Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Агроэкология. Учебное пособие
.pdf
сопоставлением минимальных доз, вызывающих смертность
50 % подопытной группы организмов; эти дозы обозначают
символом ЛД
.
50
По токсичности для человека и теплокровных животных
пестициды подразделяют:
на сильнодействующие – ЛД
до 50 мг/кг живой массы
50
(бромистый метил и др.);
высокотоксичные – ЛД
среднетоксичные – ЛД
до 200 мг/кг (базудин и др.);
50
до 1000 мг/кг (медный купорос
50
и др.);
малотоксичные – ЛД
более 1000 мг/кг (бордоская жид-
50
кость, витавакс, диален, неорон, сера и др.).
В настоящее время разработаны математические методы,
позволяющие прогнозировать опасность накопления того или
иного пестицида в агроэкосистеме.
Наряду с приведенной классификацией пестицидов по токсичности существует их комплексная гигиеническая классификация, разработанная НИИ гигиены и токсикологии пестицидов, которая
основана на учете всех реальных проявлений
опасности пестицида (степень летучести, кумуляция, стойкость во внешней среде, возможность проявления отдаленных
последствий для биоты и человека и т.д.).
Класс опасности препарата в данном случае определяется
на основании лимитирующего критерия, т.е. того отрицательного свойства пестицида, от которого в первую очередь мо
жет зависеть возможность возникновения нежелательных
последствий.
По степени комплексного воздействия на организм пестициды подразделяют на четыре класса: I – чрезвычайно опасные; II – высоко опасные; III – умеренно опасные; IV – мало
опасные. Разработана шкала экотоксикологической оценки пестицидов, включающая систему критериев, среди которых
токсиколого-гигиенические – оценка по нормативам, воздействие на органолептические свойства, летучесть (упругость
паров), токсичность для теплокровных животных и человека
, мг/кг), а также способность к кумуляции их в организ-
(ЛД
50
ме (коэффициент бионакопления); эколого-агрохимические –
персистентность в почве (месяцы), миграция по почвенному
профилю (сантиметры), транслокация в культурные растения,
фитотоксическое действие через почву, реакция на действие
инсоляции; экотоксикологические – коэффициент избиратель-
ности действия.
-
91
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
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
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 пестици-
Известно, что до 50-х гг. прошлого века основными вре-
дов.
дителями 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.
; болезни растений, на которые прежде
из конечных звеньев
6.3. Отрицательные последствия, связанные
с применением пестицидов в агроэкосистемах
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. Если у такого вредителя
возникает устойчивость к применяемым
исходит вспышка (массовое его развитие), поскольку связи,
сдерживающие этот процесс, либо разорваны, либо ослаблены. Наряду с паразитами и хищниками, есть и симбионты, т.е.
растения или животные, без которых организм не может нор-
92
препаратам, то про-
мально 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 р. (в ценах 1985 г.). Причем доказано, что гибель
насе-
комых 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 отме-
в Болгарии и Польше. При обследовании пчелиных се-
чены
мей, погибших от пестицидов в Краснодарском крае, установлено, что в первую очередь гибнут сильные семьи, поскольку
они посещают большее количество растений и на более уд аленных участках.
После освобождения с помощью гербицидов от сорняков
«первого поколения» поля заселяют более устойчивые к
ним
виды, которые прежде были редкими (полевой хвощ, мать-имачеха, лисохвост, овсюг, пырей и др.).
В середине 70-х гг. ХХ в. 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 насекомыхвредителей, устойчивых к пестицидам, однако к 1984 г. резистентность (от лат. resistere – сопротивляться) к одному и бо-
лее акарицидам или инсектицидам отмечена уже почти у 450
видов, т.е. у значительной части наиболее известных вредителей (или почти у
10 % видов насекомых считающихся вредными). Зарегистрировано более 150 фитопатогенных организмов,
50 видов сорняков и 10 видов мелких млекопитающих и нематод, устойчивых к пестицидам. С учетом же кроссрезистент-
93
ности (перекрестная резистентность, при которой повышенная
устойчивость к действию одного препарата сопровождается
устойчивостью к соединениям других химических классов)
общее число зарегистрированных случаев резистентности
превышает 1600.
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.
Считается (Соколов и др., 1994), что гербициды (в зависи-
мости от применяемой дозы) воздействуют на
микробоценоз,
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 (необратимые реакции). Если микробиологическая деятельность (численность и
видовой состав) восстанавливается в
течение 60 сут после
воздействия, то 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 главным 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
тер риториях (немалая часть которых, как
правило, – площади
водосбора) непременно становится причиной загрязнения водоемов. Токсиканты перемещаются с жидким и твердым стока-
94
ми. 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.
Мировая практика применения пестицидов свидетель
ствует о том, что они несут в себе потенциальную опасность.
Нетоксичных для человека пестицидов нет.
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
агроценозе 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 об-
работки полей, угодий, акваторий, как правило, преднамеренно расходуют значительно бόльшее количество препаратов,
чем необходимо для уничтожения вредителя;
мизерность «целевого» попадания используемых препа-
ратов (инсектициды
и фунгициды – около 3 %, гербициды –
5–40 % от применяемого количества), короткие сроки «целево-
го» действия (1–2 % общего времени нахождения в окружающей среде);
остаточные количества пестицидов аккумулируются и
биоконцентрируются в пищевых (трофических) цепях;
-
95
имеет место вынос остаточных количеств пестицидов за
пределы обрабатываемой территории;
появляются резистентные к пестицидам формы вредных
организмов;
гибнут некоторые полезные организмы и происходят глу-
бокие нарушения взаимосвязей в биоценозах;
возрастает вероятность отдаленных последствий, связан-
ных с патологическим и генетическим действием ряда препаратов на биоту.
6.4. Экологические требования к пестицидам
Объективная реальность требует, чтобы при решении задач
химизации с использованием 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
пища – человек.
Пути решений здесь в первую очередь должны, повидимому, определяться повышенными экологическими требованиями к пестицидам. По мнению видного отечественного
специалиста в области химических методов защиты растений
члена-корреспондента Российской академии наук Н.Н. Мельникова, новые пестициды должны соответствовать следующим требованиям:
умеренной персистентностью в
среды в данной климатической зоне;
очень низкой токсичностью для человека, животных и
других полезных организмов, в том числе гидробионтов;
относительно быстрым разложением в почве, воде, ат-
мосфере и в организмах теплокровных животных с образованием продуктов, безопасных для человека, животных и культурных растений;
отсутствием кумуляции
ловека, животных, птиц и гидробионтов;
отсутствием отдаленных отрицательных последствий для
человека, животных и других живых организмов при систематическом длительном использовании препаратов;
этих препаратов в организме че-
цепи пестицид –
объектах окружающей
96
возможностью 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 стимулирования наибольшей отдачи почвы, растительного и животного мира
. Связанные с химизацией преимущества, с одной стороны, и ее отрицательные последствия, с другой стороны, – это противоположности, образующие сущность единого, но противоречивого целого – процесса химизации. В принципе, следует рассматривать
хи мические средства, применяемые на биогенетической основе, как способ управления процессами саморегуляции организмов агроценоза. Оценивая с таких
позиций сложившуюся
практику применения ХСЗР, нельзя не обратить внимания 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 биологические,
агротехнические, карантинные, механические, селекционные,
семеноводческие, физиологические и химические способы, раз-
рабатываемые на основе познания объективных закономерностей развития культурных растений, их
вредителей, болезней
и полезных организмов 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, мухижурчалки, муравьи.
97
Из числа паразитов для биологической защиты часто применяют перепончатокрылых насекомых (трихограмм, браконид, ихневмонид, теленомусов, энкарзий и др.) и мух (тахинов и др.).
Наиболее опасны для растений иноземные карантинные
вредители. В новых районах обитания они лишены своих врагов и поэтому причиняют огромный 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 биоценотическое 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 применения биологических методов в борьбе с сорными растениями,
например горчаком розовым, амброзией, повиликой, заразихами. Перспективно использование против сорняков специальных растительноядных насекомых (гербифагов).
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.
98
В практике защиты растений широкое применение находят
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.
Комплексный подход к защите сельскохозяйственных растений от вредителей, болезней, сорных
растений послужил
основой для создания интегрированной системы защиты рас-
тений, или интегрированной борьбы с вредными видами. 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.
Известен зарубежный аналог интегрированной системы
защиты растений – интегрированная система регулирования
численности вредителей. Как отмечал С. Поустел (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. Данная
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.
99
Глава 7
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
В СВЯЗИ С КАТАСТРОФОЙ НА ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АЭС
7.1. Состояние проблемы
Экологическая обстановка в республике резко обострилась
в связи с катастрофой на Чернобыльской АЭС, в результате которой 1/5 часть территории оказалась в зоне радиоактивного
загрязнения. В основном это районы Гомельской и Могилевской, а также частично Брестской, Минской и Гродненской областей. Загрязнено более 1,7 млн га сельскохозяйственных
угодий, из которых 273 тыс. га
скохозяйственного оборота. Радиоактивному загрязнению подверглось более 2 млн га леса, что составляет около 30 % всего
лесного фонда Беларуси.
По своим масштабам и долговременным последствиям эта
авария является крупнейшей экологической катастрофой.
Ее глобальность заключается не только в радиоактивном загрязнении больших территорий, но и в том, что она
практически все сферы общественной жизни, многие области
науки и производства. Из общественного потребления исключаются природные ресурсы, изымаются плодородные пахотные земли, сокращаются размеры пользования лесными,
минерально-сырьевыми и другими ресурсами. Существенным
образом меняются условия функционирования объектов производственного и социального назначения, расположенных
в зонах загрязнения. Отселение из загрязненных радионукли
дами населенных пунктов приводит к прекращению деятельности ряда предприятий и объектов социальной сферы. Республика несет убытки от снижения объемов производства, неполной окупаемости средств, вложенных в здания, сооружения, оборудование, мелиоративные системы. Существенны
потери топлива, сырья и материалов.
Согласно проведенным расчетам, суммарный ущерб, нанесенный республике чернобыльской аварией
по 2015 г., в ценах на 1 июня 1992 г. составит 6871,8 млрд р.
Из всех отраслей республики наиболее пострадало сельскохозяйственное производство. Прямые потери от выбытия земель из оборота за период 1986–2015 гг. в ценах на 1 июня
полностью исключены из сель-
охватила
за период с 1986
-
100
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]