано 60 000 мішків насіння canola двох типів (LG3315 і LG3295), оскільки або один або обидва типи насіння містили помилковий ген. Відкликана кількість достатньо для того, щоб засіяти від 600 000 до 750 000 акрів землі. Коли Монсанто виявила свою помилку, деякі насіння вже були засіяні.

У Канаді існує три рівні затвердження для генетично-інженерних зернових культур: з точки зору екології (можливість обробітку), худоби (можливість годівлі худоби) та людини (можливість харчування людей). Було схвалено два стійкі до раундапу гени культури canola (RT-73 і RT-200), причому для худоби і людей схвалили лише RT-73. Однак несхвалений ген RT-200 опинився в насінні, яке тепер має бути відкликане.

Присутність несхваленого гена canola у комерційному продукті свідчить, що у разі програма забезпечення якості компанії Монсанто зазнала невдачі і що система регулювання біотехнологій у Канаді неефективна. У США вона ще слабша.

Дані новітньої історіїсвідчать, що можуть виникати серйозні проблемитоді, коли генетично змінені продукти з'являються над ринком без належної перевірки.

У 1989 р. одна японська фірма торгувала L-триптофаном – амінокислотою, яка вироблялася за допомогою генноінженерної бактерії. У кінцевому продукті несподівано виявилися сліди забруднювачів, внаслідок чого від 5 до 10 тисяч людей у ​​США захворіли на серйозну хворобу eosinophilia-myalgia syndrome (EMS).

Очевидно, що генноінженерні продукти потребують ретельного тестування, перш ніж їх ефекти можуть бути зрозумілі. Ідея, що гени керують лише однією характеристикою бактерії, рослини чи тварини, як виявилося, неправильна. Гени містять потенціал, який може виявлятися по-різному залежно від того середовища, в якому ген росте: ген може розвиватися одним способом в одному середовищі та зовсім іншим – в іншому. Тестування в одному середовищі не може виявити того, що ген робитиме, коли потрапить до іншого середовища. Це було витончено продемонстровано Craig Holdrege у книзі «Генетика та маніпулювання життям: забутий чинник ситуації».

Датські дослідники показали, що генно-маніпульовані гени (трансгени), введені в зернові культури, у польових умовах можуть перейти у довколишні бур'яни. Таким чином, генетичні помилки того виду, що трапилася в насінні canola компанії Монсанто, можуть поширитися в природне середовище і постійно змінювати природний світ засобами, які ніхто не готовий зрозуміти».

Інший напрямок сучасної біотехнології - вбудовування в геном культурних рослингенів, що роблять рослину несмачною, не поїдається взагалі або навіть отруйним для тварин тварин, що харчуються її тканинами, або для заглушають його зростання «бур'янистих» рослин. І цей шлях, незважаючи на привабливість, що здається, теоретично безперспективний. По-перше, у «шкідників» та «бур'янів» завжди через деякий час обов'язково виникає резистентність до штучного гена. По-друге, згодом знайдуться інші організми, для яких несмачна рослина буде смачною (див. розділ 6). Крім того, впровадження будь-якого нового гена у відшліфований мільйонами років еволюції геном завжди буде призводити не тільки до виникнення отруйності чи резистентності, але й обов'язково до розладу всієї складної генетичної системи і, таким чином, не до посилення, а до ослаблення організму, що захищається.

Впливаючи на вміст мікроелементів та інших речовин у рослинах, пестициди можуть змінювати харчову цінністьрослин а також їх здатність до зберігання. Такий вплив виявлено для ХОП на зернові та бобові культури. Так, наприклад, обробка посівів пшениці деякими фунгіцидами (цінеб, байлетон, тілт) проти стеблової іржі ( Puccinia)обумовлює зниження якості хліба, що випікається.

Виявлено негативний вплив пестицидів на харчові якості пшениці та картоплі.

Іноді обробка гербіцидом може змінити смакові якості рослин , а це може мати небезпечні наслідки. Так, після обробки гербіцидом метоксоном (2М-4Х) насамперед неїстівні для худоби жовтці починають поїдатися у великій кількості; це призводить до сильного отруєння і навіть смерті худоби. Є випадки, коли обробка полів гербіцидами робила господарсько важливі рослинидоступними для поїдання жуками-листоїдами.

Впливаючи на перебіг внутрішньоклітинних і міжклітинних біохімічних процесів у рослинах, пестициди можуть різко змінювати агротехнічні якості культур, що вирощуються. Так, наприклад, гербіциди групи цим-тріазинів та похідні сечовини блокують транспорт електронів у процесі фотосинтезу, що призводить до зміни характеру вегетації рослин. Прометрин пригнічує процес симбіотичної фіксації азоту та сприяє переходу бобових на мінеральний тип азотного живлення. В результаті різко знижується цінність бобових культуряк азотонакопичувачів. Вміст азоту ( мг/10 рослин) у сої змінювалося: контроль (без гербіцидів) - 1493; під час обробки прометрином – 1092.

Одним із негативних наслідків застосування пестицидів є небезпека знищення сучасних генетично не стійких сортіввисоковрожайних рослин через швидке накопичення в них мутацій. Наприклад, застосування на бавовнику таких гербіцидів, як лінурон, которан, толуїн та ТХАН, веде до швидкого руйнування генетичної структури сортів. Таку ж дію мають ДДВФ (дихлорфос), фталофос, симазин, хлорофос на сорти пшениці, і навіть дилор, карбофос, ТМТД (тирам) – на томати (у разі генетичні наслідки особливо виразно виявляються відразу, а другому поколінні) .

Показано, що пестициди можуть не тільки змінювати генетичну структуру популяцій рослин, а й викликати ушкодження рослин, стерильність, потворні розростання (морфози) вегетативних та генеративних органів. Так, в оброблених пестицидами посівах ячменю виявлялося до 70% рослин із зміненими колосками. Відомі навіть випадки вибракування з цієї причини посівів. Обробка 2,4-Д та фоксимом викликала у ячменю збільшення числа рослин з морфозами у 18-24 рази. У табл.5.2 наведено зведені дані щодо впливу різних пестицидів (не тільки гербіцидів, а й інсектицидів, акарицидів, нематоцидів та фунгіцидів) на виникнення потворних форм рослин.

Таблиця 5.2. Вплив деяких пестицидів на появу потворних форм рослин (карликовість, порушення будови зав'язі та колосу, квітки, листя та ін.)

Рослина	Пестицид, що викликає потворність
Кукурудза	Авадекс, АТА, політріазин, прометрин, симазин, тріаллат, ептам
Пшениця	АТА, атразин, банвел-Д (дікамба), політріазин, симазин, тріаллат, фталофос, хлорофос
Ячмінь	АТА, банвел-Д (дікамба), метоксурон, 2М-4Х, 2М-4ХМ, 2М-4ХП, тріаллат, монокротофос, байтекс, метафос, МННГ, оксидеметонметил, тріаллат, ТСХ, фенілтріон, фосфамідон (дімекрон)
Горох, боби	АТА, атразин, політріазин, симазин, суфікс, гранозан
Бавовник	АТА, малеїгідразид
Томати	Ділор, карбофос, кельтан (дикофол), фозалон, хлорофос, бордоська рідина, ТМТД (тирам), фентіурам, цинеб

Серед інших прикладів впливу гербіцидів на захворюваність рослин зазначимо такі.

Після внесення звичайних норм грана (тербутрина) та дикурану (хлортолурону) пшениця сильніше уражалася збудниками борошнистої роси. Також діяли арезин (монолінурон) і симазин на рослини озимої пшениці. Такі гербіциди, як метоксон (2М-4Х), іоксиніл, дикамба та деякі інші, збільшували уражання пшениці озимої кореневою гниллю в середньому на 60% порівняно з контролем. Обробка посівів зернових культур за допомогою 2,4-Д сприяла розвитку таких хвороб, як борошниста росата альтернаріоз. Цей та інші гербіциди гормональної дії (2,4-ДМ, 2М-4ХП) впливають на розвиток гельмінтоспорозу мятліка лучного. Гербіциди цим-тріазинової групи, володіючи високою гербіцидною активністю в посівах кукурудзи, стимулюють у той же час розвиток її небезпечного захворювання – пухирчастої сажки ( Ustilago maydis) .

Під впливом пестицидів може змінюватися елементний склад ґрунтів . Деякі пестициди можуть збільшувати в рослинах вміст одних мікро-і макроелементів (азоту, фосфору, кальцію, калію, магнію, марганцю, заліза, міді, барію, алюмінію, стронцію та цинку) і зменшувати вміст інших.

Пестициди можуть призводити до накопичення аміачних сполук у ґрунті. Фосфамід і флуометурон (которан) сприяють збільшенню у ґрунті вмісту нітратів, а ДДТ, севін та ГХЦГ різко знижують його. На 30-40% знижується вміст нітратів у ґрунті при застосуванні прометрину. Обробка гербіцидом 2,4-Д веде до збільшення нітратів у соломі.

Серйозним і зазвичай недооцінюваним негативним наслідкомвикористання гербіцидів виявляється різким збільшення ерозії ґрунту. Відсутність трав'янистого покриву робить ґрунт беззахисним перед вітром, дощами, талим снігом. На позбавленому траві грунті ерозія швидко розвивається на схилах з крутістю всього 1-2%, тобто. більш ніж на 90% ріллі у Росії.

При використанні гербіцидів у лісовому господарстві активізуються процеси мінералізації, знижується кількість органіки у ґрунті, зменшується загальний вміст азоту та кальцію.

На закінчення підкреслимо: негативний вплив пестицидів на сільськогосподарські рослини –незаперечний факт . І цей вплив набагато серйозніший і різноманітніший, ніж вважають прихильники застосування пестицидів.

Пестициди - це речовини, що використовуються для захисту рослин, сільськогосподарських продуктів, деревини, виробів зі шкіри, шерсті, бавовни, а також для знищення паразитів тварин і боротьби з перенощиками небезпечних захворювань.

Назва "пестициди" походить від двох латинських слів "рest" - отруту і "сide" вбиваю. Використання пестицидів - звичайна практика у всіх розвинених країнах. При застосуванні пестицидів різко скорочуються втрати врожаю сільськогосподарських культур від шкідників, хвороб і бур'янів. Вважається, що застосування пестицидів дозволяє зберегти 1/3 потенційно можливого врожаю.

У світі виробляється більше 10 тис. пестицидів, що належать до різних класів хімічних речовин. Це хлорорганічні, фосфорорганічні, ртуторорганічні, піретоїдні, симтріазинові та інші сполуки. Вони відрізняються не тільки хімічним будівництвом, але і своєю біологічною дією. Залежно від того, на які шкідливі організми діють ті чи інші речовини, їх можна розбити на три великі групи, в яких виділяють підгрупи:

1) речовини для боротьби зі шкідливими тваринами = зооциди (інсектициди, акарициди, молюскоциди, ларвіциди, родентициди, атрактанти);

2) речовини для боротьби з хворобами рослин (фунгіциди, бактерициди, протруйники насіння);

3) речовини для боротьби зі шкідливою рослинністю, а також регулювання росту та розвитку рослин (гербіциди, дефоліанти, десиканти, ретарданти, ауксини, гібереліни).

Найбільш поширені класи хімічних сполук такі.

1. Хлорорганічні сполуки (ХОС): ДДТ, гамма-ізомер ГХЦГ (гексахлорциклогексан), хлорбутадіон, альдрин, дильдрин і ін., мають середню токсичність, характерна їх особливість - висока перистентність, тобто. стійкість до розкладання та впливу факторів зовнішнього середовища.

2.Фосфорорганічні сполуки (ФОС): хлорофос, карбофос, метафос, дихлорофос, фозалон, трихлорметафос. Мають високу інсектицидну активність і досить швидко розкладаються в об'єктах середовища.

3.Піретроїдні : дельтаметрін, амбуш, цимбуш, децис, карате. Як ХОС та ФОС це речовини з високою інсектицидною активністю.

4. Тріазинові : симазин, прометрин, ситрін, бурефен та ін.

За своєю природою пестициди діляться на хімічні та біологічні. Дія хімічних пестицидів заснована на токсичному впливі на шкідливі організми. Застосування їх представляє екологічну небезпеку для навколишнього середовища. Дія біологічних пестицидів (більш точно біологічних засобів захисту рослин) засноване на використанні антагоністичних (конкурентних) взаємовідносин між організмами або використанні продуктів життєдіяльності одних організмів для придушення інших (застосування комах бациліну і дендробациліну проти колорадського жука і капустяної білянкивідповідно). Застосування біологічних засобів захисту рослин є екологічно безпечним як для людини, так і для об'єктів навколишнього середовища.

Найважливішими характеристиками пестицидів є токсичність і перистентність.

Токсичність- властивість хімічної речовинив певній кількості викликати отруєння організму. Розрізняють гостру і хронічну токсичність.

Персистентністьпестициду - властивість тривалий час зберігатися в об'єктах навколишнього природного середовища без зміни початкових токсичних властивостей.

В організм тваринного пестициди можуть проникати через травну систему (кишкове отруєння), через органи дихання (фумігаційний шлях), через покриви (шкіру, слизові оболонки) - (контактне отруєння).

Гостре отруєнняпестицидом виникає при разовому його впливі і виражається в порушенні життєдіяльності організму з можливим смертельним результатом. Воно супроводжується бурхливим розвитком ефекту (захворювання).

Хронічне отруєннявиникає в результаті багатократного впливу пестициду в відносно малих кількостях і виражається в повільно розвивається порушенні нормальної життєдіяльності. Крім того, може спостерігатись кумулятивний ефект. Під кумуляцією розуміють здатність отрути накопичуватися в організмі в результаті неповної детоксикації (знешкодження) і виведення з організму або посилення його дії.

Токсичність пестицидів різна і залежить від кількості, шляхів надходження, тривалості дії, стану організму, умов зовнішнього середовища і т.д.

Мерою токсичності є доза - це кількість речовини, яку достатньо для отруєння організму. Зазвичай токсичність виражають показником ЛД 50, що вимірюється в мг/кг. Для водних організмів токсичність виражають кількістю речовини, розчиненому в певній кількості води, тобто. концентрацією, що викликає ефект у 50% випробуваних організмів (летальна концентрація - ЛК 5 0).

Ступінь небезпеки речовини для піддослідного об'єкта характеризується летальною, мінімально летальною (або пороговою) і сублетальною дозами або концентраціями.

Летальна доза- це будь-яка доза (концентрація), що викликає загибель організму.

Порогова, або мінімально летальна- найменша кількість речовини, яка в певних умовах (підвищення температури, порушення гомеостазу) може спричинити загибель організму.

Сублетальна доза- Доза (концентрація) речовини, що викликає порушення життєдіяльності організму і не призводить до його загибелі (зовні не виявляється).

Використання пестицидів - звичайна практика в країнах з розвиненим сільським господарствомяк у рослинництві, так і в тваринництві та ветеринарії. Застосування їх дає значний агрономічний та економічний ефект, дозволяючи на 30-40% зменшити втрати врожаю від шкідників, хвороб і соняшників. Масштаби застосування пестицидів у світі щорічно становлять від 3 до 5 млн т, з них у Північній Америці використовується 34%, в Європі - 45%, у інших регіонах - 21%.

Однак, крім високого позитивного ефекту, використання пестицидів породжує низку екологічних проблем.

Негативні наслідкипов'язані, головним чином, з порушенням регламентів їх застосування (порушенням норм витрати, термінів застосування, необережним поводженням з токсичними препаратами, попадання на ділянки, що не підлягають обробці і т.д.). Вони проявляються попри всі об'єкти довкілля (рис.4).

1. Спостерігається забруднення атмосферного повітря під час обробки посівів чи лісових угідь. При обробці агроценозів у них знижується видова різноманітністьрослин, за рахунок чого травоїдні тварини, що мешкають тут, позбавляються звичних для них кормів.Грунтові екосистеми також зазнають негативного впливу пестицидів: відбувається забруднення ґрунту токсичними речовинами. Згодом залишки пестицидів розкладаються, але деякі з них (персистентні), здатні тривало (до 5 років і більше) зберігатися у ґрунті.

До таких пестицидів належать хлорорганічні, особливо раніше застосовуваний як інсектицид ДДТ (дихлордифенілтрихлорметил-метан), а також симазин (клас триазинових пестицидів) та деякі інші. При застосуванні симазину в посівах кукурудзи його залишки зберігаються в грунті до 5 років і здатні надавати фітотоксичну (пригнічує зростання рослин) дію на інші культури, які в сівозміні повинні слідувати за кукурудзою. Таким чином застосування персистентних гербіцидів веде до порушення сівозмін.

2.З ґрунту залишки пестицидів, що не розклалися, надходять у рослини, внаслідок чого рослинницька продукція забруднюється токсичними речовинами. Цілком природно, що за гігієнічним показникамякість такої продукції знижується, і вживання її в їжу або на корм призводить до різних отруєнь людей та сільськогосподарських тварин (на субклітинному, клітинному, організмовому рівнях).

3. Токсичні залишки пестицидів впливають на ґрунтову біоту, пригнічуючи ґрунтову мікрофлору та дощових хробаків, які є важливими компонентами ґрунтового біоценозу.

4.Разноманітно вплив залишків пестицидів на представників фауни. Можливе отруєння диких тварин при попаданні пестицидів на поверхню їхнього тіла (контактне отруєння). Але частіше отруєння відбувається через вживання тих чи інших кормів, які зазнали забруднення пестицидами. Залишки пестицидів мігрують від однієї харчової ланки до іншої, накопичуючись в кінцевих ланках ланцюга в кількостях, здатних пригнічувати відтворювальну функцію тварин (яловість, зниження потенції та ін) і навіть викликати смерть.

5. Ціла низка пестицидів є мутагенами і здатні викликати мутації в популяціях тварин, внаслідок чого виникають стійкі до них форми.

Поява мутованих стійких форм особливо притаманно комах, які мають цю властивість виробляється досить швидко і часто.

Негативна дія пестицидів проявляється у забрудненні питних вододжерел токсичними речовинами та погіршенні санітарного станувододжерел. Потрапляючи у водойму з сільськогосподарських угідь при змиві з полів, під час знесення пестицидів вітром під час обробки посівів та іншими шляхами, вони негативно впливають на водну біоту, викликаючи отруєння риб та кормових їм організмів, а залишки гербіцидів викликають зниження продуктивності водних рослин. Водні організми, особливо планктонні ракоподібні, такі як дафнії, босміни, моїни та ін, надзвичайно чутливі до забруднення води пестицидами. Дафнії гинуть при вмісті у воді 10 -4 - 10 -5 мг/л дихлорофосу, децису, каpате, інших фосфорорганічних, піретроїдних та хлорорганічних пестицидів.

Стійкість пестицидів у навколишньому середовищі, їх біоакумуляція та трансформація . Потрапили в об'єкти природного середовища пестициди включаються в процеси біоакумуляції та біотрансформації. У процесі біоакумуляції може відбуватися багаторазове підвищення концентрації пестициду в міру просування його по харчових ланцюгах. У результаті, що не виявляються сучасними методами контролю, деякі пестициди і продукти їх розпаду можуть у дуже небезпечних концентраціях бути присутнім в об'єктах природного середовища. Акумуляція пестицидів в організмі диких тварин - об'єктах полювання і риболовлі - може досягати рівнів, коли стає небезпечно вживати їх в їжу.

У природі відбуваються і процеси біотрансформації пестицидів. Значна частина пестицидів, що потрапили в довкілля, рано чи пізно розкладається в організмах тварин, рослин, мікроорганізмів або під впливом фізико-хімічних факторів середовища. У процесі розкладання пестицидів можуть відбуватися як детоксикація пестицидів - втрата вихідною речовиною токсичних властивостей, так і токсифікація - збільшення токсичності речовин, що утворюються. Так, біотрансформація пестициду диротофосу веде до утворення монокротофосу і його амідного аналога, що володіють тератогенним дією. Гербіцид атразин в процесі біотрансформації перетворюється під впливом рослинних ферментів в речовини з більш сильною мутагенною дією, ніж вихідний продукт. Подібних прикладів досить багато.

Процес акумуляції залишків пестицидів у живих організмах, міграція їх за харчовими ланцюгами особливо виражені у водних екосистемах. Величину цього процесу можна характеризувати коефіцієнтом кумуляції як відношення вмісту токсичної речовини в наступній ланці харчового ланцюга до вмісту її в попередній ланці. Для стійких пестицидів він може досягати десятків, сотень та тисяч разів. Нижче наведено приклад накопичення пестициду ДДТ в організмах водної екосистеми (США, оз. Мічіган) (табл. 10).

Високий рівень накопичення залишків високо токсичних персистентних пестицидів у вищій харчовій ланці (хижаках) може досягати небезпечних величин, що призводять до загибелі тварин.

10. Накопичення ДДТ в організмах водної екосистеми [Яблука, 1990].

Токсичність пестицидів на живий організм може виявлятися як у летальній, так і сублетальній дії.

На організм людини дія пестицидів у сублетальних концентраціях проявляється у розвитку наступних патологічних процесів:

1) зниження імунітету та підвищення загальної захворюваності організму;

2) негативний вплив на нервову систему;

3) порушення пам'яті та здатності до абстрактного мислення;

4) розвиток патології вагітності;

5) поява вроджених фізіологічних та анатомічних дефектів (уродств) у потомства;

6) пестициди мають виражену мутагенну, бластомогенную, канцерогенну та алергенну дію та ін.

Аналогічні патологічні процеси при отруєнні пестицидами спостерігаються у тварин.

Для запобігання отруєння будь-якими препаратами необхідно строго дотримуватися техніки безпеки при зберіганні, транспортуванні і роботі з ними.

Шляхи зниження екологічного пресу при застосуванні пестицидів

1. Хімічний методу захисті рослин слід застосовувати у крайньому випадку, коли інші прийоми та методи стають неефективними.

2. У разі застосування пестицидів необхідно вибирати такі препарати, які мають меншу токсичність і персистентність.

3. У захисті рослин слід ширше застосовувати агротехнічні прийоми, спрямовані на зниження чисельності шкідників, збудників хвороб, накопичення у ґрунті насіння бур'янів; застосовувати спеціальні способи обробітку ґрунту, проводити фітопрочистки - своєчасне видалення пошкоджених та хворих рослин та ін.

4. Слід також ширше застосовувати біологічні методита прийоми у захисті рослин, використовувати ентомофаги та акарифаги, патогенні та антогоністичні мікроорганізми та продукти їх життєдіяльності, біологічно активні речовини (атрактанти, репеленти, гормони).

5. Хороші результати дає застосування генетично-селекційного методу, заснованого на виведенні сортів, стійких до хвороб та шкідників, а також використання трансгенних рослин, одержаних методами генної інженерії.

6. Застосовувати інтегрований метод захисту рослин, сутність якого полягає в тому, щоб у різний спосібзбільшити природну смертність шкідників та збудників хвороб та знизити до мінімуму витрату пестицидів. Метод включає комбінацію біологічних способівзахисту, розвиток спеціальних агротехнічних прийомів(Зміна термінів посіву, характеру розташування рослин, меліорацію та ін.), Виведення стійких сортів, використання карантинних заходів тощо.

7. Грамотно застосовувати пестициди, насамперед, дотримуватись термінів застосування та дозволених доз, витримувати термін очікування (це час від останньої обробки культури до збирання врожаю, в основному від 20 до 30 днів). Дотримання термінів очікування, як і дозволених доз, запобігає накопиченню шкідливих залишків пестицидів у рослинницькій продукції та отруєння людини та свійських тварин.

8. Ґрунтуватися на організаційно-господарському методі: оптимізація структури посівних площ, ведення сівозміни, просторова ізоляція сільськогосподарських культур, використання стійких районованих сортів та їх періодичне оновлення, активізація та охорона ентомофагів та акарифагів в агроценозах, меліорація земель та ін.

1. Хімічний захист рослин / Под ред. Г.С. Груздєва.- 3-тє вид., перераб. та дод. - М: Агропромиздат, 1987. - 415 с.

2. Яблуков А.В. Отруйна пріпpава: Проблеми застосування отрутохімікатів та шляхи екологізації сільського господарства. - М.: Думка, 1990. - 125 с.

Запитання для самостійного контролю.

1.Пестициди, їх призначення та агрономічна ефективність застосування.

2. Хімічні класипестицидів, поділ на біологічну дію.

3. Токсичність та її вимір. Шляхи проникнення пестицидів до організму людини. Летальна та сублетальна дія пестицидів.

4. Негативно вплив пестицидів на диких тварин.

5. Негативна дія пестицидів на ґрунтові біоценози та водні екосистеми.

6. Патологічні процеси у людини на сублетальному рівні при отруєнні пестицидами.

7. Біоакумуляція та трансформація пестицидів.

8. Шляхи зниження екологічного пресу під час застосування пестицидів.

Величезну шкоду екології регіону завдають хімічні пестициди (інсектициди, фунгіциди, гербіциди) та неякісні мінеральні добриваяк у відкритому, так і у закритому ґрунті. Тим більше, що лише 1-2% від використаного препарату надає корисна дія. Решта його залишається на рослині, пригнічуючи його розвиток, скорочуючи період вегетації та плодоношення або потрапляючи на ґрунт, вбиває, корисну мікрофлору, зупиняючи природний процес гниття та ферментації рослинних залишків.

Іншим негативним ефектом дії пестицидів є знищення комах запилювачів. Близько 80% всіх квіткових рослин запилюються комахами: бджолами джмелями та іншими корисними комахами, які становлять лише близько 20 % усіх видів комах.

Особливо велика шкодазавдають отрутохімікати при їх використанні в тепличному господарстві, де обробки пестицидами проводять не 1-2 рази і до появи зав'язі на рослинах (як це вимагають інструкції), а до 30 разів за вегетаційний період. І що найсумніше - обробки проводять за кілька днів до збирання врожаю огірків, томатів, перець та зелених культур. При такій боротьбі зі шкідниками сам вирощений продукт стає шкідливим для здоров'я людини, оскільки весь наповнений сильними отрутами.

Багато пестицидів змінюють харчову цінність рослин – у моркві відсутня каротин (дані Ленфам підприємства), у яблуках – ферменти та вітаміни. Великий вміст нітратів в овочевих культурах знижує здатність до тривалого зберіганняі шкодить здоров'ю ґрунту. Відомо, що овочі, вирощені в закритому ґрунті із застосуванням пестицидів, зберігаються, навіть у холодильнику, набагато гірше, ніж ті, що вирощені на грядці без їх застосування.

Доведено, що пестициди здатні змінити навіть технічну структуру рослин, викликати ушкодження рослин та їх стерильність, морфози вегетативних генетичних органів. Пестициди можуть різко змінити агротехнічні якості оброблюваних культур.

У той же час пригнічені пестицидами форми шкідливих комаху будь-якому агроценозі становить трохи більше відсотка від загальної кількості видів. Тому при застосуванні пестицидів уражаються в основному не тільки об'єкти, але й безліч інших видів, які є стримуючим фактором і знищення яких наводить і спалах чисельності форм, що пригнічуються.

До цього слід додати, що практично всі види комах виробляють резистентність (від латинського – протидія, стійкість) до використовуваних пестицидів, змусив розробляти та застосовувати все більш токсичні та дорогі препарати. Характерно, що резистентність виникає по всіх групах пестицидів незалежно від їх хімічного складу.

Ще більш згубними для біосфери є хлорсодержащіе вуглеводневі пестициди, що застосовують у всі зростаючій кількості, мають у своїй молекулі ртуть, інші важкі метали і хлористоводневу групу або фосфорорганічний залишок, що зближує їх з бойовими фосфорорганічними отруйними речовинами типу табуна. Вони добре розчиняються, особливо в ліпідах, стійки у зовнішньому середовищі, накопичуються і в концентраціях, що зростають, мігрують по харчових ланцюгах від найпростіших до людини. Завдяки гарній розчинності у жирах вони легко проникають через клітинні мембранита долають захисні гематоенцефалічний, гематотестикулярний та плацентарний бар'єри, ушкоджуючи головний мозок, систему відтворення потомства та порушуючи нормальний розвитокплоду. Останнє особливо характерне для фосфоровмісних пестицидів, що різко збільшують число внутрішньоутробної загибелі зародків і вроджених каліцтв.

Крім того, проникаючи в організм у малих дозах та повторно, пестициди викликають хронічну інтоксикацію, практично дуже важко діагностується, а зазнаючи часткової біодеградації під впливом рідин організму або детоксикуючих систем, утворюють нові речовини. Їхня структура і тим більше найближчі чи віддалені наслідки впливу на клітини, тканини, органи та інші системи організму невідомі, подібні дослідження ніде не проводяться, хіба що при розробці нових БЗВ вузькоспрямованої чи специфічної дії. Лише в лабораторіях окремих країн, у тому числі й України, ведуться епізодичні експерименти, під час яких вивчається вплив на окремі життєво важливі органи та систему імунітету малих та надмалих доз пестицидів.

Сучасні пестициди, незважаючи на широку рекламу їхньої нешкідливості та ефективності, є одним із найнебезпечніших породжень цивілізації, вони за ступенем небезпеки займають, на наш погляд, проміжне положення між бойовими отруйними та наркотично-психотропними речовинами. Свідоцтво: по-перше, повсюдне наростання числа хворих на злоякісні пухлини; по-друге, алергози; по-третє, інші форми порушення імунітету, зокрема імунодефіцити типу СНІД; по-четверте, енцефалопатія, від якої всього півкроку до психастенії та інших порушень психіки; по-п'яте, вроджена патологія.

Легко розчиняючись у дощовій воді, пестициди проникають у ґрунт, викликаючи деградацію угруповань мешкають у ній різних мікроскопічних істот. Під їх впливом гинуть амеби, бактерії, інфузорії, хробаки, дрібні кліщі, личинки комах та інші ґрунтові тварини, роль яких полягає у прискоренні гниття рослинних та тваринних залишків, їх переробки та утилізації, завдяки чому відновлюється природна родючість ґрунту. Якщо ці спільноти живуть і функціонують нормально – ґрунтовідновлювальні процеси також протікають століттями налагодженим шляхом і тим швидше та повноцінніше, чим більше накопичується в землі органічних залишків.

Серед мешканців ґрунту у 1992 р. знайдено бактерії, що розкладають ДДТ, а вчені Інституту екології Литви виявили у кишечнику ґрунтових кліщів орибатид мікрококи та бактероїди, що викликають деградацію хлорофосу та фазолану. Звичайно, це факти втішні, що означають, що природа шукає свої шляхи нейтралізації відходів цивілізації. Але що буде, якщо ці мікроорганізми поширяться за межі сміттєзвалищ? Адже це рано чи пізно обов'язково станеться! Ці дані означають, що отрутохімікати активно впливають і на процеси еволюції мікросвіту. Щоб зберегти унікальні ґрунтові спільноти потрібно, як мінімум, вносити на поля пестициди, якщо без них неможливо обійтися, у суворо обмежених науково вивірених та обґрунтованих кількостях, періодично даючи землі від них відпочити та очиститись. Слід також ширше використовувати органічні добриваі заорювати в землю рослинні залишки, переходити до безпестицидних технологій.