
- •Апм или а,) в зависимости от влажности. Почвы:
- •9.1. Видовой состав бацилл в почвах разных типов, % (горизонт а1 или Апах)
- •9.2. Биогеоценотическая деятельность микробного комплекса
- •9.3. Численность бактерий (%), способных синтезировать биологически активные вещества (Локхед, 1972)
- •9.4. Микробная продуктивность почв под древесными насаждениями Лесной опытной дачи мсха в верхнем 10-сантиметровом слое
- •(Для верхнего 10-сантиметрового слоя):
- •9.17. Взаимодействие между макро- и микроэлементами в растениях (Кабата-Пецдиас, Пендиас, 1989)
- •9.18. Принципиальная схема оценки почв сельскохозяйственного использования по степени загрязнения химическими веществами (Госкомприрода ссср, 1990)
- •9.19. Шкала экологаческого нормирования содержания тяжелых металлов (мг/кг) для геохимической ассоциации почв со слабокислой и кислой реакцией (Обухов, Ефремова, 1991)
- •9.21. Оценка состояния экосистем
- •9.23. Фоновое содержание элементов в почве, мг/кг
- •Глава 10
- •10.1. Химические элементы, аккумулируемые водными растениями
- •Ряс. 10.7. Зависимость среднегодового выноса фосфора от густоты гидрографической сети залесенных водосборов (Хрисанов, Осипов, 1993)
- •10.2. Экологические и санитарно-гигиенические последствия эвтрофирования
- •10.2. Значения пдк биогенных веществ, мг/л
- •10.3. Сельскохозяйственные источники биогенной нагрузки
- •10.4. Вероятностный вынос биогенных веществ в водоеодл с селитебных территорий агроландшафта
- •10.6. Среднегодовое поступление минеральных азота и фосфора с атмосферными осадками на земную новерхностъ
- •10.7. Коэффициенты поверхностного стока в зависимости от вида угодий и гранулометрического составе почв
- •10.8. Среднегодомя кояадипрацня фосфора ва ю-досборах с различнымраспределением лесной растительности
- •10.4. Определение выноса биогенных элементов с сельскохозяйственных
- •10.9. Коэффициенты выноса биогенных веществ
- •10.10. Вынос биогено* из почвы с урожаем сельскохозяйственных кулыур, кг/т
- •10.11. Среднее содержание биогенных веществ в удобрениях, %
- •10.14. Средаее значение основных показателей формулы (11) для зяби
- •10.15. Коэффициент дешевого стока (аж)
- •10.19. Ширим прирусловых лесяых насаждений в водоохранных зонах малых рек, м
- •Глава 11 экологические проблемы химизации
- •11.2. Вынос азота из почв, занятых различными культурами, кг/га
- •11.3. Экологические ограничения при фосфоритовании почв
- •11.2. Применение химических средств защиты растений
- •Также включаются в наземную и пресноводную биомассу (Rudd, 1971, цит. По Рамад, 1981)
- •11.8. Балльная система экотоксикологической
- •Морских организмов (Рамад, 1981)
- •11.9. Некоторые примеры положительных результатов применения комплексной борьбы с
- •От вредных организмов) (Соколов и др., 1994):
- •11.3. Экологические аспекты известкования почв
- •11.10. Экологические ограничения при известковании кислых почв
- •11.11. Содержание тяжелых металлов в почве и ивзестковых материалах
- •Глава 12 экологические проблемы орошения и осушения почв
- •12.1. Сводная таблица некоторых основных видов и способов мелиорации
- •12.1. Экологические последствия орошения
- •12.2. Классификация почв по степени и качеству засоления
- •12.2. Экологические последствия осушения*
- •Глава 13 животноводческие комплексы и охрана природы
- •13.1. Отрицательное влияние
- •Отходов животноводства
- •На окружающую природную
- •13.2. Методы очистки и утилизации навозных стоков
- •13.1. Выход навозной массы и расход технологической воды для молочного комплекса на 1000 коров
- •13.3. Схема трубно-рециркуляционной системы уборки навоза:
- •13.2. Ширина санитарно-защитных зон до границы жилой зоны
- •Глава 14
- •Картофеля (б) при увеличении плотности почвы (Курочкин, 1989)
- •14.1. Содержание вредных веществ в отработанных газах двигателей внутреннего сгорания (двс), % (Боева, 1982)
- •14.2. Образование токсичных веществ при сжигании органического топлива, г/кг (Боева, 1982)
- •15.1. Содержание важнейших естественных радионуклидов в некоторых объектах агросферы, Бк/кг (Алексахнн, 1992)
- •15.3. Миграция радионуклидов по сельскохозяйственным цепочкам
- •15.2. Коэффициенты накопления радионуклидов растениями (Санжарова и др., 1992)
- •15.5. Тип распределения радионуклидов в организме сельскохозяйственных животных
- •15.6. Коэффициенты перехода радионуклидов из рациона крупного рогатого скота в мышцы
- •15.7. Коэффициенты перехода радионуклидов в условиях их длительного поступления из рациона
- •В молоко коров (равновесное накопление
- •И выведение), % суточного поступления в 1 л удоя
- •(Романов, 1993)
- •15.8. Накопление 90Sr и i37Cs озимой пшеницей в богарных и орошаемых условиях, % (Алексахин и др.,
- •15.4. Действие ионизирующих излучений на растения, животных и агроценозы
- •15.9. Стимулирующие дозы облучения семян некоторых видов сельскохозяйственных культур (Филипас и др., 1992)
- •15.11. Полулетальные дозы у-излучения для сельскохозяйственных животных (Кругляков и др., 1992)
- •15.12. Радиоэкологические последствия аварии на Чернобыльской аэс (Алексахин, 1993)
- •15.5. Радиационный мониторинг сферы сельскохозяйственного производства
- •15.13. Характеристика выбросов радионуклидов в окружающую среду при тяжелых радиационных авариях
- •15.14. Эффективность мелиоративных сельскохозяйственных мероприятий при радиоактивном загрязнении
- •15.15. Радиологическая эффективность и социально-экономические последствия изменения характера землепользования на загрязненных территориях (Алексахин, Фриссел, 1993)
- •Глава 16
- •16.1. Общие положения
- •16.2. Развитие альтернативного земледелия
- •16.2. Выход клубней картофеля при разных способах подготовки семенного материала
- •16.3. Сравнение феноменологических моделей агроэкосистем «зеленой революции» и «зеленой эволюции» (по б. М. Миркину, р. М. Хазиахметову)
- •Глава 17
- •17.1. Характеристика вермикультуры
- •17.2. Биогумус и его агроэкологическая оценка
- •17.1. Влияние биогумуса на содержание витамина с, мг/100 г, в различной сельскохозяйственной продукции по сравнению с применением навоза и
- •Мониторинг окружающей природной среды. Научные, методические и организационные основы его проведения
- •18.1. Основные задачи и схема мониторинга
- •18.3. Особенности проведения экологического мониторинга дистанционными методами
- •Глава 19
- •19.1. Агроэкологический мониторинг в интенсивном земледелии
- •19.2. Компоненты агроэкологического мониторинга
- •19.1. Контролируемые параметры, подлежащие мониторингу при всех ввдах предварительного обследования (преимущественно при маршрутных формах его реализации)
- •19.2. Примерный перечень контролируемых параметров для участках мониторинга
- •19.3. Перечень обязательных показателей качества продукции растениеводства для исследований в агроэкологическом мониторинге
- •19.3.Эколого- токсикологическая оценка агроэкосистем
- •19.4. Степень деградации гумусовых кислот дерново-подзолистых почв, % к гумусовым кислотам недеградированных почв
- •19.5. Поправочные коэффициенты для оценки степени деградации гумусовых соединений почв
- •Разного гранулометрического состава
- •19.5. Экологическая оценка загрязнения тяжелыми металлами
- •Глава 20
- •20.1. Общие положения
- •20.1. Ранжирование состояния экосистем по ботаническим нарушениям
- •20.2. Ранжирование состояния экосистем по биохимическим нарушениям
- •20.3. Ранжирование состояния экосистем по почвенным нарушениям
- •20.4. Выделение нарушенных зон экосистем в зависимости от глубины экологического нарушения и его площади
- •20.5. Классификация зон с учетом степени нарушенности площадей
- •20.3. Оценка загрязнения атмосферного воздуха
- •20.6. Критерии оценки степени загрязнения атмосферного воздуха по максимальным разовым концентрациям
- •20.7. Критерий оценки степени загрязнения атмосферного воздуха по среднесуточным концентрациям
- •20.8. Критерии оценки среднегодового загрязнения атмосферного воздуха
- •20.9. Критерии оценки состояния загрязнения атмосферы по комплексному индексу (киза)
- •20.10. Критерии загрязнения атмосферного воздуха по веществам, влияющим на наземную растительность и водные экосистемы
- •20.11. Показатели для оценки степени химического загрязнения поверхностных вод*
- •20.5. Индикационные критерии оценки
- •20.12. Оценка состояния поверхностных и сточных вод на основе биотестов (по состоянию тест-объекта)
- •20.13. Ранжирование состояния поверхностных вод по ресурсному критерию
- •20.6. Подземные воды
- •20.7. Загрязнение и деградация почв
- •20.8. Изменения геологической среды
- •Глава 21 экология селитебных территорий
- •21.1. Особенности современной экологической среды мест расселения человека
- •21.1. Группы поселений в зависимости от их численности
- •21.2. Ориентировочный баланс компонентов природной среды города с населением 1 млн жителей
- •21.3. Основные показатели, характеризующие воздействие жилищно-коммунального хозяйства
- •21.4. Медико-демографические критерии здоровья населения для оценки экологического состояния территорий
- •21.2. Проблемы физического загрязнения селитебной зоны
- •21.5. Производство тбо в различных странах
- •21.6. Утилизация мусора в некоторых странах
- •21А оптимизация экологического состояния сельских поселений
- •Глава 22
- •22.1. Общие положения
- •22.2. Устойчивость и изменчивость агроэкосистем
- •Некоторой системы во времени h(t) при различных нагрузках (Израэль, 1979):
- •22.3. Основные принципы организации агроэкосистем
- •22.1. Урожайность основных сельскохозяйственных культур в зависимости от условий рельефа, т/га (Варламов и Волков, 1991)
- •22.3. Сравнительная пригодность антропогенно- обусловленных участков для возделывания сельскохозяйственных культур с учетом природноохранных ограничений (Варламов и Волков, 1991)
- •22.4. Оптимизация структурно-функциональной организации
- •Агроэкосистем — основа
- •Повышения их продуктивности
- •И устойчивости
- •22.5. Методологические основы экологической оценки агроландшафтов
- •22.6. Устойчивость агроэкосистем
- •22.7. Реакция микробного сообщества на антропогенное воздействие
- •22.4. Адаптивные зоны изменчивости микробного сообщества в зависимости от уровня антропогенной
- •Нагрузки
- •22.8. Типы реакции агрофитоценоза на антропогенные воздействия
- •22.5. Использование азота удобрений растениями и его потери при различных способах внесения азотных удобрений, % от внесенной дозы
- •22.9. Устойчивость агроэкосистем при разных системах земледелия
- •22.10. Условия реконструкции и создания устойчивых агроэкосистем
- •Глава 23 производство экологически безопасной продукции
- •23.1. Эколого-токсико-логические нормативы
- •23.2. Вещества, загрязняющие продукты питания и корма
- •23.1. Распределение свинца в кочане различных сортов капусты белокочанной, м/кг сухого вещества
- •23.2. Распределение свинца в разных органах растений, мг/кг сухого вещества
- •Белокочанной (б) тяжелых металлов (мг/кг сухого вещества) и нитратов — цифры в кружочках (nOa, мг/кг сырой массы)
- •23.3. Предельно допустимые концентрации тяжелых металлов в пищевых продуктах и продовольственном сырье, мг/кг (Кольцов, 1995)
- •23.4. Допустимые остаточные количества тяжелых металлов в пищевых продуктах, мг/кг (Найштейн и др., 1987)
- •23.9. Снижение содержания нитратов в продукции при хранении, % исходного количества
- •23.10. Снижение содержания нитратов в различных продуктах в процессе варки
- •23.11. Содержание нитратов в соке из некоторых овощей
- •Для многих канцерогенных веществ
- •23.12. Содержание пхб в органах и тканях рыб из реки Оки, мкг/кг
- •23.13. Предельно допустимые нормы содержания антибиотиков в животноводческих продуктах, мкг/г или мкг/мл (Кольцов, 1995)
- •23.3. Способы исключения или минимизации негативных воздействий загрязнений
- •23.4. Сертификация пищевой продукции
- •И потребления (Киприянов, 1997)
- •Продуктов:
- •Глава 24
- •24.1. Организация охраны природы
- •24.2. Законы экологии б. Коммонера
- •24.3. Основные направления природоохранной деятельности
- •24.4. Опыт охраны природы в сельском хозяйстве
- •Заключение
Также включаются в наземную и пресноводную биомассу (Rudd, 1971, цит. По Рамад, 1981)
Рис. 11.7. Накопление и миграция остаточных количеств пестицидов в окружающей среде (Лунев, 1992)
11.8. Балльная система экотоксикологической
оценки пестицидов (по М. С. Соколову и М. А. Глазовской) (Лозановская и др., 1998)
Показатель вторичного эффекта пестицидов | |
Баллы* |
Персистентность в почве, мес: |
|
менее 1 |
2 |
1...6 |
4 |
6...24 |
6 |
более 24 |
8 |
Влияние на процессы ферментации и био- |
|
логическую активность почвы: |
|
не оказывает влияния |
0 |
влияет на отдельные процессы и попу- |
1 |
ляции |
|
влияет на многие процессы и популяции |
2 |
ublY^TfoWucrtWiS; ТО ТгрофиЖ) ПОЧЪЫ, СЖ |
|
не мигрируют |
0 |
мигрируют до 15 |
1 |
мигрируют до 50 |
2 |
мигрируют глубже 50 |
3 |
Рис. 11.8. Схема механизмов прогрессирующего накопления инсектицида диэлдрина в пищевых цепях
Морских организмов (Рамад, 1981)
254
Продолжение
Показатель вторичного эффекта пестицидов |
Баллы* |
Перемещение из почвы в культивируемые |
|
растения и фитотоксичное воздействие: |
|
не абсорбируются растениями |
0 |
абсорбируются, но не имеют вторичного |
|
воздействия |
1 |
абсорбируются и снижают качество уро- |
2 |
жая |
|
абсорбируются, снижают качество и ко- |
3 |
личество урожая и оказывают фито- |
|
токсичное воздействие на культуры |
|
Реакция на фотолиз: |
|
разлагаются фотохимически |
0 |
устойчивы к фотохимическому разложе- |
1 |
нию |
|
Оценка по предельно допустимым концен- |
|
трациям, мг/кг |
|
а) в сельскохозяйственной продукции: |
|
более 1 |
0 |
1...0Д |
1 |
0,1...0,01 |
2 |
менее 0,01 |
3 |
0 |
4 |
б) в воде: |
|
более 1 |
0 |
1...0Д |
1 |
0,1...0,01 |
2 |
менее 0,01 |
3 |
0 |
4 |
Воздействие на органолептические свой- |
|
ства: |
|
а) сельскохозяйственной продукции: |
|
не воздействуют |
0 |
воздействуют |
1 |
б) питьевой воды, допустимая концентра- |
|
ция, мг/кг: |
|
более 0,1 |
0 |
0,1...0,01 |
1 |
0,01...0,001 |
2 |
менее 0,001 |
3 |
Летучесть: |
|
соединения не улетучиваются |
0 |
улетучиваются, но концентрация на- |
1 |
сыщения ниже максимально допусти- |
|
мого предела |
|
то же, но концентрация насыщения рав- |
2 |
на максимально допустимому пределу |
|
то же, но концентрация насыщения рав- |
3 |
на пределу токсичности |
|
Токсичность для холоднокровных жи- |
|
вотных (ДЦэд), мг/кг: более 1001) |
|
1 |
|
200... 1000 |
2 |
50...200 |
3 |
менее 50 |
4 |
Способность накапливаться в организме |
|
теплокровных животных, коэффициент |
|
бионакопления: |
|
более 5 |
0 |
3...5 |
1 |
1...3 |
2 |
менее 1 |
3 |
* Суммарное количество баллов по всем показателям: 21 и более —очень токсичные препараты, 21... 14 среднетоксичные, 13 и ниже — относительно слаботоксичные препараты.
Итак, с одной стороны, применение пестицидов является важным фактором увеличения производства продукции. С другой же стороны, обнаружилось, что в результате их использования вредителей, болезней и сорняков не стало меньше. Более того, появились новые конкуренты человека в борьбе за урожай: насекомые, которые раньше не имели значения для сельского хозяйства; болезни растений, на которые прежде не обращали внимания; сорняки, считавшиеся редкими, а иногда даже экзотическими видами. Странные на первый взгляд изменения происходят и в окружающей среде. Птицы начинают нести яйца с очень тонкой и мягкой скорлупой; в водоемах погибает рыба; все меньше становится птиц (особенно хищных — одного из конечных звеньев в пищевых цепях) и мелких животных, питающихся насекомыми, а последние, наоборот, появляются в огромных количествах и т.д. Например, тетраниховые растительноядные клещи (черносмородиновый клещ и др.) до применения ядохимикатов встречались редко, а сейчас на борьбу с ними приходится затрачивать значительное количество производимых пестицидов. Известно, что до 50-х годов основными вредителями хлопчатника были хлопковый долгоносик и коробочный червь. После широкого применения ДДТ, токсафена и других препаратов массовое распространение получили хлопковая совка, табачная листовертка, табачная тля, паутинный клещ и пяденица, численность которых после подавления первых двух видов заметно возросла.
Как обоснованно отмечает Г. Л. Тышкевич (1987), отрицательные последствия, связанные с пестицидами, обусловлены главным образом разрушением биогеоценозов, в которых само существование и численность отдельных видов животных тесно связаны между собой. Пестицид, уничтожая вредителя, разрушает связи, благодаря которым численность данного вредителя поддерживалась в естественных условиях на определенном уровне. И если у такого вредителя возникает устойчивость к применяемым препаратам, то происходит вспышка (массовое его развитие), поскольку связи, сдерживающие этот
255
процесс, либо разорваны, либо ослаблены. Наряду с паразитами и хищниками есть и симбионты, т. е. растения или животные, без которых организм не может нормально существовать. Так, у насекомых на каждой стадии развития (яйцо, личинка, куколка, взрослая форма) имеются свои враги и симбионты. Очевидно, что из-за неизбирательности своего действия пестицид не может полностью избавить растения от того или иного вредителя. Немногочисленные же оставшиеся особи уже будут менее восприимчивы к токсиканту, а ослабление и разрыв остальных связей (что фактически и происходит) во многих случаях ведут к резкому последующему увеличению численности вредителей.
Значительны потери из-за уничтожения пестицидами насекомых-опылителей, опыляющих около 80 % всех цветковых растений. Ущерб только от гибели пчел составил более 2 млрд руб. (в
ценах 1985 г.). Причем доказано, что гибель насекомых резко возросла не только из-за непосредственного отравления гербицидами, но и потому, что пчелы, прилетевшие с участков, на которых проводилась обработка химикатами, имели другой запах и изгонялись из ульев. Так, в Калифорнии (США) при авиаобработках посевов пестицидами погибает до 10...20% пчелиных семей. Аналогичные ситуации были отмечены в Болгарии и Польше. При обследовании погибших от пестицидов пчелиных семей в Краснодарском крае установлено, что в первую очередь гибнут сильные семьи, поскольку они посещают большее количество растений и на более удаленных участках (рис. 11.9).
После освобождения с помощью гербицидов от сорняков «первого поколения» поля заселяют более устойчивые к ним виды, которые прежде были редкими (полевой хвощ, мать-и-мачеха, лисохвост, овсюг, пырей и др.).
Рис. 11.9. Влияние пестицидов на жизнедеятельность пчелиной семьи (Еремина и др., 1992)
В середине 70-х годов в результате отравления пестицидами на территории бывшего СССР ежегодно погибало около 40 % лосей, кабанов и зайцев, более 77 % боровой дичи, уток и гусей и более 30 % рыб в пресных водоемах.
Представляют интерес статистические данные, согласно которым в 1938 г. было известно всего 7 видов насекомых-вредителей, устойчивых к пестицидам, однако к 1984 г. резистентность (от лат. resistere — сопротивляться) к одному и более акарицидам или инсектицидам отмечена уже почти у 450 видов, т. е. у значительной части наиболее известных вредителей (или почти у 10 % считающихся вредными видов насекомых). Зарегистрировано более 150фитопатоген-ных организмов, 50 видов сорняков и 10 видов мелких млекопитающих и нематод, устойчивых к пестицидам. С учетом же кроссрезистентности (перекрестная резистентность, при которой повышенная устойчивость к действию одного препарата сопровождается устойчивостью к соединениям других химических классов) общее число зарегистрированных случаев резистентности превышает 1600. Разумеется, резистентность полезных для человека видов — положительный факт. (В связи с приобретением резистентности уместно напомнить об «эффекте царя Митридата», который, по преданию, приучил себя малыми дозами к мышьяку и безнаказанно пил на пирах отравленное вино со своими врагами...)
Характеризуя возможные ситуации, связанные с применением пестицидов, следует помнить, что они всегда отрицательно влияют на обитателей почв, жизнедеятельность которых лежит в основе поддержания почвенного плодородия. В частности, пестициды (особенно медьсодержащие) угнетают процесс нитрификации. Известны случаи, когда в результате чрезмерной химической нагрузки на почву доминирующее положение в ней занимали фитопатогенные микроорганизмы. При интенсивном использовании пестицидов отмечается стерилизация почвы (например, в некоторых районах Индии и Индонезии при выращивании сахарного тростника). Считается (Соколов и др., 1994), что гербициды (в зависимости от применяе-
мой дозы) воздействуют на микробоце-ноз, нарушая гомеостаз (устойчивое колебание вокруг определенного среднего уровня численности отдельных групп или активности метаболических процессов), вызывая стресс (обратимая депрессия, или временное угнетение жизнедеятельности), изменяя резистентность и индуцируя смену доминантных форм, а также обусловливая репрессии (необратимая реакция). При этом, если микробиологическая деятельность (численность и видовой состав) восстанавливается в течение 60 сут после воздействия, реакция микробоценоза считается обратимой; если ингибирование определенных форм микроорганизмов не менее чем на 50 % сохраняется до конца вегетационного периода, реакция считается необратимой.
При использовании гербицидов на фоне отсутствия или слабого развития травяного покрова многократно увеличивается вероятность развития процессов эрозии почвы.
Вода — основной компонент биосферы и незаменимый фактор существования биоты — является основным транспортным средством для пестицидов. Почвенные и грунтовые воды, внутренние водоемы и водотоки, а затем и Мировой океан при наличии определенных условий становятся конечными пунктами сосредоточения токсикантов. Регулярное применение больших количеств стойких липофильных пестицидов на обширных территориях (немалая часть которых, как правило, — площади водосбора) непременно становится причиной загрязнения водоемов. Токсиканты перемещаются с жидким и твердым стоками. Загрязнение поверхностных вод пестицидами происходит из-за прямого поступления в результате аварий, а также при нарушении правил транспортировки и хранения препаратов, при сносе аэрозолей или паров пестицидов в процессе их применения, в процессе стока поверхностных или дренажных вод с угодий, обработанных пестицидами. По данным КаспНИРХа, в нижнем течении Волги и ее дельте содержание ядохимикатов иногда превышает ПДК в тысячи раз, особенно на участках, прилегающих к местам сброса дренажных вод с возделываемых полей.
257
В результате многолетних наблюдений за оросительными системами на площадях, занятых на Кубани рисом, установлено (Соколов и др., 1994), что широко применяемые на посевах риса средне-стойкие гербициды со сбросными водами из оросительных систем поступали в Ахтаро-Гривенскую систему лиманов Азовского моря. С возвратными водами перенос осуществлялся на расстояние порядка 100 км. Миграция ксенобиотиков происходила преимущественно в форме твердого стока, т. е. в сорбированном илистыми частицами состоянии. В условиях мелководья лиманов и слабого течения взвешенные частицы откладываются в начале акватории, образуя обширные (протяженностью до нескольких километров) загрязненные зоны. Исчезновение гербицидов из грунтовых вод и донных осадков происходит очень медленно.
Мировая практика применения пестицидов свидетельствует о том, что они несут в себе потенциальную опасность. Нетоксичных для человека пестицидов нет. При определенных условиях, связанных в первую очередь с теми или иными нарушениями регламентов, а также правил хранения и применения препаратов, существует вероятность аллергенных, гонадотоксичных, канцерогенных, кожно-резорбтивных, мутагенных или бластомогенных, тератогенных, эмбрио-токсичных и эмбриотропных воздействий на людей, отравлений их сильнодействующими ядовитыми веществами.
Многообразие различных негативных проявлений, вызванных прямым и косвенным воздействием применяемых пестицидов, закономерно приводит к необходимости осмысления формирующихся при этом причинно-следственных связей и зависимостей с экологической точки зрения. В этой связи несомненный интерес представляют формулы Мура (Moore, 1967). Как отмечает исследователь, принято считать, что действие пестицидов происходит по схеме:
Пестициды —> Вредители, болезни, сорняки ± Несколько «вторичных эффектов».
Фактический же процесс воздействия используемых препаратов подчиняется иной схеме:
Пестициды —> Вся экосистема.
Очевидно, что исходная предпосылка является абсолютно ошибочной со всеми вытекающими отсюда последствиями. Любой пестицид, будучи внедренным в экосистему, неизбежно вызывает в ней глубокие изменения. Действие пестицидов никогда не бывает однозначным. Исходя из присущей всем пестицидам совокупности свойств, можно констатировать следующее:
для пестицидов, как правило, характерен широкий диапазон токсического действия на живое вещество биосферы; очевидно, что общепринятые названия — гербициды, инсектициды, фунгициды и т. д. — не дают достаточного представления о возможном реальном воздействии этих веществ на природные комплексы и их компоненты;
пестициды чрезвычайно токсичны для животных и человека;
подавляемые формы в любом агроце-нозе составляют не более доли процента от общего числа видов (в биосфере максимум 0,5 %); при применении же пестицидов поражаются не только объекты подавления, но и множество других видов, не являющихся мишенями действия, в том числе естественные враги и паразиты подавляемых форм;
пестициды всегда применяются против популяций;
действие пестицидов не зависит от плотности популяции, но их применяют только тогда, когда численность популяции объекта подавления достигает высоких значений;
руководствуясь ошибочным пониманием надежности обработки полей, угодий, акваторий, как правило, преднамеренно расходуют значительно большее количество препаратов, чем необходимо для уничтожения вредителя;
мизерность «целевого» попадания используемых препаратов (инсектициды и фунгициды — около 3 %, гербициды—5...40% от применяемого количества), короткие сроки «целевого» действия (1—2 % общего времени нахождения в окружающей среде);
остаточные количества пестицидов аккумулируются и биоконцентрируют-ся в пищевых (трофических) цепях;
имеет место вынос остаточных количеств пестицидов за пределы обрабатываемой территории;
258
появляются резистентные к пестицидам формы вредных организмов;
гибнут некоторые полезные организмы и происходят глубокие нарушения взаимосвязей в биоценозах;
возрастает вероятность отдаленных последствий, связанных с патологическим и генетическим действием ряда препаратов на биоту.
Вышеприведенные суждения наглядно подтверждают и развивают материалы рисунка 11.10, характеризующие особенности формирования и проявления демоэкологических и биоценоти-ческих эффектов под воздействием пес-тицидных нагрузок. Происходящие изменения ведут в конечном счете к снижению биотического потенциала и
259
нарушению биологического равновесия, что может внести резкий диссонанс в биосферные процессы.
Объективная реальность требует, чтобы при решении задач химизации, требующих использования пестицидов, поддерживался точный баланс между положительными и потенциальными отрицательными эффектами. Необходимо управление тремя ключевыми связями: взаимоотношениями между пестицидами и их целевыми объектами, взаимоотношениями между пестицидами и окружающей средой в "естественной или искусственной экосистеме и взаимоотношениями в цепи пестицид — пища — человек.
Пути решений здесь в первую очередь должны, по-видимому, определяться повышенными экологическими требованиями к пестицидам. По мнению видного отечественного специалиста в области химических методов защиты растений члена-корреспондента РАН Н. Н. Мельникова, новые пестициды должны соответствовать следующим требованиям:
умеренная персистентность в объектах окружающей среды в данной климатической зоне;
возможно низкая токсичность для человека, животных и других полезных организмов, в том числе гидробионтов;
относительно быстрое разложение в почве, воде, атмосфере и в организмах теплокровных животных с образованием продуктов, безопасных для человека, животных и культурных растений;
отсутствие кумуляции этих препаратов в организме человека, животных, птиц и гидробионтов;
отсутствие отдаленных отрицательных последствий для человека, животных и других живых организмов при систематическом длительном использовании препаратов;
возможность чередования препаратов из различных классов соединений во избежание привыкания к ним вредных организмов, а также накопления препаратов в объектах окружающей среды.
Химизация сельского хозяйства по своей сути — активное вмешательство человека в круговорот веществ в природе для его регулирования и стимулиро-
вания наибольшей отдачи почвы, растительного и животного мира. Связанные с химизацией преимущества, с одной стороны, и ее отрицательные последствия, с другой — это противоположности, образующие сущность единого, но противоречивого целого — процесса химизации. В принципе следует рассматривать химические средства, применяемые на биоценотической основе, как способ управления процессами саморегуляции организмов агро-ценоза. Оценивая с этих позиций сложившуюся практику применения ХСЗР, нельзя не обратить внимание на ее определенную «прямолинейность», вследствие чего должным образом не учитываются особенности функционирования экологических систем, где «все связано со всем». В процессе предотвращения возможных неблагоприятных последствий, вызываемых вредителями, болезнями, сорняками, целевому воздействию подлежит множество объектов элиминирования. Очевидно, что и арсенал применяемых способов защиты растений также должен быть достаточно разнообразным и максимально соответствующим (близким) природе нежелательных явлений. Речь должна идти о комплексной системе защитных мероприятий, включающей агротехнические, биологические, карантинные, механические, селекционные, семеноводческие, физиологические и химические способы, разрабатываемые на основе познания объективных закономерностей развития культурных растений, их вредителей, болезней и полезных орга-низмбв с учетом влияния окружающей среды.
Основное направление биологического способа — использование полезных насекомых и клещей (энтомофагов) в борьбе с вредными. Энтомофаги представлены в природе хищниками, ведущими активный образ жизни и питающимися многими особями одного или (чаще) нескольких видов вредителей и паразитами (или паразитоидами), живущими до достижения взрослой стадии внутри или на теле одной особи вредителя и питающимися ею. Наиболее известные .и широко используемые хищники — божьи коровки, златоглазки, жужелицы, мухи-журчалки, муравьи.
260
Из числа паразитов для биологической защиты часто применяют перепончатокрылых насекомых (трихограммы, бракониды, ихневмониды, теленомусы, энкарзии и др.) и мух (тахины и др.). Наиболее опасны для растений иноземные карантинные вредители. В новых районах обитания они лишены своих врагов и поэтому причиняют наибольший ущерб. Самый эффективный способ борьбы с такими вредителями — интродукция с их родины энтомофагов. Завезенные хищники и паразиты либо акклиматизируются в новых условиях, либо их размножают в биолабораториях и выпускают в природу, где они с успехом заменяют химические обработки. Большое значение имеют мероприятия по охране местных энтомофагов: создание микрозаповедников, расселение некоторых видов (например, муравьев) по территории, посев вблизи сельскохозяйственных угодий нектароносов для подкормки взрослых паразитов, использование высокоселективных пестицидов в сроки, безопасные для энтомофагов, и т. д. Изучение биологических особенностей полезных организмов и разработка методов, обеспечивающих их развитие, позволяют сохранить био-ценотическое равновесие и значительно сократить или даже исключить применение химических средств борьбы с вредными организмами.
Биологические средства начали использовать и для защиты растений от болезней. Так, на основе изучения гиперпаразита мучнистой росы огурца создан биопрепарат, позволяющий исключить применение в защищенном грунте химических средств для борьбы с наиболее опасной болезнью огурца. Разрабатываются приемы использования для этой цели ряда авирулентных штаммов бактерий и грибов, эффективных против различных корневых гнилей, ржавчины и мучнистой росы зерновых и других культур. Исследуется возможность использования биологических методов в борьбе с сорными растениями, например горчаком розовым, амброзией, повиликой, заразихами. Перспективно использование против сорняков специальных растительноядных насекомых (гербифагов).
Важную роль в защите растений иг-
рают способы обработки почвы, сроки и способы посева, уход за растениями, проведение своевременной уборки, соблюдение севооборота и правильное чередование культур в нем. Необходим переход от монокультуры к поликультуре: в сложных экосистемах взаимосвязи таковы, что постоянно высокая численность какого-либо одного вида (сорняка или вредителя) невозможна.
Выведение сортов сельскохозяйственных культур, устойчивых к наиболее опасным вредителям и болезням, соблюдение правил семеноводства, предусматривающих меры не только по сохранению первоначальных качеств сорта, но и по оздоровлению семенного материала, — весьма важные и перспективные составляющие системы защитных мероприятий. Например, многолетними опытами по ступенчатой гибридизации в бывшем СССР была выведена группа сортов хлопчатника, не поражаемых вилтом.
К настоящему времени завершены работы по выделению и идентификации гормонов, управляющих метаморфозом и размножением насекомых. В частности, расшифрована химическая структура многих гормонов и осуществлен их синтез. В практике защиты растений находят широкое применение синтетические половые феромоны (биологически активные летучие вещества, управляющие размножением и многими другими формами жизнедеятельности) для выявления очагов вредителей, установления сроков проведения мероприятий по химической защите и привлечения самцов вредных насекомых к источникам стерилизации.
Для снижения поступления пестицидов в пищевые цепи важно регулировать химический состав почвы: дефицит азота, серы или бора активизирует процессы накопления токсикантов в растениях соответственно на 27,18 и 23 %.
Кроме того, для предотвращения последствий пестицидного загрязнения следует уменьшать нормы расхода препаратов и кратность обработок, ускорять расход пестицидов, добавлять в товарные формы адсорбенты, снижающие миграцию пестицидов и степень их подвижности*
Принципиально важное значение для
261
принятия оптимальных решений по защите растений имеют надежные прогнозы патологического эффекта, учет экономических порогов вредоносности (плотность популяции вредного организма, вызывающая такую степень повреждения растений, при которой применение защитных мероприятий экономически оправдано) и целесообразности (плотность популяции вредного организма, вызывающая такое снижение урожая, при котором применение защитных мероприятий рентабельно). Очевидно, что требуются обоснования для определения порога экологической целесообразности применения химических средств защиты растений.
К настоящему времени в Германии, Франции и США накоплено немало примеров достаточно успешного выращивания сельскохозяйственных культур без применения ХСЗР, полученных фермерами. В России также есть хозяйства, в которых без пестицидов получают хорошие урожаи (Краснодарский край, Омская область, Чувашская Республика). В ряде хозяйств Краснодарского края выращивают рис по не предусматривающей применения пестицидов технологии, разработанной профессорами Кубанского ГАУ Е. Б. Величко и В. П. Амелиным. Здесь же разработана аналогичная безгербицидная технология возделывания кукурузы. В некоторых районах Новосибирской области небезуспешно внедряется практика изменения структуры посевов с учетом прогнозируемой численности вредителей и т. д.
Комплексный подход к защите сельскохозяйственных растений от вредителей, болезней, сорных растений послужил основой для создания интегрированной системы защиты растений, или интегрированной борьбы с вредными видами. По определению М. С. Соколова и др. (1994), это особый подход к совместному использованию всех доступных форм подавления вредного организма, включая механические, физические, биологические, биоценотические, агротехнические, химические способы борьбы и регулирования численности, систематически применяемые для достижения основной цели — безопасно, эффективно и с минимальными затратами средств уменьшить популяцию вредного
вида. Этими же авторами предложена оригинальная системообразующая схема защиты растений и урожая (рис. 11.11).
Известен зарубежный аналог интегрированной системы защиты растений —интегрированная система регулирования численности вредителей. Как отмечает Сандра Поустел (Sandra Postel, 1988), называя эту систему комплексной борьбой с вредителями (КБВ), она рассматривает сельскохозяйственные угодья как экосистему, в которой взаимодействует множество природных факторов, влияющих на вредных насекомых и сорняки. Эта система включает механизмы биологического контроля (естественные враги вредителей), культуру сельскохозяйственного производства, генетические преобразования (создание устойчивых к вредителям сельскохозяйственных культур) и разумное использование химикатов, способствующих стабилизации урожаев при минимизации угрозы здоровью населения и окружающей среде. При этом преследуется цель не полного уничтожения вредителей и сорняков, а поддержание их численности, на том уровне, который не приводит к ощутимым экономическим потерям. Химикаты в КБВ не первоочередное и основное средство борьбы, а избирательное и используемое только в случае острой необходимости. Рассматриваемая система борьбы требует знаний о жизненных циклах вредителей, их поведении и естественных врагах, о влиянии способов посева и внесения ядохимикатов на численность вредителей и их врагов, а также о ряде других параметров сельскохозяйственных экосистем. Определенное мнение о рассмотренной системе защиты растений позволяют составить данные, приведенные в таблице 11.9.