Применение пестицидов

1.

Введение

.

2. Влияние на окружающую среду.

3. Принимаемые меры.

4. Масштабы применения пестицидов.

5. Современные требования к пестицидам.

6. Токсичность пестицидов.

7.Экономическая эффективность применения пестицидов.

8.Классификация.

8.1 Инсектициды.

8.2 Акарициды.

8.3 Зооциды.

8.4 Гербициды.

8.5 Фунгициды.

8.6 Ретарданты.

8.7 Дефолианты.

8.8 Десиканты.

9. Биологические средства защиты растений.

10. Формы применения.

11.

Заключение

.

1.

Введение

Пестициды — собирательный термин, охватывающий химические соединения различных классов, применяемые для борьбы с вредными организмами в сельском хозяйстве, здравоохранении, промышленности, нефтедобыче и многих других случаях. Пестициды начали использовать еще в войсках Александра Македонского для борьбы с паразитами человека (порошок долматской ромашки). В здравоохранении пестициды применяют для борьбы с членистоногими — переносчиками таких опасных заболеваний, как малярия, чума, туляремия, энцефалит, сонная и слоновая болезнь, многие кишечные заболевания. В здравоохранении и ветеринарии, кроме того, пестициды используют в качестве дезинфицирующих средств, в промышленности — для предохранения неметаллических материалов (полимеров, древесины, текстильных изделий), борьбы с обрастанием морских судов, особенно в южных морях, для борьбы с сероводородобразуюшими бактериями, для предохранения труб от коррозии.

В наибольших масштабах пестициды используют в сельском хозяйстве для борьбы с членистоногими (инсектициды и акарициды), нематодами (нематоциды), грибными (фунгициды) и бактериальными (бактерициды) заболеваниями растений и животных, а также для борьбы с сорняками (гербициды). К пестицидам относят также регуляторы роста растений (ретарданты), используемые для борьбы с полеганием различных культур, для дефолиации (удаления листьев) и десикации (подсушивания растений на корню), чтобы облегчить уборку урожая, а также для предохранения от заморозков и засухи.

Бытует мнение, что применение пестицидов представляет большую опасность для человека и животных. Это связано с применявшимися ранее очень ядовитыми соединениями мышьяка. Современные пестициды за редким исключением обладают низкой токсичностью, приближающейся к токсичности поваренной соли, и во много раз менее ядовиты, чем кофеин. Отметим также, что современные пестициды в течение одного вегетационного периода полностью разрушаются в окружающей среде.

2. Влияние на окружающую среду Пестициды являются единственным загрязнителем, который сознательно вносится человеком в 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. Пестициды поражают различные компоненты природных экосистем: уменьшают биологическую продуктивность фитоценозов, видовое разнообразие животного мира, снижают численность полезных насекомых и птиц, а в конечном итоге представляют опасность и для самого человека.

Длительное хранение пестицидов на неприспособленных складах и в разрушенной таре приводит к сильному загрязнению окружающей среды: почвы, водных питьевых источников (даже артезианских вод), в целом агроландшафтов. Оно ведет к появлению устойчивых к ним видов организмов, особенно среди насекомых; губит хищников (естественных врагов вредителей) и других полезных животных. Последнее вызывает резкое увеличение устойчивости к пестицидам возбудителей опасных болезней растений. Например, сейчас уже 110 видов наиболее опасных фитопатогенных грибов стали высокоустойчивыми к 50 наиболее распространенным фунгицидам. А ведь грибные болезни вызывают 80% потерь урожая сельскохозяйственных культур.

Особую опасность представляют хранящиеся стойкие органические загрязнители: хлорорганические соединения, ртутьорганические протравители, а также обладающие высокой токсичностью фосфорорганические и медьсодержащие пестициды, нитросоединения.

Пестициды распространяются на большие пространства, весьма удаленные от мест их применения. Многие из них могут сохраняться в почвах достаточно долго (период полураспада ДДТ в воде оценивается в 10 лет, а для диэлдрина он превышает 20 лет). При использовании даже наименее летучих компонентов более 50% активных веществ в момент воздействия переходят прямо в атмосферу, а для таких пестицидов, как ДДТ и диэлдрин, характерна дистилляция с парами воды на земной поверхности. Эта часть пестицидов, не достигших растений, подхватывается ветром и осаждается в районах суши или океана, весьма удаленных от зон применения вещества. Они в конечном итоге попадают в различные экосистемы, включая океан, пресноводные водоемы, наземные биомы и др., в значительных количествах накапливаются в почвах и увеличивают свои концентрации при движении по трофическим цепям.

Загрязняя окружающую среду, пестициды угрожают и человеку. Пестициды, содержащие хлор (ДДТ, гексахлоран, диоксин, дибензфуран и др.), отличаются не только высокой токсичностью, но и чрезвычайной биологической активностью. Даже в ничтожных концентрациях пестициды подавляют иммунную систему организма, повышая таким образом его чувствительность к инфекционным заболеваниям. В более высоких концентрациях эти примеси оказывают мутагенное и канцерогенное действие на организм человека. При систематическом или периодическом поступлении организм сравнительно небольших количеств токсичных веществ происходит хроническое отравление. При хроническом отравлении одни и те же вещества у разных людей могут вызывать различные поражения почек, кроветворных органов, нервной системы, аллергию.

3. Принимаемые меры Оборот пестицидов и агрохимикатов не лицензируется. Из-за несовершенства контроля за ввозом пестицидов часто ввозятся действующие вещества пестицидов, не имеющие государственной регистрации. Очень мало завершенных фундаментальных исследований влияния разных групп пестицидов на состояние окружающей среды. Пока в промышленных целях не применяются технологии уничтожения пестицидов. Возрастает число случаев профессиональных отравлений пестицидами работников села, а также уровень профессиональных отравлений пестицидами работников села, а также уровень профессиональной заболеваемости в сельском хозяйстве.

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. Поэтому в некоторых странах (США, Франция, Германия) начинают уменьшать дозы применения пестицидов или полностью от них отказываться. В последние годы в СГА разработаны гербициды, не представляющие явной опасности для живых организмов или быстро разрушающиеся в окружающей среде. Широкое применение биологических методов защиты растений позволит уменьшить степень загрязнения среды пестицидами.

Пестициды действительно опасны для биосферы, однако, и это следует подчеркнуть специально, хотя они и относятся к веществам, наиболее загрязняющим окружающую человека природную среду, их «лидирующее» положение является временным. Разработка более «короткоживущих» препаратов, полностью распадающихся в течение сезона и даже в более короткие сроки, а также веществ, менее токсичных для человека и теплокровных животных, и, наконец, все более и более широкое использование биологических средств защиты растений с неизбежностью «отодвинут» пестициды на более низкий уровень в ранжированном по степени опасности ряду загрязнителей.

4. Масштабы применения пестицидов О масштабах применения пестицидов можно судить по табл. 1 и рис. 1, на котором показано изменение стоимости потребления пестицидов в мире с 1945 года в ценах 1992 года и дан прогноз на 1997 год. Как видно из приведенных на рис. 1 данных, мировая стоимость потребления пестицидов с 1945 по 1992 год возросла более чем в сто раз, что объясняется усложнением молекул применяемых препаратов, увеличением стоимости их производства и масштабов применения.

Таблица 1

Потребление пестицидов в странах мира в 1991 году

пестицид химический соединение токсичность Динамика применения пестицидов в мире (в млрд. долл. США)

5. Современные требования к пестицидам В связи с широким применением пестицидов возник вопрос о возможной опасности их для человека и окружающей среды. Опасность применения пестицидов может быть связана с наличием остатков в пищевых продуктах, с загрязнением водоемов, почвы и других объектов. По этому вопросу было много эмоциональных выступлений в печати, которые характеризуют не столько опасность, сколько некомпетентность их авторов. Для уменьшения возможной опасности разработаны следующие требования к современным пестицидам:

низкая острая токсичность для человека, полезных животных и других объектов окружающей среды;

отсутствие отрицательных эффектов при длительном воздействии малых доз, в том числе мутагенного, канцерогенного и тератогенного действия (тератогенный — повреждающий зародыш);

низкая персистентность (низкая устойчивость в окружающей среде со временем разложения не более одного вегетационного периода).

Кроме того, рекомендуемые препараты должны обладать следующими свойствами:

высокая эффективность в борьбе с вредными организмами;

экономическая целесообразность использования;

доступность сырья и производства.

Мониторинг, проводимый в США на содержание пестицидов в пищевых продуктах, показывает, что 80−90% их не содержит пестицидов совсем, 10% содержит допустимые нормы и только 0,7% — выше нормы. Интересно отметить, что в странах наиболее интенсивного применения пестицидов самая высокая продолжительность жизни людей, что не является признаком положительного действия применения пестицидов на продолжительность жизни, а характеризует лишь отсутствие их достаточно заметного отрицательного влияния при правильном применении. Во всем мире ведется интенсивная работа по совершенствованию ассортимента применяемых пестицидов и уменьшения их вредного воздействия на окружающую среду. В настоящее время на эти работы фирмами — производителями пестицидов, а также из федеральных бюджетов экономически развитых стран, таких, как США, Англия, Франция, Япония, Германия, Швейцария, расходуется более 2 млрд долл. в год.

6. Токсичность пестицидов Говоря о токсичности пестицидов, надо сказать, что большинство современных препаратов заметно более безопасны, чем многие лекарственные средства. Например: ЛД50 поваренной соли — 3750 мг/кг, кофеина — 200 мг/кг, аспирина — 1750 мг/кг, а современных гербицидов — производных сульфонилмочевины — 5000 мг/кг (ЛД50 — доза препарата, при которой погибают 50% экспериментальных животных). По статистике отравлений в США наибольшее число смертельных случаев отмечено при отравлении алкоголем и менее 2% — от пестицидов и минеральных удобрений.

7. Экономическая эффективность применения пестицидов Широкое применение пестицидов связано с их высокой экономической эффективностью, которая может быть охарактеризована следующим примером: прополка одним человеком 1 га сахарной свеклы требует не менее 20 рабочих дней, тогда как использование современных гербицидов позволяет решить эту проблему за 30—40 мин. Кроме того, применение некоторых гербицидов позволяет перейти к беспахотному земледелию, что резко сокращает расход горючего и труда. Эффективность комплексной химизации зерновых культур может быть показана на примере ФРГ. С 1955 по 1988 год урожай пшеницы в стране вырос с 25 до 64 ц/га, из которых 10 ц приходится на улучшение семеноводства и обработки почвы, 7 ц — на применение минеральных удобрений, 7 ц — на применение ретардантов и остальное — на инсектициды, фунгициды и гербициды.

Как видно из табл. 1 и 2, наибольшая урожайность зерновых культур в странах с интенсивным применением пестицидов.

8. Классификация пестицидов Пестициды делят на группы в зависимости от того, какие организмы они поражают:

— Гербициды — для уничтожения сорной растительности;

— Альгициды — против водорослей;

— Дефолианты — для удаления листьев;

— Дефлоранты — для удаления цветков;

— Фунгициды — против паразитических грибов;

— Бактерициды — против бактерий;

— Инсектициды — против вредных насекомых;

— Акарициды — против клещей;

— Родентициды — для борьбы с грызунами;

— Авициды — против птиц.

8.1 Инсектициды.

Переходя к характеристике современных пестицидов, отметим, что в качестве инсектицидов для борьбы с членистоногими используют главным образом фосфорорганические соединения, синтетические пиретроиды и частично, в основном в Африке, Китае и Южной Азии, хлорорганические соединения, такие, как ДДТ и линдан (линдан — 98−100%-ный у-изомер гексахлорциклогексана, гексахлоран — техническая смесь изомеров гексахлорциклогексана, содержащая 12—13% у-изомера).

Таблица 2. Урожайность зерновых в 1993—1994

8.2 Акарициды

(от греч. akari — клещ и лат. caedo — убиваю), химические препараты из группы пестицидов для уничтожения клещей, вредных для сельскохозяйственных растений и животных.

8.3 Зооциды

(от зоо… и лат. caedo — убиваю), химические препараты из группы пестицидов. Используются главным образом для борьбы с грызунами (родентициды, включают ратициды для уничтожения крыс). Применение зооцидов требует большой осторожности.

8.4 Гербициды Ассортимент гербицидов весьма значителен и используется применительно к разным культурам. Препаратами, не потерявшими своего значения и сейчас, являются 2, 4-Д (2,4-дихлорок-сифеноксиуксусная кислота) и ее производные, 2-метил-4-хлор-феноксиуксусная кислота и ее производные, которые пока еще в широких масштабах используют для борьбы с сорняками в посевах зерновых культур, однако для полного уничтожения сорняков требуются и другие гербициды. Из препаратов для борьбы с сорняками в посевах злаков укажем на производные арилоксифеноксипропионовой кислоты, а для борьбы с сорняками в посевах сахарной свеклы успешно применяется препарат фюзилад-супер при нормах расхода 125 г/га В последнее время широко применяются производные сульфонилмочевины, из которых в практических условиях используют более десяти препаратов. Эту группу соединений применяют при нормах расхода 10—50 г/га. Такие низкие нормы расхода вызывают необходимость очень осторожного их использования, так как повышение норм расхода может вызвать отрицательные последствия

8.5 Фунгициды В качестве фунгицидов и протравителей семян в значительных количествах используются дитиокарбаматы (ТМТД, манеб, цинеб, поликарбацин, манкоцеб, соединения меди и новые системные фунгициды). Большим достижением последних десятилетий является открытие системного фунгицидного действия у бенлата и производных триазола и морфолина. (Системными фунгицидами называются вещества, способные передвигаться по сосудистой системе растений.) Наиболее распространенными препаратами триазолового ряда являются байтан, байлетон и пропиконазол. Применение системных фунгицидов позволяет эффективно бороться со многими грибковыми заболеваниями растений, в том числе с такими, как фузариум, который вырабатывает ядовитые микотоксины. Их токсичность сопоставима с токсичностью стрихнина и некоторых боевых отравляющих веществ. Кроме того, некоторые микотоксины обладают канцерогенным действием. Интересным препаратом является карбоксин, используемый в качестве протравителя семян в борьбе с пыльной головней; на пыльную головню другие препараты не действуют. Ассортимент фунгицидов весьма значителен.

8.6 Ретарданты Большое значение имеет борьба с полеганием особенно зерновых культур, при котором теряется до 20% урожая. Средства борьбы с полеганием — ретарданты в настоящее время также находят широкое применение в сельском хозяйстве. Наиболее широко используются хлорхолинхлорид и 2-хлорэтилфосфоновая кислота (этрел)

8.7 Дефолианты

(от де… и лат. folium — лист), химические препараты из группы пестицидов, вызывающие старение листьев — искусственный листопад, что ускоряет созревание и облегчает уборку урожая. Применяют для предуборочного опадения листьев — дефолиации, в основном у хлопчатника. Используют дефолианты, разрешенные для применения в сельском хозяйстве. Повышение установленных норм расхода дефолиантов недопустимо.

8.8 Десиканты

(от лат. desicco — высушиваю), химические препараты из группы пестицидов, вызывающие обезвоживание тканей растений, что ускоряет их созревание и облегчает уборку урожая. Применяются для подсушивания — десикации хлопчатника, риса, клещевины, картофеля и др. Превышение установленных норм расхода десикантов недопустимо.

9. Биологические средства зашиты растений Наряду с химическими средствами зашиты растений, интенсивно разрабатываются биологические методы. Различие между биологическими и химическими методами состоит в том, что в качестве химических средств используются вещества, а в качестве биологических — существа, способные к размножению. Эта формулировка принята на Генеральной Ассамблее ООН в 1969 году для характеристики отличий химического и биологического оружия. Возникает вопрос: возможно ли получение хороших урожаев без применения пестицидов? Однозначно ответить на этот вопрос нельзя. Все зависит от вида вредителя и культуры, которую требуется защитить. Так, например, для борьбы с паутинным клещиком на огурцах в закрытом грунте можно успешно применять хищного клеща фитосейулюса, но в открытом грунте опыты по применению фитосейулюса менее удачны.

Биологические средства защиты растений используют в настоящее время для борьбы с вредителями растений. В качестве таких средств применяются паразиты членистоногих и хищники. В настоящее время ведется интенсивная работа по поиску и созданию новых эффективных биологических средств и способов биологической защиты растений. Наилучшие результаты достигнуты в борьбе с членистоногими. Для защиты от болезней растений некоторое применение получили антибиотики, но в большинстве случаев они не имеют преимуществ перед химическими средствами. Для борьбы с сорными растениями эффективных средств пока не найдено, только в отдельных случаях имеются некоторые виды насекомых, избирательно уничтожающих отдельные сорняки. В большинстве случаев при отсутствии химических средств защиты растений стоимость сельскохозяйственной продукции пока возрастает в 2—3 раза, что связано с рядом трудностей, так как биологические объекты являются менее стандартизованными, чем химические. Такой известный препарат, как дендробациллин, содержащий споры Bacillus thurengiensis и обладающий широким спектром действия на членистоногих, является скорее химическим препаратом, поскольку действует в виде токсина — вещества.

К настоящему времени в США созданы сорта хлопчатника с геном, ответственным за образование токсина Bacillus thurengiensis, что можно отнести к чисто биологическому методу. Однако применение таких сортов хлопчатника из-за боязни отрицательных последствий для природы и человека пока не разрешено.

Перспективным методом защиты растений от членистоногих является использование половых феромонов для привлечения особей другого пола и уничтожения их на приманочных участках. Кроме того, феромоны можно использовать для дезориентации особей другого пола. Возможно также использование лучевой стерилизации самцов для уменьшения популяции вредителей. Однако феромоны являются химическими веществами, и их можно в равной степени отнести как к биологическому, так и к химическому методу борьбы. Положительными их свойствами являются отсутствие отрицательного действия на полезных насекомых, человека и животных, отсутствие загрязнения окружающей среды (феромоны применяются в основном в ловушках, которые убирают после применения). Кроме того, большинство феромонов практически нетоксичны для человека и животных. Недостатком феромонов является их узкая специфичность действия. Для некоторых видов насекомых применение феромонов дает наилучший эффект. Предполагают, что биологические средства борьбы с вредителями составят около 6% от всех применяемых пестицидов.

Наиболее перспективной является интегрированная защита растений с использованием всех возможных средств защиты растений, с учетом биологических особенностей вредителя и его врагов. Это позволяет в некоторых случаях удешевить защиту растений, однако в современном виде борьба с массовыми вредителями — саранчой, луговым мотыльком — может успешно осуществляться химическими средствами.

10. Формы применения Пестициды, подобно лекарственным средствам, применяют в виде различных форм, важнейшими из которых являются следующие.

Смачивающиеся порошки, которые при разведении водой дают устойчивую суспензию. Они содержат действующее вещество, наполнитель, детергент и иногда некоторые вспомогательные вещества в зависимости от активности препарата. Содержание действующего вещества может колебаться от I до 90%.

Концентраты эмульсий, которые с водой образуют устойчивую эмульсию. Концентрат эмульсии содержит действующее вещество, растворитель, детергент и вспомогательное вещество. Содержание действующего вещества в зависимости от активности соединений может колебаться от 1 до 90%.

Дусты для опыливания. Они содержат наполнитель, действующее вещество и вспомогательные вещества, содержание действующего вещества в дустах может колебаться от 1 до 20%.

Гранулы с различной величиной частиц, содержащие действующее вещество, наполнитель, вспомогательные вещества. Величина гранул может колебаться в широких пределах в зависимости от назначения, содержание действующего вещества — от 1 до 10%.

Растворимые в воде препараты выпускаются как в твердом виде (порошок, таблетки), так и в виде водных растворов. В некоторых случаях такие препараты содержат растворимый в воде наполнитель, а также некоторые неорганические добавки типа силикагеля, легко суспендирующиеся в воде. Таблетки или гранулы содержат действующее вещество и нерастворимый в воде, но легко суспендирующийся в воде наполнитель.

Растворы в органических растворителях.

Для борьбы с грызунами используют в качестве наполнителей пищевые продукты.

Существуют и другие формы применения: аэрозоли, суспендирующиеся в воде грануляты.

11.

Заключение

В настоящее время пестициды являются основными средствами защиты растений, животных и различных материалов от повреждений разнообразными организмами. Например, в России в 1992 году пришлось вести борьбу с саранчой на площади около 2 млн. га, что потребовало закупки большого количества дециса за валюту, а также использования военных самолетов, так как саранча за один день способна уничтожить растительность на огромных площадях. В 1972 году в СССР на 2 млн. га вся растительность была уничтожена луговым мотыльком.

В 1995 году в Красноярском крае сибирским шелкопрядом было повреждено 600 тыс. га леса. Борьба с шелкопрядом велась с привлечением сил МЧС. В 1996 году в России из-за недостаточной борьбы с клопом-черепашкой 5 млн. т пшеницы потеряло хлебопекарные качества, и ее можно было использовать только на корм скоту, что нанесло убыток в два триллиона рублей. Зерно, зараженное фузариозом, из-за накопления ядовитых микотоксинов не может быть использовано даже на корм скоту. Можно вспомнить голод в Ирландии в 1848 году из-за неурожая картофеля, который погиб в результате размножения гриба фитофторы. В настоящее время, используя контактные и системные фунгициды, удается избежать массовых эпифитотий.

Учитывая большую работу, проводимую в области создания новых пестицидов и подбора ассортимента, можно надеяться, что будет уменьшаться вредное воздействие и увеличиваться избирательность действия пестицидов на различные живые организмы. Одним из серьезных недостатков современных препаратов, особенно инсектицидов, является приобретение нежелательными организмами резистентности (устойчивости) к применяемым препаратам, которая в настоящее время преодолевается использованием смесей пестицидов с различным механизмом действия. Например, использование смесей фунгицидов контактного и системного действия, инсектицидов — пиретроидов с фосфорорганическими инсектицидами. Приобретение резистентности вызывает необходимость систематического пополнения ассортимента препаратами с различным механизмом действия, что требует больших затрат средств и времени.

Список используемой литературы:

1. Соровский образовательный журнал 1997 г. статья Н. Н. Мельникова, Г. М. Мельниковой.

2. Штефан В. К. «Жизнь растений и удобрений» Москва 1981 г.

3. Воронский В. А. «Прикладная экология» Ростов-на-Дону 1996 г.