Система химической защиты растений от сорняков, болезней и вредителей в базе данных ресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур – тема научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству читайте бесплатно текст научно-исследовательской работы в электронной библиотеке КиберЛенинка

Система химической защиты растений от сорняков, болезней и вредителей в базе данных ресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур Текст научной статьи по специальности « Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Нитченко Л.Б., Плотников В.А.

На современном этапе сельскохозяйственного производства актуальным является вопрос о применении ресурсосберегающих технологий . При этом важнейшими задачами являются: повышение урожайности возделываемых сельскохозяйственных культур , снижение прямых затрат и себестоимости полученной продукции, сохранение почвенного плодородия. Наиболее важная роль в решении этих задач отводится необходимости выполнения всех технологических приёмов в направлении ресурсосбережения с учетом современных достижений науки и практики, на основе отечественного и мирового опыта. При современном уровне развития земледелия необходим всесторонний анализ сельскохозяйственной деятельности с использованием информационных технологий. Полученная при анализе информация накапливается в базе данных . Целью исследований являлось создание базы данных ресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур различной интенсивности для устойчивого производства растениеводческой продукции. Одним из технологических приёмов в ресурсосберегающих технологиях возделывания сельскохозяйственных культур является химическая защита растений от сорняков, болезней и вредителей . Были разработаны подходы к формированию химической защиты растений от сорняков, болезней и вредителей в базе данных ресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур . Для изучаемых культур определены условия эффективного применения защитных мероприятий и соответствующие им технологические приёмы. Для каждого технологического приёма были выбраны для расчёта и сравнения энергоёмкости при его проведении по 2-4 пестицида. При выборе пестицидов использовали следующие критерии: содержание действующего вещества в препарате, норма применения препарата на 1 га. Для оценки ресурсосбережения при применении пестицидов использовали показатель энергоёмкость (МДж/га). Энергоёмкость внесения пестицидов рассчитывали для технического средства и вносимого пестицида по общепринятым методикам. Разработанные подходы формирования данных позволят выбирать наименее энергоёмкие варианты внесения пестицидов и, тем самым, избежать чрезмерного внесения в почву химических средств защиты растений.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Нитченко Л.Б., Плотников В.А.

Текст научной работы на тему «Система химической защиты растений от сорняков, болезней и вредителей в базе данных ресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур»

5. Громовик А.И. Физико-химические свойства и динамика содержания гумуса в чернозёме выщелоченном при длительном применении удобрений // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. — 2010. — № 4 — С. 31.

6. Ступаков А.Г. Агрохимическое обоснование системы удобрения зерносвекловичного севооборота на чернозёме выщелоченном (в условиях западной части ЦЧЗ): автореф. дисс. . док. с.-х. наук: 06.01.04. -М.: Агроэкоинформ, 1998. — 36 с.

7. Гришина Л.А., Орлов Д.С. Система показателей гумусного состояния почв // Проблемы почвоведения. — М., 1978. — С. 42-47.

8. Долгополова Н.В., Пигорев И.Я. Роль плодородия в адаптивно-ландшафтном земледелии // Проблемы и перспективы инновационного развития агротехнологий: материалы Международной научно-практической конференции. — 2016. — С. 3-4.

List of sources used

1. Shevtsova L.K. Modern trends in the study of the organic matter of soils in long-term experiments // Problems of Agrochemistry and Ecology. — 2009. — No. 3. — P. 39-46.

2. Uvarov G.I. Ecological functions of soils. — St. Petersburg .: Publishing house «Lan», 2017. — 296 p.

3. Shcherbakov A.P., Vasenev I.I. Agroecological condition of Chernozems of the Central Chernozem Region. — Kursk, 1996. — 326 p.

4. Dynamics of humus stock of chernozem typical after plowing up the deposit for different fertilizer systems / B.S. Nosko, V.I. Babynin, Т.А. Yunakova et al. // Agrochemistry. — 2006. — No. 2. — P. 5-15.

5. Gromovik A.I. Physico-chemical properties and dynamics of humus content in chernozem leached during prolonged application of fertilizers // Reports of the Russian Academy of Agricultural Sciences. — 2010. — No. 4 — P. 31.

6. Stupakov A.G. Agrochemical substantiation of the system of fertilization of grain-creek crop rotation on chernozem leached (under conditions of the western part of the Central Chernozem Region): author’s abstract. diss. . doc. s.-. sciences: 06.01.04. — M.: Agroecoinform, 1998. — 36 p.

7. Grishina L.A., Orlov D.S. The system of indices of humus state of soils // Problems of Soil Science. — M., 1978. — P. 42-47.

8. Dolgopolova N.V. Pigorev I.Y. The Role of fertility in adaptive-landscape Agriculture // Problems and prospects of innovative development of agricultural technologies: Materials of International scientific-practical Conference. — 2016. — P. 3-4.

СИСТЕМА ХИМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ ОТ СОРНЯКОВ,

БОЛЕЗНЕЙ И ВРЕДИТЕЛЕЙ В БАЗЕ ДАННЫХ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Курский федеральный аграрный научный центр» — Всероссийский научно-исследовательский институт земледелия и защиты почв от эрозии, тел. 8-951-083-01-53.

старший научный сотрудник, Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Курский федеральный аграрный научный центр» — Всероссийский научно-исследовательский институт земледелия и защиты почв от эрозии, тел. 8-961-168-95-69.

Реферат. На современном этапе сельскохозяйственного производства актуальным является вопрос о применении ресурсосберегающих технологий. При этом важнейшими задачами являются: повышение урожайности возделываемых сельскохозяйственных культур, снижение прямых затрат и себестоимости полученной продукции, сохранение почвенного плодородия. Наиболее важная роль в решении этих задач отводится необходимости выполнения всех технологических приёмов в направлении ресурсосбережения с учетом современных достижений науки и практики, на основе отечественного и мирового опыта. При современном уровне развития земледелия необходим всесторонний анализ сельскохозяйственной деятельности с использованием информационных технологий. Полученная при анализе информация накапливается в базе данных. Целью исследований являлось создание базы данных ресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур различной интенсивности для устойчивого производства растениеводческой продукции. Одним из технологических приёмов в ресурсосберегающих

технологиях возделывания сельскохозяйственных культур является химическая защита растений от сорняков, болезней и вредителей. Были разработаны подходы к формированию химической защиты растений от сорняков, болезней и вредителей в базе данных ресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур. Для изучаемых культур определены условия эффективного применения защитных мероприятий и соответствующие им технологические приёмы. Для каждого технологического приёма были выбраны для расчёта и сравнения энергоёмкости при его проведении по 2-4 пестицида. При выборе пестицидов использовали следующие критерии: содержание действующего вещества в препарате, норма применения препарата на 1 га. Для оценки ресурсосбережения при применении пестицидов использовали показатель — энергоёмкость (МДж/га). Энергоёмкость внесения пестицидов рассчитывали для технического средства и вносимого пестицида по общепринятым методикам. Разработанные подходы формирования данных позволят выбирать наименее энергоёмкие варианты внесения пестицидов и, тем самым, избежать чрезмерного внесения в почву химических средств защиты растений.

Ключевые слова: сельскохозяйственные культуры, ресурсосберегающие технологии, база данных; интегрированная система защита растений от сорняков, болезней и вредителей; гербициды, фунгициды, инсектициды, энергоёмкость.

THE SYSTEM OF CHEMICAL CROP PROTECTION AGAINST WEEDS, PATHOGENS

AND INSECTSIN THE DATABASE OF RESOURCE SAVING TECHNOLOGIES OF CROP CULTIVATION

Candidate of Agricultural Sciences, Senior Researcher, Federal State Budgetary Scientific Institution «Kursk Federal Agrarian Research Center» — All -Russia Research Institute of Arable Farming and Soil Erosion Control, tel. 8-951-083-01-53.

Senior Researcher, Federal State Budgetary Scientific Institution «Kursk Federal Agrarian Research Center» — All-Russia Research Institute of Arable Farming and Soil Erosion Control, tel. 8-961-168-95-69.

Essay. At the present-day stage of agricultural production a topical issue is using resource saving technologies, while the most important tasks are the increase of crop yield, the decrease of direct expenditures and the cost price of the obtained product, maintaining soil fertility. The most important role in solving these tasks is allotted to the need of carrying out all the agronomical practices aimed at resource saving considering modern achievements of science and practice, on the basis of domestic and world experience. A current level of farming development requires a comprehensive analysis of agricultural activity using information technologies. The information obtained in the analysis is accumulated in the database. The aim of the study was to create a database of resource saving technologies of crop cultivation of different intensity for sustainable production of plant products. Chemical protection of crops against weeds, pathogens and insects is one of technological practices in resource saving technologies of crop growing. Approaches to the formation of chemical crop protection against weeds, pathogens and insects in the data base of the resource saving technologies of crop cultivation were developed. Conditions of efficient application of protective measures and relevant technological practices are determined for the crops under study. Two-four pesticides for every technological practice were selected to calculate and compare energy capacity for carrying out crop protective measures. The following criteria: the content of active substance in the preparation, an application rate per hectare were used to select pesticides. While applying pesticides an indicator of energy capacity (MJ/ha) was used to estimate resource saving. The energy capacity of pesticide application was calculated for a vehicle and applied pesticide by generally accepted methods. The developed approaches of the data formation will allow to choose the least energy capacious variants of pesticide application and by this to avoid excessive application of chemical plant protective means.

Keywords: crops, resource saving technologies, data base, integrated system of crop protection againstweeds, pathogens and insects, herbicides, fungicides, insecticides, energy capacity.

Введение. В ресурсосберегающих технологиях, по мнению В.И. Кирюшина [1], надёжна только интегрированная система защиты зерновых культур от вредителей, болезней и сорняков, которая ориентирует развитие деятельности полезных видов на поиск путей максимального сохранения и активизации природных механизмов регуляции численности вредных организмов в агробиоцено-зах.

Ресурсосбережению при применении интегрированной системы защиты растений от сорняков, болезней и вредителей способствуют:

— фитосанитарные биологизированные севообороты, ориентированные на сложившуюся специализацию хозяйств и максимальную реализацию преимуществ новых технологий, максимально обеспечивающих условия для эффективного использования малозатратного комплекса мер по

очищению полей от сорняков, болезней и вредителей;

— новые наиболее приспособленные к современным технологиям сорта с повышенной пластичностью, устойчивостью к болезням и вредителям, с гарантированно высоким качеством зерна;

— научно-обоснованные системы обработки почвы;

— оптимальные сроки посева, нормы высева, глубина заделки семян;

— высокоэффективная экологически безопасная система химической защиты растений от сорняков, болезней и вредителей.

При ресурсосберегающих технологиях важным условием энергоресурсосбережения, сохранения и улучшения почвенных ресурсов является отказ от преобладания глубокой отвальной обработки и замена её минимальными обработками. Однако при применении ресурсосберегающих минимальных и нулевых обработок почвы изменяется видовой состав сорняков и возрастает засорённость посевов зерновых культур многолетними корнеотпрысковы-ми, однодольными злаковыми и просовидными сорняками, что требует применения гербицидов, а нередко и фунгицидов вследствие развития болезней [2, 3, 4, 5].

Существенные резервы ресурсосбережения связаны с научно обоснованным использованием препаратов непосредственно в конкретных хозяйственных условиях. В «Государственном каталоге пестицидов и агрохимикатов», рекомендованы нормы применения пестицидов, учитывающие разнообразие регионов по природно-экономическим условиям, с колебанием от минимальных норм применения до максимальных, нередко в 2 раза. Крайне важно правильно определить норму применения препарата в каждом конкретном случае, чтобы не снизить эффективность обработки. При выборе нормы применения препаратов, используемых путем опрыскивания вегетирующих растений, следует учитывать плотность популяции вредных организмов, фазу развития растений и вредных организмов, погодные условия. Опыт показывает, что правильный выбор оптимальных норм расхода препаратов позволяет конкретному сельхозтоваропроизводителю экономить 25-40 % расходуемых средств [6] .

Многое в ресурсосбережении зависит и от качества работы техники по защите растений. Существующие технологии, использующие старую технику, позволяют в минимальной степени реализовать возможности ресурсосбережения. Энергосберегающие технологии предполагают использование новой высокопроизводительной и относительно дорогой отечественной и зарубежной техники, это позволяет уменьшить затраты материально-технических ресурсов на единицу площади и на единицу произво-

димой продукции и снизить себестоимость продукции [6].

В ресурсосберегающих технологиях обработку посевов зерновых культур гербицидами против сорняков во время вегетации проводят только при превышении экономического порога вредоносности сорняков в фазы кущения-выхода в трубку культуры, в ранние фазы роста сорняков, что позволяет сократить материальные затраты на 20-30 % и снизить экологическую нагрузку на агробиоценоз [6].

Обязательным приёмом в ресурсосберегающих технологиях возделывания зерновых культур является ежегодное протравливание семян высокоэффективными фунгицидами в борьбе с вредными патогенами, отличающимися устойчивой вредоносностью. Это связано с тем, что при ресурсосберегающих мелких, поверхностных и нулевых обработках почвы растительные остатки, оставаясь преимущественно на поверхности почвы или в верхних её слоях, служат местом резервации многих возбудителей болезней сельскохозяйственных культур, которые при посеве не протравленными семенами поражают прорастающие семена и всходы растений на самом раннем этапе их развития, снижая полевую всхожесть семян. Посев протравленными семенами, потенциально уменьшает необходимость фунгицид-ных обработок посевов в период вегетации зерновых культур [7, 8].

По обобщённым сотрудниками лаборатории систем земледелия материалам научных публикаций [9], система химической защиты растений от сорняков, болезней и вредителей в ресурсосберегающих технологиях включает:

— своевременный мониторинг фитосанитарной обстановки на каждом поле и непосредственно в посевах;

— использование перспективных экологически безопасных пестицидов;

— расширение ассортимента взаимозаменяемых препаратов;

— применение эффективных 2-х, 3-х компонентных препаратов нового поколения, нанопрепаратов;

— более тщательное выполнение условий установленных регламентов;

— выбор эффективных способов и технологий применения пестицидов на основе детального анализа агробиоценозов;

— выборочную обработку полей и локальное внесение средств защиты растений;

— использование монодисперсного малообъёмного опрыскивания;

— использование современных высокотехнологичных опрыскивателей;

— снижение численности вредных объектов до уровня экономического порога вредоносности (т.е. сдерживание их численности на безопасном уровне);

— применение гербицидов нового поколения со сниженной нормой действующего вещества на 1 га, с быстрым гербицидным эффектом, с уменьшенным эффектом последействия, с меньшими сроками их дезактивации, при превышении экономических по-

рогов вредоносности, в рекомендуемые фазы развития растений и сорняков;

— применение фунгицидов в зависимости от степени устойчивости сорта и экономических порогов вредоносности;

— использование биологических препаратов защиты растений;

— применение баковых смесей пестицидов; совместное использование пестицидов, регуляторов роста, индукторов иммунитета, микроудобрений;

— экономическую целесообразность применения пестицидов.

Материал и методика исследования. Объектом исследования являлись наименее энергоёмкие варианты применения пестицидов. Рекомендуемые пестициды, содержание действующего вещества и нормы применения препаратов на 1 га выбрали из «Государственного каталога пестицидов и агрохимикатов» [10]. Энергоёмкость внесения пестицидов (МДж/га) рассчитывали для технического средства и вносимого пестицида по общепринятым методикам [11, 12, 13]. При разработке базы данных использовали следующие методы исследования — системный подход, логический и математический анализ накопленного материала научных публикаций, метод экспертных оценок, теорию систем управления базами данных, методологию проектирования информационных систем.

Результаты исследования. Наибольшую популярность в настоящее время приобрела реляционная модель данных и практически все современные СУБД ориентированы именно на такое представление данных. Эти модели характеризуются простотой структуры данных, удобным для пользователя табличным представлением и возможностью использования формального аппарата алгебры отношений и реляционного исчисления для обработки данных.

База данных разрабатывается для ресурсосберегающих технологий возделывания зерновых культур (озимой пшеницы, озимой ржи, яровой пшеницы, ячменя, овса), проса, гречихи, гороха, кукурузы на зерно, сахарной свёклы, подсолнечника, рапса, сои.

Подходы к формированию системы химической защиты растений от сорняков, болезней и вредителей в базе данных ресурсосберегающих технологий на примере зерновых культур показаны в таблице 1.

— агротехнологические условия, сложившиеся в агроландшафте;

— рекомендуемый технологический приём;

— технические средства: с.-х. машины (тракторы, автомобили и пр.) и с.-х. агрегаты и орудия;

— особенности применения технологических приёмов в агротехнологиях базового и интенсивного типов.

Основными условиями для применения химической защиты растений от сорняков, болезней и вредителей на зерновых культурах являются:

— заражённость семенного материала фитопатоге-нами (комплекс болезней);

— поражённость посевов грибковыми болезнями;

— поражённость посевов листостебельными болезнями и болезнями колоса;

— повреждённость вредителями всходов растений;

— повреждённость вредителями вегетативных и генеративных органов растений;

— засорённость посевов многолетними и однолетними, однодольными и двудольными сорняками в различных комбинациях.

В зависимости от агротехнических условий, сложившихся в агроландшафте, выбирается соответствующий технологический приём:

— протравливание семян фунгицидами перед посевом или заблаговременно (обязательный приём в ресурсосберегающих технологиях);

— опрыскивание посевов фунгицидами в период вегетации от грибковых (фазы кущение-выход в трубку), листостебельных инфекций (фазы выход в трубку-начало цветения) и болезней колоса (фазы цветение-созревание) при первых признаках проявления заболевания (при превышении ЭПВ);

— опрыскивание посевов инсектицидами в фазу всходов (при превышении ЭПВ);

— опрыскивание посевов инсектицидами в период вегетации при повреждённости вредителями вегетативных и генеративных органов растений (при превышении ЭПВ);

— внесение гербицида сплошного действия (осенью — пары, послеуборочный период; весной — до посева). Опрыскивание в период активного роста сорняков (при превышении ЭПВ);

— опрыскивание посевов гербицидами (фазы кущение культуры — выход в трубку), (озимые — рано весной), в ранние фазы роста сорняков (при превышении ЭПВ).

Для каждого технологического приёма для расчёта и сравнения энергоёмкости при его проведении из «Государственного каталога пестицидов и агрохимикатов» выбрали по 2-4 пестицида. Для выбора пестицидов использовали следующие критерии:

— содержание действующего вещества в препарате;

— норма применения препарата на 1 га.

Для каждого технологического приёма для расчёта и сравнения энергоёмкости использовали по 2-4 агрегата (отечественных и импортных).

Из данных таблицы 1 видно, как изменяется энергоёмкость технологических приёмов от применения различных видов техники и пестицидов. Так, например, в технологиях возделывания зерновых культур против зараженности семенного материала комплексом болезней при протравливании фунгицидом Скар-лет (д.в. — имазалил+ тебуконазол), МЭ 16 % (100 + 60 г/л), (норма применения — 0,3-0,4 л/т) на ПС-10АМ энергоемкость составляет 8,1-9,0 МДж/га, на Land kraft BZK-15 — 7,5-8,4 МДж/га. При протравливании семян фунгицидом Витацит (д.в. — тиабендазол+ флутриафол), КС 5 % (25 + 25 г/л), (норма применения — 1,5-2 л/т), соответственно, 7,1-7,8 МДж/га и 6,57,2 МДж/га.

Таблица 1 — Система химической защиты зерновых культур от сорняков, болезней и вредителей (фрагмент)

KvwTbrvpa Агр отехнол огические условия, сложившиеся в атроландшафте Рекомендуемый технологический приём Технические средства Энергоёмкость, МДж/га Особенности применения в атротехнологиях

с.-х. машины (тракторы, автомобили и пр.) с.-х. агрегаты и орудия базового типа интенсивного типа

Зерновые культуры (пшеница озимая, пшеница яровая, рожь озимая, ячмень, овёс) Заражённость семенного материала. Комплекс болезней: пыльная головня, твердая головая, фузариознаяи гельминт о спорно зная корневые гнили, снежная плесень, плесневенне семян, в том числе альтернариозная семенная инфекция., мучнистая роса Пр отр авливание семян. Ра сход р а о очей жидкости -10 л/т. — Скарлет<д.в. - ныазалнл-Ь тебуконазол), МЭ 16% <100 + 60 г/л), 03-0,4 л/т - Витацит (д-Е. — тиабендазол+ флутриафол), КС 5 % <25 + 25 г/л), 1,5-2 л/т - ПС-10АМ Land kraft BZK- 15 ПС-10 AM Land kraft BZK- 15 S, 1-9,0 7,5-8,4 7,1-7,8 6,5-7,2 Обязательный приём. Передпоее-Еом или заблаговременно Обязательный приём. Передпосе-вомили заблаговременно

Повр ежд ённо сть вр едит елями всходов: тли, хлебная жужелица, хлебные блошки, .злаковыемухи (при превышении ЭПВ) Опрыскивание. Расход р аб очей жидко ста 200-300 л/га. -Агент (Д.В.- ацетамипрвд), ВДГ 20%(200г.’кг),0,15-0,17кг.та -Конфидор Экстра (д.в. -имвдаклоприд). ВДГ 70 % (700 гкг), 0,07-0,1 кг та Агромаш 85ТК ОС-ЗОООМБарс John Deere R4030 Беларус1221 Агромаш Е5ТК ОС-ЗОООМБарс John Deere Е.4030 Беларус1221 ОП-ЗООО Булгар Amazone UG 3000 ОП-ЗООО Булгар Amazone (TG 3000 51,4-52,6 70,4-71,6 73,4-74,6 69,4-70,6 57,3-63,8 76,3-82,8 79,3-85,8 754-81,8 Впериод вспышек массового размножения Ер еди-телейна более продуктивных посевах По результатам фит о-санитарной диагностики в фазу всходов

Засорённость посевов однолетними двудольными, в т.ч. устойчивыми к 2,4-Д и 2М-4Х и некоторыми многолетними двудольными сорняками (при превышении ЭПВ) Опрыскивание посевов. Рас-мод рабочей жидко сти-20 0 -ЗООлга — Ланцелот*450 (д:в.- амино-пир а лцд + флор а сул ам). ВДГ 45 % (300+150гкг). 0.030,033 кг га -Днканба (д.в.-дикамба (деш етпл а мшш а я соль), ВР48 % (480 г/л), 0,15-0,31« Агромаш S5HC ОС-ЗОООМБарс John Deere R.4030 Беларус1221 Агромаш 85ИС ОС-ЗОООМБарс John Deere Е.4030 Беларус1221 ОП-ЗОООБулгар AmazoneUG 3000 ОП-ЗОООБулгар Amazone UG 3000 46,9-47,4 65,9-66,4 68,9-69,4 64,9-65,4 61,0-80,0 80,0-99,0 83,0-102,0 79,0-98,0 Однократное применение гер- ОИЦИДОВЕ фазу кущение культуры- выход втрубку По результатам фито-санитарной диагностики посевов (13-х кратное применение гербицидов) Б фазу кущение культуры- ВЫХОДЕ трубку

При поврежденности вредителями всходов зерновых культур при опрыскивании инсектицидом Агент (д.в. — ацетамиприд), ВДГ 20 % (200 г/кг), (норма применения — 0,15-0,17 кг/га) трактором Агромаш 85 ТК с опрыскивателем 0П-3000 Булгар энергоёмкость составляет 51,4-52,6 МДж/га, отечественным самоходным опрыскивателем ОС-3000 М Барс -70,4-71,6 МДж/га, импортным самоходным опрыскивателем John DeereR4030 -73,474,6 МДж/га, трактором Беларус 1221 с импортным опрыскивателем Amazone UG 3000 -69,4-70,6 МДж/га. При опрыскивании инсектицидом Кон-фидор Экстра (д.в. — имидаклоприд), ВДГ 70 % (700 г/кг), (норма применения — 0,07-0,1 кг/га) энергоёмкость, соответственно, составляет -57,363,8 МДж/га, 76,3-82,8 МДж/га, 79,3-85,8 МДж/га, 75,3-81,8 МДж/га.

При опрыскивании посевов против однолетних двудольных, в т.ч. устойчивых к 2,4-Д и 2М-4Х и некоторых многолетних двудольных сорняков гербицидом Дикамба (д.в. — дикамба (диметила-минная соль), ВР 48 % (480 г/л), (норма применения — 0,15-0,3 л/га) трактором Агромаш 85ТК с опрыскивателем ОП-3000 Булгар энергоёмкость составляет 61,0-80,0 МДж/га, отечественным самоходным опрыскивателем ОС-3000 М Барс -80,0-99,0 МДж/га, импортным самоходным опрыскивателем John Deere R4030 -83,0-102,0 МДж/га, трактором Беларус 1221 с импортным опрыскивателем Amazone UG 3000 -79,0-98,0 МДж/га. При

опрыскивании гербицидом Ланцелот 450 (д.в. -аминопиралид + флорасулам), ВДГ 45 % (300+150 г/кг д.в.) (норма применения — 0,03-0,033 кг/га) энергоёмкость, соответственно, составляет — 46,947,4 МДж/га, 65,9-66,4 МДж/га, 68,9-69,4 МДж/га, 64,9-65,4 МДж/га.

Наиболее ресурсосберегающими из этих вариантов приёмами являются протравливание семян фунгицидом Витацит (д.в. — тиабендазол+ флут-риафол), КС 5 % на Land kraft BZK-15; опрыскивание инсектицидом Агент, ВДГ 20 % трактором Агромаш 85ТК с опрыскивателем 0П-3000 Булгар; опрыскивание гербицидом Ланцелот 450, ВДГ 45 % трактором Агромаш 85ТК с опрыскивателем 0П-3000 Булгар, за счёт меньшей энергоёмкости технических средств и применения 1-2-х компонентных препаратов нового поколения с меньшими нормами расхода на 1 га или меньшим содержанием действующего вещества.

Вывод. Предложенные подходы формирования системы химической защиты растений от сорняков, болезней и вредителей в базе данных позволят выбирать наиболее энергосберегающие приёмы для ресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур и тем самым избежать чрезмерного внесения в почву химических средств защиты растений, снизить риск негативного влияния на агроэко-системы.

Список использованных источников

1. Кирюшин В.И. Агрономическое почвоведение. — М.: КолосС, 2010. — 688 с.

2. Кирюшин В.И. Проблемы минимизации обработки почвы: перспективы развития и задачи исследований // Земледелие. — 2013. — № 7. — С. 3-6.

3. Пыхтин И.Г. Обработка почвы: действительность и мифы. — Курск, 2015. — 158 с.

4. Власенко А.Н., Власенко Н.Г. Влияние технологии No-till на содержание питательных элементов в черноземе выщелоченном лесостепи Западной Сибири // Земледелие. — 2017. — № 3. — С.17-19.

5. Спиридонов Ю.Я., Соколов М.С., Босак Г.С. Оптимизированная технология производства озимой пшеницы в Центральном Нечерноземье РФ // Достижения науки и техники АПК. — 2017. — № 6. — С. 2730.

6. Захаренко В.А. Перспективы применения химических средств защиты растений в сельском хозяйстве (по материалам VII Международной конференции «Пестициды-16») // Агрохимия. — 2017. — № 4. — С. 10-15.

7. Орлова Л.В. Сберегающее земледелие — стратегия аграрной технологической политики // День Российского поля (1-4 июля 2007года Ростовская область поселок Рассвет): материалы научно-практической конференции. — М., 2007. — С. 31-33.

8. Петрова Л.Н. Ресурсосбережение в земледелии // Земледелие. — 2008. — № 4. — С. 7-9.

9. Теоретические основы эффективного применения современных ресурсосберегающих технологий возделывания зерновых культур / А.В. Гостев, И.Г. Пыхтин, Л.Б. Нитченко и др. — Курск: ФГБНУ ВНИИЗиЗПЭ, 2016. — 87 с.

10. Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешённых к применению на территории Российской Федерации. Ч. 1. Пестициды. — М., 2017. — 941 с.

11. Методика ресурсно-экологической оценки эффективности земледелия на биоэнергетической основе / В.М. Володин, Р.Ф. Ерёмина, А.Е. Федорченко, А.А. Ермакова. — Курск, 1999. — 48 с.

12. Методология и методика энергетической оценки агротехнологий в агроландшафтах. — М., 2007.

13. Ecosystems’ monitoring with purpose for phage detection of pathogen Microorganisms as Part of Agricultural Foresight / E.N. Kovaleva, D.A. Vasilyev, S.A. Plygun, A.G. Gurin, M.A. Shariati, V.A. Semykin, I.Y. Pigorev, N.V. Besedin, N.V. Pimenov, A.I. Laishevtsev // Advances in Environmental Biology. — 2016. — T. 10.

List of used sources

1. Kiryushin V.I. Agronomical soil science. — M .: KolosS, 2010. — 688 p.

2. Kiryushin V.I. Problems of minimizing tillage: development prospects and research objectives // Farming.

3. Pykhtin I.G. Tillage: reality and myths. — Kursk, 2015. — 158 p.

4. Vlasenko A.N., Vlasenko N.G. The influence of No-till technology on the content of nutrients in the leached chernozem of the forest-steppe of Western Siberia // Agriculture. — 2017. — № 3. — P. 17-19.

5. Spiridonov Yu.Ya., Sokolov MS, Bosak G.S. Optimized production technology of winter wheat in the Central Non-Black Earth Region of the Russian Federation // Achievements of science and technology of the agro-industrial complex. — 2017. — № 6. — P. 27-30.

6. Zakharenko V.A. Prospects for the use of chemical plant protection products in agriculture (based on materials from the VII International Conference «Pesticides-16») // Agrochemistry. — 2017. — № 4. — P. 10-15.

7. Orlova L.V. Savings agriculture is the strategy of agrarian technological policy // Day of the Russian field (July 1-4, 2007, Rostov region Rassvet village): materials of the scientific-practical conference. — M., 2007. — p. 31-33.

8. Petrova L.N. Resource conservation in agriculture // Agriculture. — 2008.- № 4.- p. 7-9.

9. Theoretical foundations of the effective use of modern resource-saving technologies for the cultivation of grain crops / A.V. Gostev, I.G. Pykhtin, L B. Nitchenko et al. — Kursk: FGBNU VNIIZIZZE, 2016. — 87 p.

10. State catalog of pesticides and agrochemicals permitted for use on the territory of the Russian Federation. Part 1. Pesticides. — M., 2017. — 941 p.

11. Methods of resource and environmental assessment of the effectiveness of farming on a bioenergy basis / V.M. Volodin, R.F. Eremina, A.E. Fedorchenko, A.A. Ermakova. — Kursk, 1999. — 48 p.

12. Methodology and methodology of energy assessment of agricultural technologies in agricultural landscapes. — M., 2007. — 21 p.

Коварные помощники человечества: пестициды

01 февраля 2019

Коварные помощники человечества: пестициды

  • 7148
  • 4,4
  • 0
  • 8

Добавить в избранное print
Обзор

Современные пестициды отличаются большим разнообразием. Они незаменимы в сельском хозяйстве и других сферах.

Автор
Редакторы
  • Биология
  • Здравоохранение
  • Медицина
  • Экология

В современном мире человечество использует более тысячи разных средств для борьбы с вредителями — пестицидов. Первые такие вещества появились тысячелетия назад. Сначала люди применяли средства природного происхождения, а примерно в середине XIX века на помощь фермерам пришли химики. Благодаря пестицидам мы не испытываем проблем с продовольствием и можем приобрести в супермаркетах любые продукты. Однако эффекты пестицидов не так однозначны: эти вещества могут быть токсичными, канцерогенными и мутагенными. Поэтому важно уметь точно определять и тщательно контролировать содержание пестицидов в пище и окружающей среде. Эта статья открывает цикл публикаций о пестицидах. В ней мы расскажем об истории создания и применения средств для борьбы с вредителями, рассмотрим их основные типы и классификации, обсудим вред для человека и окружающей среды, а также поговорим о том, какие существуют альтернативы пестицидам.

Пестициды

Партнер спецпроекта — компания «МС-АНАЛИТИКА», авторизованный дистрибьютор хроматографических и масс-спектрометрических систем Thermo Scientific в России и СНГ.

Пестициды — это химические средства, которые используются человеком для борьбы с разнообразными вредителями. В этом спецпроекте мы расскажем об истории создания и применения пестицидов, выясним, какие пестициды сейчас применяют и можно ли найти им альтернативы, а также обсудим, как определяют и контролируют уровень этих веществ в продуктах питания и окружающей среде.

Примерно 12 тыс. лет назад в истории человечества начался процесс, который повлек за собой массу глобальных перемен: увеличилось население планеты, возникла цивилизация, появились первые государства, культура, экономика. Произошла неолитическая революция — переход от охоты и собирательства к земледелию и скотоводству [1], [2].

К тому времени люди уже придумали немало довольно сложных специализированных орудий, включая оружие для охоты на животных и приспособления для рыбной ловли. Но стало понятно, что добывать пищу можно не только охотой, рыбалкой и собирательством — ее можно выращивать прямо рядом с домом. Люди приступили к одомашниванию растений, позже дело дошло и до животных. Почему начался этот процесс и как именно протекал — доподлинно не известно, и эти вопросы до сих пор служат предметом дискуссий [1].

Неолитическая революция происходила независимо в разных центрах: в Новой Гвинее (10 тыс. лет назад); на Ближнем Востоке, в так называемом Плодородном полумесяце (9–10 тыс. лет назад); в Центральной Америке, на юге современной Мексики (4–9 тыс. лет назад); на севере современного Китая (6–8,5 тыс. лет назад); в Южной Америке, в Андах (6 тыс. лет назад); в Северной Америке, в среднем течении Миссисипи (1,8–4 тыс. лет назад) [1].

Переход от охоты и собирательства к земледелию и животноводству в целом не очень хорошо повлиял на здоровье людей. Пища стала мягче, и из-за этого участились заболевания пародонта и кариес. Менее разнообразный рацион привел к нехватке некоторых питательных веществ. Из-за скученности и тесного соседства с животными стали быстрее распространяться инфекции. Хотя земледелие и скотоводство — труд нелегкий, с их приходом физическая активность в целом начала постепенно снижаться [2], [3].

Но новый образ жизни принес и плюсы. Благодаря неолитической революции появились все те блага цивилизации, которыми мы пользуемся и сегодня: поселения постепенно укрупнялись, формировались первые государства, законы, письменность, культура, разделение труда и товарообмен. Из-за стремительного повышения фертильности быстро росла численность населения [2].

К естественному отбору присоединился отбор искусственный, называемый в сельском хозяйстве селекцией. Человек отдавал предпочтение самым урожайным растениям и тем, которые приносили самые вкусные и крупные плоды. В результате такого отбора некоторые сельскохозяйственные культуры изменились до неузнаваемости по сравнению со своими дикими предками. Например, ученым стоило немалого труда отыскать растение, от которого произошла кукуруза (рис. 1). Тысячелетия искусственного отбора вызвали изменения в пяти генах, превратившие жиденькие колоски в сочные питательные початки [4].

Эволюция кукурузы в результате селекции

Рисунок 1. Эволюция кукурузы в результате селекции. По внешнему виду сразу и не скажешь, что первый и последний початки в ряду — родственники.

Итак, неолитическая революция с селекцией сделали еду доступнее и вкуснее. Но древние земледельцы столкнулись с новыми проблемами: болезнями растений, сорняками и вредителями. Для борьбы с ними в ход пошли религиозные ритуалы, народная магия, вещества растительного и минерального происхождения.

Прародители пестицидов из Древнего мира и Средних веков

Война людей с сельскохозяйстенными и прочими вредителями имеет долгую историю. Первые упоминания о применении инсектоакарицидов датируются 1 500 годом до н.э.: шумеры использовали соединения серы для борьбы с насекомыми и клещами (рис. 2) [5].

Основные вехи создания и применения пестицидов

Рисунок 2. Основные вехи создания и применения пестицидов в истории человечества.

Древние египтяне для защиты зерна в хранилищах смешивали его с пылью и золой: такая обработка вызывала обезвоживание и гибель некоторых насекомых-вредителей. Древнеегипетские жрецы широко применяли кадильницы, в которых вещества, способные убивать и отпугивать насекомых, подвергались пиролизу (термическому разложению) или испарялись. В зернохранилищах для отпугивания мышей и крыс нагревали навоз газелей [6].

В Китае для защиты цитрусовых «натравливали» хищных муравьёв на вредоносных гусениц и жучков. В «Илиаде» Гомера встречается упоминание о борьбе с саранчой с помощью огня [7]. Демокрит почти 2 500 лет назад советовал обрабатывать растения настоем маслин, так как это помогало защитить их от насекомых и предотвратить гниение.

В Древнем Риме тщательно продумывали расположение и обустройство зернохранилищ. Они должны были хорошо продуваться ветром либо, наоборот, находиться под землей, без доступа воздуха. Изнутри пустые амбары тщательно покрывали пастой из осадка нефильтрованного оливкового масла (amurca), извести и измельченной листвы некоторых растений [6].

Авиценна предлагал использовать для борьбы с насекомыми шишки кипариса, листья олеандра, мирт и полынь [6].

В Средние века с вредителями по-прежнему боролись веществами растительного происхождения и некоторыми простыми неорганическими соединениями. Параллельно из уст в уста передавались всевозможные заговоры, молитвы и магические ритуалы.

Забавные способы борьбы с вредителями от средневековых специалистов

В византийской сельскохозяйственной энциклопедии X века «Геопоника» можно встретить описание такого ритуала для изгнания полевых мышей:

Возьми лист бумаги и напиши на нём: “Я заклинаю любых мышей, пойманных здесь, не вредить мне и не давать другим мышам делать этого. Я даю вам следующую землю [и назовите ее]. Если я найду тебя здесь, я возьму Мать Богов в качестве свидетеля, я разделю тебя на семь частей”. После этого прикрепите бумагу до восхода солнца к камню в поле, где находятся мыши (надпись должна быть видна снаружи).

Для того чтобы избавиться от ласок, та же книга предлагает поймать одну из них, отрезать ей хвост или яички, но оставить в живых. Видимо, пострадавшее животное должно было «предупредить» своих собратьев о том, что их может постичь то же самое [8].

Постепенно научное мировоззрение брало верх над мистическим. Примерно с середины XIX столетия начался расцвет производства химических препаратов для защиты растений. С 1867 года начали использовать соединения мышьяка, с 1880 года в США — полисульфиды кальция, с 1890 года в Германии — эмульсию каменноугольных масел. Для борьбы с кровососущими насекомыми в 1896 году были предложены керосиново-известковые и керосиново-мыльные эмульсии. Применяли и препараты растительного происхождения, такие как никотин-сульфат [9].

С изобретением ДДТ в борьбу с вредителями вступила «тяжелая артиллерия». Но на самом деле эпоха химических пестицидов началась намного раньше. Некоторые соединения первого поколения, предложенные в XIX столетии, оказались настолько удачными, что их применяют до сих пор.

Так, в 1887 году во французском регионе Бордо П.-М. А. Мийярде и У. Гейон предложили использовать смесь из раствора медного купороса и известкового молока. Полученное соединение назвали бородской жидкостью и до сих пор используют в растениеводстве для борьбы с грибками [9].

Пестицид ДДТ: лучший друг человека или тайный враг?

ДДТ

Рисунок 3. Химическая формула ДДТ. 4,4′-дихлордифенилтрихлорэтан получают конденсацией хлорбензола (C6H5Cl) с хлоралем (C2HCl3O) в присутствии концентрированной серной кислоты (H2SO4).

В 1874 году австрийский химик Отмар Цайдлер синтезировал вещество под названием 4,4′-дихлордифенилтрихлорэтан, сокращенно — ДДТ (рис. 3). Более полувека этот пестицид оставался без дела, и о его существовании за пределами научных кругов мало кто знал [10].

Популяризатором ДДТ стал швейцарский химик Пауль Герман Мюллер (рис. 4). Начав свою карьеру с изучения красителей и дубильных веществ, в 1935 году он решил найти «идеальный инсектицид», который мог бы эффективно уничтожать насекомых-вредителей без причинения вреда растениям, человеку и другим млекопитающим. Кроме того, химик ожидал от этого вещества медленного разрушения и продолжительно действия, и конечно, экономической целесообразности его применения. Мюллер распылил небольшое количество ДДТ в контейнере, где находились насекомые, и те погибли. Затем он очистил контейнер и посадил в него других насекомых — не выжили и они [10], [11].

Пауль Герман Мюллер

Рисунок 4. Пауль Герман Мюллер. Ученый, благодаря которому мир узнал, что есть такой пестицид — ДДТ.

Во время Второй мировой войны ДДТ хорошо зарекомендовал себя в борьбе со вшами, которые переносили сыпной тиф. Позже пестицид широко применяли для уничтожения малярийных комаров и других насекомых — переносчиков инфекций. Правительство Швейцарии и Департамент сельского хозяйства США успешно использовали дихлордифенилтрихлорэтан для борьбы с колорадским жуком [10], [11].

Поначалу изобретение Цайдлера восприняли с воодушевлением (рис. 5, 6). ДДТ зарекомендовал себя как эффективное и в то же время, как тогда казалось, безопасное средство для борьбы с вредными насекомыми. Во многом благодаря этому пестициду наконец удалось взять под контроль свирепствовавшую в СССР и других регионах мира малярию. В 1944 году Уинстон Черчилль сказал:

Мы обнаружили много профилактических средств против тропических болезней и насекомых-переносчиков всех видов, от вшей до комаров. Превосходный порошок ДДТ, который… как было обнаружено, дает удивительные результаты, отныне будет широко использоваться британскими войсками в Бирме и американскими и австралийскими войсками в Тихом океане и Индии на всех театрах боевых действий.

[11]

В 1948 году Мюллер был удостоен Нобелевской премии по физиологии или медицине «За открытие высокой эффективности ДДТ как контактного яда» [11].

Пляж 1945 года

Рисунок 5. Пляж 1945 года. Облако, которое распыляют из машины, — ДДТ. В то время это вещество считалось безопасным для человека.

Time, 1947 г.

Рисунок 6. Изображение из журнала Time, 1947 г. Надпись гласит: «ДДТ — это хорошо для меня!» Позже всеобщий восторг сменится критикой, неприятными открытиями и запретом.

В промышленных масштабах ДДТ начали производить с 1943 года. Для борьбы с насекомыми — переносчиками болезней требовались лишь небольшие количества химиката. Куда более масштабным его применение стало после 1945 года, когда ДДТ начали использовать для уничтожения вредителей в сельском хозяйстве и лесоводстве. Уже в начале 1960-х во всем мире ежегодно производилось 400 тыс. тонн дихлордифенилтрихлорэтана, из которых 70–80% предназначалось для сельского хозяйства [12]. Тогда же появились и первые заявления о том, что «превосходный порошок» не так уж превосходен и безопасен.

В 1962 году вышла книга морского биолога Рэйчел Карсон «Безмолвная весна» (рис. 7). В ней автор утверждала, что ДДТ и его метаболиты негативно влияют на окружающую среду, особенно на птиц. В частности, под воздействием ДДТ истончается скорлупа птичьих яиц, что приводит к гибели эмбрионов. В книге также поднимались вопросы влияния ДДТ на здоровье человека и обсуждалась вероятность того, что при неумеренном использовании пестицидов вредители могут выработать резистентность к ним. «Безмолвная весна» вызвала широкий общественный резонанс, но ДДТ продолжали активно применять еще десятилетие [11], [13].

Рэйчел Карсон и ее книга

Рисунок 7. Рэйчел Карсон, начавшая борьбу против применения ДДТ (а), и обложка ее книги «Безмолвная весна» (б). Карсон первой заговорила о том, что пестициды не только уничтожают вредителей, но и наносят вред окружающей среде. Ее книга смогла изменить американское законодательство в части обращения пестицидов и способствовала запрету на применение ДДТ в США.

Оказалось, что дихлордифенилтрихлорэтан накапливается в почве и водоемах, и опасен он не только для птиц, но и для рыб, земноводных, морских микроорганизмов. Он задерживается в жировой и других тканях организма, проникает в грудное молоко. Есть данные и о вреде ДДТ для человека. Некоторые исследования связывают воздействие химиката с повышенным риском развития миеломы, рака печени и поджелудочной железы. Однако эту взаимосвязь нельзя считать абсолютно доказанной, поэтому ДДТ классифицируют как вероятный канцероген. Есть опасения, что этот пестицид может вызывать эндокринные нарушения и повышать риск развития рака молочной железы [11], [14].

В 1970 году Швеция стала первой страной, которая запретила ДДТ по экологическим соображениям. Вскоре ее примеру последовали другие развитые страны, в том числе СССР. Однако мир не отказался от применения ДДТ полностью. Так, в 1990 году общие объемы его производства составили около 13 млн тонн [11].

Главными причинами запрета ДДТ как сельскохозяйственного пестицида стали токсические эффекты в отношении животных (в первую очередь рыб и птиц), его накопление в окружающей среде и потенциальные риски для людей, а также быстрое формирование устойчивости к пестициду у ряда вредителей.

В 2004 году вступила в силу Стокгольмская конвенция о стойких органических загрязнителях (СОЗ). Это международное соглашение разрешает использовать ДДТ исключительно как средство для борьбы с комарами, переносящими возбудителя малярии. В 2006 году эксперты ВОЗ заявили, что допускают применение дихлордифенилтрихлорэтана в помещениях в африканских странах, где малярия считается серьезной проблемой здравоохранения. В таких случаях польза от пестицидов перевешивает риск вреда, который они могут причинить окружающей среде и здоровью человека [13].

Такие разные пестициды

В настоящее время существует более 1 000 разных пестицидов, их классифицируют разными способами: в зависимости от происхождения и химической структуры, механизма действия, группы подавляемых вредителей, степени опасности. Ниже мы рассмотрим основные классификации.

Классификация пестицидов в зависимости от их химической природы

В зависимости от химического строения пестициды делят на две большие группы — органические и неорганические.

Неорганические пестициды известны человечеству с древнейших времен и отличаются относительно простой структурой молекул. Обычно эти вещества представляют собой кристаллы, неплохо растворимые в воде. Типичные неорганические пестициды — сера и известь.

Органические пестициды устроены сложнее. Основу их молекул составляет (как и у любой органики) углеродный скелет, зачастую «приправленный» атомами кислорода, фосфора, серы. Подавляющая часть современных пестицидов — органические [15]. В свою очередь, они делятся на две подгруппы — естественного происхождения и синтетические.

Пестициды естественного происхождения чаще всего получают из растений. Как пример можно привести пестицид широкого спектра действия ротенон — изофлавоноид, который содержится в разных органах хикамы и некоторых других растений, преимущественно семейства Бобовые. В качестве инсектицидов применяют пиретрины — вещества, содержащиеся в цветках пиретрума (далматской ромашки) [16].

Синтетические пестициды производят искусственно. Их структурное разнообразие очень велико, поэтому рассмотрим лишь основные группы.

  • К хлорорганическим соединениям (ХОС) относится более 40% используемых в мире пестицидов. Из-за низкой цены и довольно высокой эффективности их особенно широко применяют в развивающихся странах. Ранее этот класс соединений успешно использовали в борьбе с малярией, тифом и лихорадкой денге. Сейчас многие хлорорганические пестициды запрещены в большинстве развитых стран. Хлорированные углеводороды отличаются стойкостью в окружающей среде, высокими токсичностью и биоаккумуляцией — способностью накапливаться в тканях организма, в частности жировой.
    Представители: ДДТ, дикофол, изобензен, альдрин, дильдрин, линдан, хлордан, гептахлор, токсафен, хлорпропилат[17–19].
  • Фосфорорганические пестициды (ФОС) — это сложные эфиры фосфорной кислоты. Они инактивируют фермент ацетилхолинэстеразу, необходимый для работы нервной системы насекомых и других животных, включая людей. Препарат глифосат из этой группы пестицидов уничтожает не животных, а растения, блокируя их шикиматный путь, обеспечивающий синтез множества жизненно важных метаболитов. Во внешней среде фосфорорганические соединения быстро гидролизуются, однако их небольшие количества находят в продуктах питания и воде.
    Представители: димефокс, мипафокс, метилпаратион, фенхлорфос, фенитротион, форат, фентион, фосфамидон, малатион («Карбофос», «Фуфанон», «Искра-М» и др.), диметоат(«Би-58» и др.),пиримифос-метил («Актеллик» и др.) глифосат («Раундап» и др.)[17], [19].
  • Карбаматы — эфиры карбаминовой кислоты (NH2COOH). Как и фосфорорганические соединения, они ингибируют ацетилхолинэстеразу, но делают это обратимо. Иными путями карбаматы могут подавлять развитие растений, грибов и оомицетов. Карбаматы могут сохраняться в окружающей среде несколько недель или месяцев, а их токсичность для человека и растений существенно варьирует.
    Представители: бендиокарб, карбосульфан, карбофуран, метомил, пропоксур, пропамокарб («Превикур» и др.), десмедифам, фенмедифам, просульфокарб[17], [19], [20].
  • Пиретроиды — синтетические аналоги природных пиретринов, выпускаемые более чем под сотней разных коммерческих наименований. Их инсектицидные свойства обусловлены кетоалкогольными эфирами хризантемовой и пиретроидной кислот. Пиретроиды нарушают работу натриевых каналов, в результате чего у насекомого быстро наступает паралич, и оно погибает . Эти вещества не распространяются внутри растения (не обладают системным действием), относительно быстро разрушаются и проявляют низкую токсичность в отношении человека и других млекопитающих.
    Представители: аллетрин, тетраметрин, фуретрин, фенвалерат, дельтаметрин («Децис», «Фас» и др.), циперметрин («Инта-вир», «Искра Двойной эффект» и др.), альфаметрин[17], [19].

Человек не первым начал применять яды, действующие на натриевые каналы: многие животные используют такие нейротоксины для охоты и защиты. В настоящее время ученые активно исследуют эти вещества: «Яды — высокоточное оружие: компьютерное исследование природных нейротоксинов» [21].

  • Неоникотиноиды — структурно подобные никотину нейроактивные соединения. Они «перевозбуждают» никотиновые ацетилхолиновые рецепторы, вызывая паралич и гибель насекомых. Эти инсектициды сейчас очень популярны: действуют быстро, системно, высокоселективно и для млекопитающих почти не опасны. Однако они очень токсичны для пчел и долго сохраняются в окружающей среде, что может снижать общую численность насекомых и, вероятно, энтомофагов. Риски неблагоприятных экологических эффектов побудили Европейский союз и некоторые другие страны ограничить применение неоникотиноидов и даже полностью отказаться от использования трех самых популярных из них за пределами теплиц. Подробный рассказ о контроле за пестицидами (в том числе и неоникотиноидами) читайте в следующей статье спецпроекта.
    Представители: клотианидин, тиаметоксам («Актара» и др.), ацетамиприд («Моспилан» и др.), имидаклоприд («Конфидор», «Искра Золотая» и др.),тиаклоприд («Калипсо»).
  • Фениламиды — эффективные системные фунгициды, особенно активные в отношении оомицетов — возбудителей милдью винограда, фитофтороза пасленовых, пероноспороза тыквенных и других культур. Механизм их действия связывают с влиянием на митоз клеток патогенов путем ингибирования синтеза РНК. При добавлении этих веществ в почву усиливается рост растений, повышается урожайность, так как фениламиды поддерживают почвенный гомеостаз и включаются в пищевые цепочки [17].
    Представители: металаксил и его R-изомер мефеноксам («Ридомил Голд» и др.), беналаксил, фуралаксил, офурас, ципрофурам, оксадиксил («Сандофан», «Оксихом», «Авиксил» и др.)[22].
  • Производные феноксиуксусной кислоты (арилоксиалканкарбоновые кислоты) широко используют в сельском хозяйстве, в первую очередь для борьбы с сорняками. Они проникают в меристему (ткань, состоящую из активно делящихся клеток) и нарушают рост растения. Практически все соединения из этой группы хорошо разлагаются микроорганизмами.
    Представители: 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота («Диамисоль», «Чисталан» и др.), 2,4,5-трихлорфеноксиуксусная кислота, дихлорпроп, мекопроп.
  • Триазины в основном применяют для борьбы с сорняками, но могут использовать и как средства для стерилизации насекомых. Они разрушают хлоропласты и подавляют фотолиз воды — ее расщепление в ходе фотосинтеза. В итоге нарушается образование АТФ и дыхание растений. В почве триазины сохраняются в течение 2–14 мес.
    Представители: десметрин, атразин, пропазин, метамитрон («Пилот» и др.), метрибузин («Лазурит», «Зенкор» и др.)[17], [23].
  • Производные бензойной кислоты тоже служат для борьбы с сорняками. Проникая в корневую систему, они нарушают развитие растения: усиливают синтез РНК, липидов и белка, повышают растяжимость клеточных оболочек и ускоряют рост клеток в длину. Информации относительно их разрушения почвенными микроорганизмами не так уж много. Известно, что некоторые из них долго сохраняются в кислых почвах.
    Представители: дикамба («Деймос», «Линтур» и др.), дихлобенил, хлорамбен, бромоксинил, иоксинил («Тотрил» и др.), напталам[17].
  • Классификация пестицидов в зависимости от цели применения

    Вредители бывают разными. Действие пестицидов может быть направлено против вирусов, бактерий, грибков, простейших, сорных растений, членистоногих, моллюсков, грызунов и других млекопитающих. Некоторые препараты приводят к гибели «нежелательных гостей», в то время как другие их отпугивают, нарушают размножение, рост, развитие. В зависимости от этих особенностей выделяют несколько разных групп пестицидов (табл. 1).

    Полный список пестицидов, которые применяются в России, содержит «Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации», опубликованный Министерством сельского хозяйства РФ.

    Классификация пестицидов в зависимости от степени токсичности

    В прошлом столетии в разных странах применялись различные классификации химических веществ по степени опасности, действовали разные маркировки. В 1992 году во время Конференции ООН в Рио-де-Жанейро эксперты решили разработать к 2000 году единую классификацию и общепринятые понятные маркировки. Так появилась Согласованная на глобальном уровне система классификации и маркировки химических веществ (СГС, GHS, Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals). В ее основу положена полулетальная доза (ЛД50/LD50) — средняя дозировка, вызывающая смерть половины членов экспериментальной группы животных при введении веществ крысам перорально, то есть путем проглатывания, и дермально — путем нанесения на кожу (табл. 2) [25].

    Таблица 2. Классификация пестицидов в зависимости от степени токсичности по GHS. [25]

    Категория токсичностиКритерии классификации
    При пероральном примененииПри дермальном применении
    ЛД50 (мг/кгмассы тела)Степень опасностиЛД50 (мг/кгмассы тела)Степень опасности
    1Таблица 3. Классификация пестицидов в зависимости от степени токсичности по ВОЗ. [25]

    Класс токсичностиЛД50 при введении крысам (мг/кгмассы тела)
    ПероральноДермально
    В твердой формеВ жидкой формеВ твердой формеВ жидкой форме
    IaЧрезвычайно опасные5 и менее20 и менее10 и менее40 и менее
    IbОчень опасные5–5020–20010–10040–400
    IIУмеренно опасные50–500200–2000100–1000400–4000
    IIIСлегка опасные500 и более2000 и более1000 и более4000 и более

    Классификации пестицидов в зависимости от пути проникновения в организм и механизмов действия

    Контактные пестициды (в эту группу входит ДДТ) вызывают гибель нежелательного объекта при контакте с любой частью его тела. Их добавляют в воду, распыляют в виде аэрозолей, наносят на листья растений. Простейший пример — аэрозоли, которые распыляют для борьбы с комарами. Как правило, механизм действия контактных пестицидов основан на том, что они нарушают работу дыхательной и нервной систем вредителя или же блокируют различные метаболические пути растений и микроорганизмов [15].

    Желудочно-кишечные пестициды оказывают свое действие, когда попадают в пищеварительную систему и всасываются в кровоток. Приманки, содержащие токсины, успешно используют для борьбы с тараканами, муравьями и другими насекомыми. Для уничтожения грызунов часто применяют антикоагулянты: они нарушают свертываемость крови, и животное погибает от кровотечения. Преимущество таких пестицидов в том, что они действуют спустя несколько дней после поедания приманки со смертельной дозой. Если отраву случайно съест человек, домашний питомец или сельскохозяйственное животное, останется достаточно времени, чтобы ввести антидот — витамин K1 [15].

    Системные пестициды защищают животных или растения от вредителей изнутри: вещество разносится по всем тканям защищаемого объекта и убивает желающих попитаться на нём. В качестве «бытового» примера системных пестицидов можно привести средства против клещей и блох [15].

    Фумиганты представляют собой газы. С их помощью уничтожают членистоногих и грызунов [15].

    Чаще всего пестициды выпускают в виде таблеток, водорастворимых и смачивающихся порошков, минерально-масляных эмульсий, водных растворов, гранул, концентратов эмульсии.

    Человечество изобрело много разных способов применения пестицидов, и перечислять их можно очень долго. Мы живем в эпоху третьего поколения пестицидов: сейчас существует более 1 000 средств для борьбы с вредителями [26]. Отказаться от этих химикатов невозможно: если перестать их использовать, потери урожая из-за насекомых, грызунов, сорняков и микроорганизмов увеличатся вдвое. Количество продовольствия сократится на 30–40%, и на планете неизбежно начнется голод. Но есть и оборотная сторона медали: большинство пестицидов не отличается избирательностью действия, они накапливаются в окружающей среде и могут негативно влиять на многих животных, включая человека [27].

    Вредны ли пестициды для человека?

    Пестициды способны нанести вред здоровью человека, но степень этого вреда зависит от многих факторов:

    • типа пестицида: инсектициды, например, для человека обычно более токсичны, чем гербициды [26];
    • токсикокинетики конкретного вещества — механизма всасывания, распределения, накопления, выведения из организма [19];
    • пути проникновения в организм: через кожу, при вдыхании, при проглатывании [19], [26];
    • дозы вредного вещества: самому высокому риску подвержены люди, которые непосредственно контактируют с пестицидами, — сельскохозяйственные работники и фермеры [19];
    • частоты и продолжительности воздействия[19];
    • особенностей организма: генетических, возрастных, половых, метаболических, да и просто от состояния здоровья [19];
    • образа жизни, питания: пестициды сильнее влияют на здоровье людей, испытывающих дефицит белка и находящихся в состоянии обезвоживания.

    Согласно данным ВОЗ, ежегодно в мире происходит от 500 тыс. до 1 млн отравлений пестицидами. До 20 тыс. человек в результате интоксикации погибает. Около 50% отравлений и 75% смертей приходится на людей, которые непосредственно контактируют с пестицидами, — в основном работников сельского хозяйства. Известны и бытовые случаи, связанные с неправильным применением средств для борьбы с вредителями в домах и на приусадебных участках [19].

    В апреле 2017 года международная ассоциация Pesticide Action Network (PAN) опубликовала отчет, в котором были представлены данные по 106 странам. В нём содержался список из 370 активных компонентов пестицидов и их комбинаций, использование которых в этих странах было запрещено [28]. В первую очередь под запрет попали стойкие органические загрязнители (вещества, которые могут длительно сохраняться в окружающей среде) и генотоксичные препараты (вызывающие мутации, которые могут стать причиной пороков развития или онкологических заболеваний). Средства, которые сейчас разрешены к применению, могут навредить лишь в случае, когда их дозы превышают установленный безопасный уровень [26].

    В таблице 4 представлены группы пестицидов, которые оказывают наиболее значительное влияние на здоровье человека, и их основные токсические эффекты.

    Яватмальский скандал

    В 2017 году более 800 фермеров и сельскохозяйственных работников в районе индийского города Яватмал были госпитализированы с симптомами отравления. Минимум 20 из них умерли (рис. 8), сотни временно потеряли зрение. Но эта местность обрела мрачную славу гораздо раньше: с 2001 по 2016 год здесь зафиксировали более 3 500 самоубийств — в основном фермеров, выращивающих хлопок. Местное население называют «молчаливыми жертвами быстрого развития страны». Для того чтобы защитить растения от вредителей, фермеры вынуждены покупать дорогие генетически модифицированные семена и использовать всё больше пестицидов. Именно последние и стали причиной массовых отравлений в 2017 году.

    Работники на полях мешали «коктейли» из разных средств для уничтожения насекомых и стимуляторов роста растений. Составы распыляли в больших количествах вручную, не используя специальных средств защиты.

    Кроме пестицидов, произведенных на территории Индии, в список виновников отравления попал швейцарский препарат Polo с активным веществом диафентиурон. Ассоциация Pesticide Action Network относит его к чрезвычайно опасным. Этот инсектицид поступил в продажу в 1991 году, в 2002 был запрещен в Европейском союзе, в 2009 — в Швейцарии. Диафентиурон опасен при вдыхании, а при длительном и повторяющемся воздействии вызывает повреждения разных органов. Получив «бан» на родине, швейцарская компания Syngenta стала производить Polo на экспорт. В 2017 году за границу было вывезено 126 тонн препарата, в том числе 75 тонн — в Индию.

    После яватмальского инцидента в Швейцарии начали обсуждать возможность запрета экспорта пестицидов, запрещенных на территории собственной страны из-за негативного влияния на здоровье людей и окружающую среду. Тем временем индийские СМИ сообщали о новых случаях отравления яватмальских фермеров, уже в 2018 году [35].

    Женщина, муж которой погиб в результате отравления пестицидами в Яватмале

    Рисунок 8. Женщина, муж которой погиб в результате отравления пестицидами в Яватмале. 42-летний отец двоих детей умер 23 сентября 2017 года. Заключение патологоанатомов: «Результаты соответствуют смерти в результате отравления».

    Отравление при попадании в организм больших доз — наиболее яркое, очевидное, но далеко не единственное проявление токсических эффектов пестицидов. На самом деле они куда более коварны. Лишь 5% токсина достигает цели — поражает вредителя. Около 95% пестицида попадают в окружающую среду. Его молекулы разносятся на большие расстояния со сточными водами, ветром, происходит их биоаккумуляция. Крупные хищники, венчающие пищевую цепь, могут поглощать настолько большие количества пестицидов, что это негативно сказывается на их выживании и размножении. Не стоит забывать, что один из таких хищников — человек. Рост заболеваемости, смертности, нарушение фертильности, изменение соотношения полов у некоторых организмов — нельзя исключить, что всем этим мы (хотя бы частично) обязаны крупномасштабному применению пестицидов [36].

    Эксперты ВОЗ считают, что защитить людей от вредных эффектов пестицидов можно с помощью следующих мер:

    • запрета пестицидов, которые наиболее токсичны для людей, долго сохраняются в почве, воде и воздухе;
    • строгого регулирования и контроля производства и применения пестицидов;
    • установления минимальных значений допустимого содержания пестицидов в продуктах питания и воде;
    • регулярного мониторинга содержания различных веществ в продуктах и окружающей среде [26].

    Все меры по защите населения перечислены в Международном кодексе поведения в области распределения и использования пестицидов, принятом в 2002 году Продовольственной и сельскохозяйственной организацией Объединенных Наций (Food and Agriculture Organization, FAO). О мониторинге пестицидов и методах, которые для этого используются, мы расскажем подробнее во второй статье цикла.

    Регистрация пестицидов в пищевых продуктах с использованием тандемной хромато-масс-спектрометрии

    Масс-спектрометр Thermo Scientific

    Анализ пестицидов в пищевых продуктах — одна из наиболее важных и сложных задач в повседневной лабораторной практике. Европейское законодательство, самое строгое из современных (Регламент (ЕС) №396/2005 и Директива Комиссии 2006/125/ЕС), устанавливает максимально допустимые уровни (МДУ) остаточного содержания пестицидов в различных продуктах растительного и животного происхождения.

    Требуемые низкие пределы обнаружения большинства пестицидов представляют собой значительную аналитическую проблему. Однако сегодня существуют подходы, идеальные для определения остаточных содержаний пестицидов в самых разнообразных продуктах питания, напитках и сельскохозяйственном сырье, из которого их производят. Такая эффективность обеспечивается сочетанием методов газовой хроматографии и масс-спектрометрии (ГХ-МС/МС). Thermo Fisher Scientific предлагает комплексное методическое решение для рутинного мультиостаточного анализа пестицидов (140 приоритетных пестицидов и более 300 в расширенном скрининге) в различной продукции (клубнике, пшеничной муке, луке-порее и др.) — использование газового хроматографа TRACE 1310 с тройным квадрупольным масс-спектрометром TSQ 9000 с источником ионов AEI (Advanced Electron Ionization). Этот прибор — отличная комбинация высокой производительности и самой лучшей на сегодняшний день чувствительности. Данная масс-спектрометрическая система сочетает в себе традиционную надежность, качество, высочайшие аналитические характеристики и самые передовые технологии. А разрешающая способность этого масс-спектрометра и особая конструкция источника ионов AEI позволяют минимизировать процедуру пробоподготовки.

    Новые методы пробоподготовки

    Постоянная потребность в увеличении чувствительности и точности измерений для идентификации новых типов пестицидов требует новых разработок. Thermo Fisher Scientific предлагает разнообразные решения подготовки проб, включающие в себя экстракцию, концентрирование и очистку. Например, в последние годы широкое распространение получила методика подготовки образцов фруктов и овощей QuEChERS (Quick — быстрый, Easy — простой, Cheap — дешевый, Effective — эффективный, Rugged — надежный, Safe — безопасный). QuEChERS основана на методе твердофазной экстракции и позволяет извлекать из проб остаточные количества целевых соединений, удаляя нежелательные помехи, такие как органические кислоты, липиды, пигменты, сахара и другие. В соответствии с требованиями действующего законодательства было показано, что чувствительность этого метода анализа соответствует значениям МДУ в пределах количественного определения.

    Все упомянутые приборы и материалы можно приобрести у компании «МС-АНАЛИТИКА» — официального дистрибьютора Thermo Fisher Scientific в России.

    Подробнее о методах, используемых для детекции пестицидов в пищевых продуктах, читайте во второй статье спецпроекта

    Материал предоставлен партнёром — компанией «МС-АНАЛИТИКА»

    Существует ли альтернатива?

    История применения пестицидов на протяжении последнего столетия заставляет сделать некоторые неутешительные выводы.

    • Широкое применение пестицидов во многом контрпродуктивно.
    • Из-за вреда для окружающей среды и здоровья человека требуется тщательное регулирование, которое не всегда возможно.
    • Ряд факторов снижает выгоды от применения пестицидов.
    • Пестициды — не панацея. Со временем вредители становятся к ним менее чувствительными, и приходится применять еще больше разных химикатов. Создавать новые, более эффективные и безопасные средства, становится всё сложнее [36], [37].

    Современное человечество находится в поиске альтернатив. В качестве замены пестицидам чаще всего предлагают применять «органические» агроприемы, биопестициды и ГМО.

    «Органическое» производство

    Спрос на «органические» продукты постоянно растет. Например, в США их рынок в 1996 году составлял 3,5 млрд долларов, а в 2010 году — уже 28,6 млрд. Слово «органический» стало для многих людей неким триггером, гарантией того, что эта пища однозначно полезна и не содержит никакой «вредной химии». Это сильно сказывается на ценах: как правило, «органика» стόит намного дороже, чем «обычная» еда. Действительно, зачастую в таких продуктах нет пестицидов, и в этом их преимущество. Только нужно помнить, что под словом «органический» производители и продавцы могут подразумевать разные вещи. Чаще всего используется следующая терминология [38]:

    • «100% органические продукты» содержат исключительно ингредиенты органического происхождения (за исключением воды и соли);
    • «органические продукты» содержат 95% органических ингредиентов;
    • «сделано из органических ингредиентов» означает, что продукт содержит 75% компонентов органического происхождения;
    • «натуральные продукты» не содержат искусственных добавок и красителей [38].

    То, что в «органике» нет пестицидов, не означает, что она более полезна. Не проводилось никаких серьезных исследований, которые бы показали, что люди, употребляющие такие продукты, обладают более крепким здоровьем или лучше защищены от каких-либо заболеваний. Несомненный плюс «органического» земледелия и скотоводства в том, что они меньше загрязняют окружающую среду и зачастую органично вписываются в экосистему.

    Однако есть и минусы. По сути «органика» — это отказ от пестицидов без каких-либо альтернатив. Если население Земли примет такую стратегию в глобальных масштабах — сможет ли оно прокормить себя, теряя значительную часть урожая из-за полчищ вредителей и патогенов и стремительно наращивая при этом собственную численность? Этот вопрос возвращает нас к истокам — собственно, причинам, по которым люди и прибегли к помощи пестицидов [38].

    Хотя методология «органического» сельского хозяйства не оказывает такого пагубного влияния на экосистемы, как пестициды, его нельзя назвать безопасными для климата планеты. В 2018 году коллектив ученых из США, Швеции, Германии и Франции пришел к такому заключению: из-за отказа от удобрений и пестицидов снижается урожайность, поэтому для производства необходимого количества пищи приходится задействовать больше земли, что в итоге повышает непрямые эмиссии углекислого газа. Зачастую пастбища и поля для выращивания сельхозкультур — это территории, отвоеванные человеком у леса. Согласно расчетам ученых, шведский «органический» горох на 50% сильнее влияет на климат планеты, чем выращенный с применением «химии». Для шведской «органической» озимой пшеницы этот показатель еще выше — 70% [39].

    Таким образом, использование «органики» не может претендовать на звание панацеи, которая решит существующие проблемы в сельском хозяйстве. Не исключено, что массовый переход на подобный тип хозяйствования, с одной стороны, вызовет дефицит продовольствия, а с другой — нанесет серьезный урон окружающей среде. Поэтому стόит задуматься и об альтернативных «обходных» путях, которые помогут сократить использование химических пестицидов. На сегодняшний день самыми реальными из них можно назвать использование биопестицидов и генетически модифицированных организмов.

    Биопестициды

    Биопестициды — это органические пестициды естественного происхождения (рис. 9). Ученые считают, что для борьбы с вредителями вполне пригодны разные виды вирусов, бактерий, грибков, а также вещества, которые они вырабатывают. Например, перспективным считают семейство бакуловирусов, вызывающих эпизоотии (эпидемии) у некоторых видов насекомых [40], [41].

    По сравнению с синтетическими пестицидами биопестициды имеют ряд преимуществ:

    • не загрязняют окружающую среду;
    • не оказывают губительного влияния на экосистемы, а, напротив, органично вписываются в них;
    • не поражают (или слабо поражают) «нецелевых» организмов;
    • знание, что те или иные продукты выращены с применением натуральных соединений, больше располагает потребителя к их приобретению;
    • разработка и производство биопестицидов обходятся относительно недорого.

    По сути, биопестициды стирают грань между «органическими» продуктами и продуктами, выращенными «обычным» способом. В дополнение можно использовать средства защиты растений, которые применялись в древности: часть из них остается эффективной. Ученые считают, что нужно немного поработать с терминологией: слово «биопестицид» несет некоторый негативный оттенок [37].

    Типы органических пестицидов

    Рисунок 9. Типы органических пестицидов: синтетические соединения и биопестициды. Биопестициды весьма многообразны. К ним относятся микробные пестициды, биохимические пестициды, а также вещества, которые вырабатывают для защиты от вредителей сами растения благодаря генетической модификации.

    Конечно же, нельзя идеализировать вещества естественного происхождения и считать, что они всегда однозначно лучше «вредной химии». Разные группы биопестицидов имеют свои недостатки, не все они полностью безопасны для человека и окружающей среды. Так что третья альтернатива пестицидам — применение генно-инженерных технологий, — пожалуй, оказывается самой перспективной.

    Технологии ГМО по сути мало отличаются от применения тех же биопестицидов. А суть состоит в том, что, например, в интересующее растение встраивают ген , продукт которого обеспечивает защиту от вредителей. Один из наглядных примеров — использование гена Bt бактерии Bacillus thuringiensis. Его встраивают в геном кукурузы, хлопка, сои, картофеля, в результате чего растения производят белок, обладающий инсектицидной активностью. Показано, что этот белок не вызывает аллергических реакций, не токсичен для человека и не вредит здоровью при пероральном приеме в больших дозах. Использование этой технологии уже позволило сократить применение пестицидов (рис. 10) [41–43].

    Использование ГМО и пестицидов в США в 1998–2011 гг.

    Рисунок 10. Использование ГМО и пестицидов в США в 1998–2011 гг. Слева — Процент применения генетически модифицированной кукурузы с геном Bt (красная линия), кукурузы, устойчивой к глифосату (зеленая линия), и сои, устойчивой к глифосату (синяя линия). Справа — Использование инсектицидов при выращивании кукурузы (кг/га): зеленые линии — препараты для протравливания семян, синие — другие инсектициды, черная линия — коэффициент воздействия на окружающую среду (EIQ, environmental impact quotient).

    Генно-инженерные методики можно применять и для того, чтобы защитить сельскохозяйственные растения от гербицидов и обеспечить избирательное уничтожение сорняков. Например, существуют ГМ-растения, устойчивые к глифосату, который более безопасен по сравнению с другими гербицидами (хотя и обсуждается вопрос о его канцерогенном потенциале) [41], [42].

    Известны случаи, когда генная инженерия помогла спасти сельское хозяйство в целых странах. Например, в начале 1990-х годов на Гавайях начал стремительно распространяться вирус кольцевой пятнистости папайи. Ситуация приняла масштабы катастрофы. Единственный выход, который смогли найти ученые, — создать генетически модифицированную папайю, устойчивую к возбудителю. Сейчас примерно 80% папайи на Гавайях — ГМО. Химические препараты для борьбы с вирусом не удалось создать до сих пор [43]. Биологи разрабатывают и другие способы совершенствования сельского хозяйства в тропиках. Например, с помощью анализа метилирования ДНК можно было бы заблаговременно распознавать непригодные для выращивания пальмы, которые будут давать слишком мало пальмового масла [47]. Но это уже совсем другая история, не имеющая отношения к ГМ-технологиям.

    О том, что генетически модифицированные организмы полностью заменят пестициды, пока говорить рано. Сегодня на пути создания и широкого внедрения таких организмов существует множество препятствий. Прежде всего, процесс этот не самый простой и дешевый. Не всегда удается оценить экономическую целесообразность использования конкретного ГМО, а этот вопрос очень важен для производителей. Есть некоторые потенциальные риски для здоровья человека, и хотя многие мифы уже развеяны, этот вопрос продолжает обсуждаться. Ученым приходится считаться и с общественным мнением: многие люди не понимают, что такое ГМО, относятся к ним негативно и не хотят покупать трансгенные продукты [36], [43].

    На данный момент пестициды незаменимы. Важно использовать их в разумных пределах, выбирать наиболее безопасные соединения и постепенно внедрять альтернативные способы защиты от вредителей и болезней. В свою очередь, разумное использование пестицидов невозможно без их точной идентификации, без анализов, которые помогали бы эффективно обнаруживать и учитывать их содержание в пище, воде, почве, воздухе и живых организмах, включая человека. Вопросы контроля и регулирования применения пестицидов в современном мире мы рассмотрим во второй статье цикла.

    «МС-АНАЛИТИКА» — спонсор спецпроекта о пестицидах

    «МС-АНАЛИТИКА» — эксклюзивный дистрибьютор оборудования для хроматографии и масс-спектрометрии ведущего производителя аналитических приборов Thermo Fisher Scientific уже более 30 лет.

    Thermo Fisher Scientific разрабатывает и производит лучшие в мире аналитические приборы: от настольных газовых и жидкостных хроматографов и их комбинаций с масс-спектрометром до масс-спектрометров высокого и сверхвысокого разрешения для измерения с высочайшей точностью и чувствительностью изотопного, элементного и молекулярного состава веществ.

    «МС-АНАЛИТИКА»предлагает оборудование для любого вида анализа — органического, элементного, изотопного, в любой области применения — науке, промышленности, экологии, медицине, криминалистике.

    «МС-АНАЛИТИКА» занимается поставкой, вводом в эксплуатацию, постановкой методик и обслуживанием хроматографических систем и масс-спектрометрических комплексов.

    Материал предоставлен партнёром — компанией «МС-АНАЛИТИКА»

    https://cyberleninka.ru/article/n/sistema-himicheskoy-zaschity-rasteniy-ot-sornyakov-bolezney-i-vrediteley-v-baze-dannyh-resursosberegayuschih-tehnologiy-vozdelyvaniya
    https://biomolecula.ru/articles/kovarnye-pomoshchniki-chelovechestva-pestitsidy

    Оставить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    X