62. С/х загряз. Окр. Среды. Накопление пестицидов и нитратов на отдел-х уровнях пищ. Цепей и последствия их влияния на живые организмы.

Научно-технический прогресс в земледелии неразрывно связан с интенсивным применением средств химизации. Пестициды (лат. pestis – зараза, ceado - убиваю) – химические средства борьбы с микроорганизмами, растениями и животными, вредоносными или нежелательными с точки зрения экономики или здравоохранения. В целом пестициды как загрязнители окружающей среды составляют менее 1 % от общего числа загрязнителей. Однако, учитывая, что это, как правило, сильно действующие биологически активные вещества, они представляют серьезную опасность для биосферы и человека. Пестициды – это химические препараты, применяемые в целях:

1. Защиты растений от различных вредителей и болезней грибкового, бактериального и вирусного происхождения;

2 Борьбы с переносчиками инфекционных заболеваний человека и животных;

3. Регулирование роста растений;

4. Защиты неметаллических материалов от повреждения членистоногими и микроорганизмами;

5. Борьбы с сорняками и нежелательной растительностью;

6. Защиты морских судов от обрастания различными организмами, нарушающими плавучесть судов;

В зависимости от объекта воздействия пестициды подразделяются: гербициды предназначаются для уничтожения сорной растительности и других нежелательных сорных растений; инсектициды применяют для уничтожения вредных насекомых; зооциды используют для борьбы с грызунами (крысами, мышами, сусликами и др.); фунгициды предназначаются для борьбы с возбудителями грибковых заболеваний; бактерициды - для борьбы с возбудителями бактериальных болезней растений; лимациды – вещества, применяемые против различного рода моллюсков, в том числе слизней; дефолианты предназначены для удаления листьев, десиканты – для высушивания листьев на корню, дефлоранты – для удаления излишних цветков и завязей; ретарданты – регуляторы роста и развития растений; реппеленты применяют для отпугивания насекомых, грызунов и других животных, аттрактанты – для привлечения насекомых с последующим их уничтожением.

По способу проникновения и характеру воздействия пестициды делятся: Контактные (вызывают гибель или подавление вредных организмов при контакте с ними); Системные (способны проникать в растения, перемещаться в них, вызывая гибель вредных организмов); Кишечные (вызывают отравление вредителей при поступлении в организм с пищей); Фумиганты (вызывают травление при поступлении через органы дыхания).

С химической точки зрения пестициды обычно подразделяют на 5 классов: хлорпроизводные углеводородов; фосорорганические соединения; производные карбаматов; производные хлорфеноксикислот; пестициды пиретроидной природы.

Положительный эффект использования пестицидов проявляется обычно непосредственно, а отрицательный накапливается постепенно, незаметно, действуя через сложную цепь биоценотических взаимоотношений.98 % инсектицидов и фунгицидов, 60 – 95 % гербицидов не достигают объектов подавления, а попадают в воздух и воду, а зооциды создают в почве безжизненную среду. Пестициды содержащие хлор (ДДТ, гексахлоран и т. д.) отличаются не только высокой токсичностью, но и чрезвычайной биологической активностью и способностью накапливаться в различных звеньях пищевой цепи, т. е. некоторых случаях пестициды не только накапливаются в количестве, большем, чем в самой окружающей среде, но их концентрация возрастает по мере продвижения по пищевым цепям. Это явление называют эффектом биологического усиления. ДДТ служит примером биологически усиливающегося пестицида. ДДТ растворим и концентрируется в жировых тканях. Из них он выводится очень медленно. Организмы, находящиеся на вершинах пищевых цепей поедают пищу, в которой ДДТ содержится в значительно меньших концентрациях, чем во внешней среде. Одним из последствий накопления ДДТ в организме птиц является то, что они откладывают яйца со значительно более тонкой скорлупой. Даже в ничтожных концентрациях пестициды подавляют иммунную систему организма, повышая, таким образом, его чувствительность к инфекционным заболеваниям. В более высоких концентрациях эти примеси вызывают мутагенное и канцерогенное действие на организм человека. В мире ежегодно от отравления пестицидами погибает 14 тыс. человек, и безграничное использование пестицидов отрицательно сказывается на здоровье более чем 700 тыс. человек. Мировой ассортимент пестицидных препаратов насчитывает в настоящее время более 100 тыс. наименований, а для их производства используется около 900 химических соединений, большая часть из которых обладает вредным воздействием на человека на генетическом уровне.

Из почвы вместе с урожаем человек изымает определённое количество химических элементов, необходимых для питания растений: азот, фосфор, калий, серу и др. Нехватка элементов компенсируется внесением их в почву в виде удобрений. Удобрения – это основа повышения количества и качества с/х продукции. Большинство из них накапливаются в почве (обычно в слое толщиной 10-12см) и могут находиться там в течение многих десятилетий. Аккумулируясь в почве, токсические вещества передаются по пищевым цепям БГЦЗа, оказывая губительное действие на все живое. Реальная опасность для окружающей среды возникает в определённых регионах интенсивного ведения с/х производства, где явно выраженный положительный баланс азота приводит к накоплению нитратов в грунтовых и почвенных водах. Хорошо растворимые в воде, они поступают с ней в растения. В случае избытка азота растения не справляются с переработкой нитратов, накапливая их. По данным медицинских исследований основная причина токсичности нитратов и, особенно, нитритов связана с образованием из них нитрозаминов, которые являются токсичными и канцерогенными веществами. Повышенное содержание нитратов в воде и пищевых продуктах особенно опасно для детей и взрослых людей с пониженной кислотностью желудочного сока. Высокие концентрации нитратов вызывают заболевание метгемоглобилию (метгемоглобин – форма гемоглобина, не способная переносить кислород). Нитраты накапливающиеся в кормовых травах, при достижении определённого уровня, оказывает сходное токсическое действие на животных.

Химический метод высокоэффективен быстродействием, прост в применении, но может иметь губительные последствия. Биометоды защиты безвредны для человека и с/х животных так как являются естественными врагами вредителей.

Биометоды:

1. Использование энтомофагов.

Энтомофаги откладывают яйца в яйца, личинки и взрослых насекомых. Отрадившиеся паразиты питаются внутренними тканями хозяина, вызывая гибель. Наиболее распространенные энтомофаги – трихограмма, теленомус. На усиление деятельности энтомофагов может оказать влияние переселение их из старых очагов вредителей во вновь образующиеся.

Основные способы использования энтомофауны:

1) Ввоз и акклиматизация иноземных.

2) Сезонная колонизация.

3) Разовая колонизация.

4) Содействие естественному размножению энтомофагов.

Метод эффективен так как вредители не могут приобрести устойчивость к естественным врагам.

2. Использование энтомопатогенных микроорганизмов (бактериальные и грибные препараты).

Используют:

1) Биопрепараты (энтобактерин, дендробациллин, инсектин, иманин).

2) Антибиотики (стрептомицин, фитобактериомицин).

3) Микробно-инсектицидные средства.

Инсектицид ослабляет насекомых физиологически для успешного развития микроба. Эффект достигается быстрее, чем в первых двух случаях.

4) Вирусы и простейшие (полиэдрозы и гранулезы, паразитические нематоды).

3. Применение физиологически активных веществ (аттрактанты, гормоны).

Высокоспецифично для вредителей, нетоксично, эффективно в малых концентрациях. Используют метод ловушек и замешательства.

4. Генетический метод (индуцирование бездиапаузности, выпуск стерильных особей).

Вредители способны развить устойчивость к этому методу. Живые организмы могут иметь химические и физические барьеры по отношению к вредителям (пример, выделение фитонцидов, морфологические особенности, такие как крючковатые волоски и т.д.)

Биометоды борьбы обеспечивают защиту с/х культур без нарушения остальной экосистемы.