гання тощо. Отруєння спричинюють також забруднення пестици- дами води і продуктів харчування.

Гострі отруєння — лише один з аспектів шкідливої дії пестицидів на здоров’я людини. Токсична дія препаратів може виявлятися у формі хронічних захворювань навіть через кілька місяців або років після контакту з ними. Постійні контакти працівників з пестицида- ми призводять до зниження захисних властивостей організму, по- силення перебігу і прискорення неспецифічних захворювань нерво- вої, серцево-судинної систем, травного каналу, ураження органів зору.

Досить часто трапляються захворювання шкірних покривів унас- лідок контакту з деякими пестицидами.

Узв’язку з тривалістю, великими масштабами і обсягами засто- сування пестицидних препаратів вони можуть бути віднесені до чи- сла глобальних забрудників навколишнього середовища. З ними пов’язують появу низки патологічних станів, у тому числі розвиток новоутворень, переривання вагітності, народження дітей з патоло- гічними відхиленнями тощо.

1.4.ГІГІЄНІЧНА РЕГЛАМЕНТАЦІЯ ЗАСТОСУВАННЯ ПЕСТИЦИДІВ

Укомплексі заходів із запобігання негативній дії пестицидів на людину важливою є гігієнічна регламентація їх застосування. Вона включає обґрунтування гігієнічних нормативів допустимого вмісту препаратів у продуктах харчування і об’єктах навколишнього сере- довища та визначення умов, які регламентують їх застосування.

Для осіб, зайнятих на роботах із застосування пестицидів, конт- ролюють такі гігієнічні нормативи: гранично допустиму концентра-

цію пестицидів у повітрі робочої зони (ГДКр.з); строк поновлення ро- біт на полях і в багаторічних насадженнях, оброблених пестицида- ми (строк виходу на ділянки).

Для всіх категорій населення має значення контроль макси- мально допустимого рівня залишкових кількостей пестициду в про- дуктах харчування (МДР); гранично допустимої концентрації пести-

циду у воді водоймищ господарсько-питного призначення (ГДКв.в); гранично допустима кількість пестициду у ґрунті (ГДКґ); строк від останньої обробки до збирання урожаю — строк очікування.

Порівняння рівня забруднення продуктів харчування і об’єкта навколишнього середовища з гігієнічними нормативами для відпо- відного хімічного препарату є основним показником для контролю- ючих служб.

Нині широко застосовують математичні методи визначення гігіє- нічних нормативів і орієнтовних безпечних рівнів впливу (ОБРВ) шкідливих речовин. Основні параметри обмежень (регламентів) для

18

застосування препаратів внесені до «Переліку пестицидів і агрохі- мікатів, дозволених до використання в Україні», куди щороку вклю- чають нові випробувані у виробничих умовах пестициди.

Особливо точно слід дотримуватися рекомендованих норм витрат пестициду. Збільшення норм витрат може призвести до надмірного накопичення токсиканту в середовищі і рослинній продукції та інші негативні явища.

Для санітарного контролю за залишками пестицидів у продукції для кожного препарату визначаються єдині показники допустимих залишків у різних продуктах і фуражі. Під залишковими кількос- тями пестициду розуміють діючу речовину пестицидного препарату, продукти його трансформації, утворені під впливом абіотичних фак- торів навколишнього середовища (інсоляція, температура, вологість тощо), або в результаті метаболізму під впливом біологічних факто- рів. Ці показники координуються Всесвітньою організацію із сільсь- кого господарства і продовольства та Всесвітньою організацією охо- рони здоров’я.

Величини допустимих залишкових кількостей встановлюють на підставі результатів досліджень токсичності пестициду на тваринах, визначення динаміки залишків пестициду в рослинах тієї чи іншої культури. Накопичення пестицидів у продуктах харчування і сіль- ськогосподарській сировині залежить від багатьох факторів, які умовно можна розподілити на чотири основні групи:

1)особливості пестициду — структура, фізико-хімічні властивості;

2)особливості об’єктів, що обробляються;

3)умови застосування пестицидів;

4)ґрунтово-кліматичні умови.

Величину допустимої залишкової кількості пестициду подають у міліграмах діючої речовини препарату на 1 кг продукту і встанов- люють з таким розрахунком, щоб забезпечити нешкідливий для людини рівень вмісту залишків пестициду в харчовому раціоні. Цей показник встановлюють для кожного препарату і окремого виду сільськогосподарської продукції.

До важливих регламентів, що сприяють запобіганню забруднен- ню пестицидами продуктів харчування вище максимально допус- тимого рівня (МДР), належить строк останньої обробки до збирання врожаю — строк очікування. Це період, після якого пестицид, нане- сений на рослину або внесений у ґрунт, залишається у кількості, що не перевищує допустиму залишкову, або зовсім руйнується.

Строк останньої обробки визначається стійкістю речовини, три- валістю збереження її у навколишньому середовищі і продуктах, а також токсиколого-гігієнічними властивостями і залежить від фізи- ко-хімічних характеристик препаративної форми, рослин, погодних умов.

19

Для більшості малотоксичних препаратів (фосфорорганічних, пі- ретроїдних, фунгіцидів) строк очікування становить 20 – 30 діб, а для більш стійких (Бі-58 новий, золон, нурел-Д, вектра), особливо на ягідниках і лікарських рослинах, — до 45 діб.

Утих випадках, коли не можна уникнути застосування більш стійких пестицидів з пізніми строками, або на культурах, у яких вони можуть накопичуватись, встановлюються регламенти на вико- ристання одержаної продукції. Наприклад, при обробці ріпаку зо- лоном, карате, фастаком, дуалом забороняється використання стеб- ла на корм тваринам, олії — для харчування та в харчовій промис- ловості, забороняється вживати ягоди суниць, малини, смородини, оброблені карате, Бі-58 новим, каратаном, рубіганом, тілтом.

Профілактика отруєнь, пов’язаних з проведенням робіт на полях,

усадах, виноградниках, оброблених пестицидами, забезпечується встановленням строків виходу на оброблені ділянки. При цьому враховується характер робіт (механізовані або ручні), можливість надходження в зону дихання працюючих як самого препарату, так і продуктів його трансформації, проникнення хімічних сполук крізь шкіру при контакті з ґрунтом, рослинами.

Строки небезпечного виходу людей для проведення ручних робіт на поля, оброблені пестицидом, варіюють від 3 (для малотоксичних препаратів міді) до 10 (для високотоксичних фосфорорганічних ін- сектицидів) діб.

Увипадку допосівного внесення гербіцидів у ґрунт регламент по- довжується до 20 діб. При висіванні насіння цукрових буряків, оброб- лених фураданом, який належить до сильнодіючих отруйних речо- вин (СДОР), строк виходу становить 45 діб. Це пов’язано з тим, що протягом місяця і більше на поверхні ґрунту утворюються небезпечні концентрації пари інсектициду і продуктів його трансформації.

Для забезпечення суворого дотримання регламентів застосуван- ня пестицидів, проведення землекористувачами всіх форм власності заходів захисту рослин, високої якості робіт з хімічними препарата- ми в Україні створено систему державного контролю в сфері захисту рослин. Вона здійснюється Державною службою захисту рослин Мі- ністерства аграрної політики України. До неї входять Головне управління Державної служби захисту рослин, Головна державна інспекція захисту рослин, державні станції захисту рослин Авто- номної Республіки Крим, областей і районів. Начальник Головного управління Державної служби захисту рослин і станцій захисту рослин одночасно є головними державними інспекторами захисту рослин.

Основними завданнями державного контролю у сфері захисту рослин є:

³ організація обстежень посівів, насаджень, угідь, розробка про- гнозів;

20

³забезпечення виконання загальнодержавних, міждержавних, регіональних цільових програм захисту рослин;

³запобігання масовому розмноженню і поширенню шкідливих організмів;

³здійснення державного контролю за проведенням землекорис- тувачами нагляду за фітосанітарним станом посівів, насаджень, місць збереження та переробки рослинної продукції, а також захис- том їх від шкідливих організмів, дотриманням технологій і регла- ментів зберігання, транспортування і використання засобів захисту рослин;

³виконання інших функцій відповідно до закону України з пи- тань захисту рослин.

1.5. ОСНОВИ АГРОНОМІЧНОЇ ТОКСИКОЛОГІЇ

Токсикологія (від грец. toxikon — отрута і logos — учення) — нау- ка, яка вивчає фізичні та хімічні властивості отрут, механізми їх дії на живі організми, форми використання, ознаки отруєння, способи їх профілактики і лікування.

Агрономічна токсикологія — розділ, що вивчає властивості пес- тицидів, які використовуються в агрономії, вплив їх на людей, ссав- ців, комах, кліщів, нематод, на гриби, бактерії, віруси, мікоплазмові організми, рослини, агробіоценози, навколишнє середовище в ціло- му. Агрономічна токсикологія вивчає теоретичні основи синтезу пе- стицидів, розробки і удосконалення способів їх раціонального засто- сування, які обмежують негативну дію на довкілля.

1.5.1. Токсичність пестицидів

Токсичність — здатність хімічних речовин у певних кількостях спричинювати отруєння організму тварин і людини. Ця властивість притаманна всім хімічним сполукам — від вітаміну А до пестици- дів. Токсичність залежить від міри, форми або способу впливу на живий організм.

Мірою токсичності є доза (від грец. dosis — порція). Вона вира- жається в одиницях маси хімічної сполуки на одиницю маси орга- нізму (мг/г — для комах; мг/кг — для гризунів та інших тварин).

Для характеристики дози або концентрації як міри токсичності пестициду слід відрізняти дозу (концентрацію) порогову, сублеталь- ну і летальну.

Порогова доза — найменша кількість пестициду, яка спричинює зміни у фізіолого-біохімічних процесах за відсутності у шкідливих організмів ознак отруєння.

Сублетальна доза — доза пестициду, яка спричинює порушення життєдіяльності організму без смертельного наслідку.

21

Летальна доза — доза пестициду, яка спричинює загибель орга- нізму.

Організми, що використовуються для визначення токсичності, називають біотестами, а окремі показники змін біохімічних і фізіо- логічних процесів, які використовують з метою визначення ступеня отруєння, — тестами.

Кількісні показники токсичності пестицидів визначають дослід- ним шляхом за спеціальними методиками. Показники токсичності дають змогу визначити норми витрати препарату і більш ефективні способи їх застосування. Кількісні показники токсичності мають важливе значення для встановлення резистентності до пестицидів у шкідливих організмів. Залежність токсичності пестициду від його дози покладено в основу кількісного визначення пестицидів у різ- них середовищах.

Показники токсичності позначаються в літературі символами СД (смертельна доза); ЛД (летальна доза); СК (смертельна концентра- ція) і ЕД (ефективна доза), що є показником ефекту.

Якщо ефект токсичної дії пестициду обчислюють за кількістю за- гиблих об’єктів, використовують показники ЛД і СК. На практиці токсичність препарату оцінюють за середньою характеристикою, найчастіше за дозами (концентраціями), що спричинюють 50-від- соткову загибель особин (СД95, ЛД50, мкг/г діючої речовини, або

СК50, % діючої речовини). Використовують також дози або концент- рації, які спричинюють 95-відсоткову загибель особин (ЛД95, млг/г,

СК95, % д.р.)

У разі, коли ефект дії пестицидів обчислюють за ступенем пору- шення окремих процесів життєдіяльності (обмін речовин, гальму- вання або прискорення росту і розвитку тощо), кількісним показни- ком є ЕД. Токсичність пестицидів визначають дослідним шляхом. Для цього готується серія концентрацій (не менше 5) дослідного і еталонного пестицидів з таким розрахунком, щоб очікувана заги- бель об’єктів коливалась у межах 15 – 90 % для визначення СД50

(СК50). З метою стандартизації дослідів усі розрахунки слід прово-

дити за діючою речовиною препарату і застосовувати однакову схе- му розведення, наприклад, так звану «логарифмічну»: 0,1 % – 0,05 % – 0,025 % – 0,01 % – 0,005 % і т.д.

Кількість препарату, необхідного для приготування найбільш концентрованого (маточного) розчину, розраховують за формулою

Х = apy,

де Х — кількість вихідного препарату для приготування необхідно- го об’єму розчину із заданою концентрацією; а — вміст діючої речо-

22

вини у заданому розчині (0,1 %); у — необхідний для досліду об’єм розчину (1000 мл); р — вміст діючої речовини у вихідному препараті (наприклад, карате — 5 % д.р.).

Залежно від біотесту, з метою визначення пестицидної дії речо- вини її застосовують шляхом обприскування, годування отруєною їжею, контакту з обробленою поверхнею, внесення пестициду у жи- вильне середовище тощо.

Для визначення токсичності пестицидів при кишковому отруєнні використовують метод «сандвічів». Поверхню пластинки листка об- робляють робочим розчином препарату певної концентрації. Потім її прикривають іншою пластинкою, але обробленою крохмалем (для закріплення), і дають комахам. Через 1 – 2 доби підраховують масу загиблих комах і площу з’їденої частини листка. Знаючи норму ви- трати препарату на одиницю площі, площу з’їденої частини листка (вимірюють за допомогою міліметрового паперу або кураметра), ма- су комах (визначають шляхом зважування), оцінюють кількість по- глинутого пестициду на одиницю маси комахи за формулою

X = acb,

де Х — доза препарату, поглинута комахою, мг/г; а — норма витрат препарату, мг/см2; b — площа листка, з’їденого комахою, см2; с — маса комахи, г.

Контактну властивість пестициду визначають кількома метода- ми залежно від особливостей членистоногих.

Метод топікальної обробки. Ацетонові або ацетоново-водні роз- чини відомої концентрації препарату мікродозатором або мікропі- петкою наносять на дорсальну частину або середньогруди комахи.

Метод підсаджування на отруєну поверхню (метод отруєних ек-

ранів). Круги фільтрувального паперу діаметром 8 – 10 см змочують 1 см3 розчину пестициду, а потім вистилають ними верхню і нижню частини чашки Петрі. Вміщують у них змочені цим самим розчином листки або їх частини, а також комах.

Метод занурення заселених комахами рослин у розчини пести-

циду на 3 см, після чого їх вміщують у чашки Петрі, вистелені філь- трувальним папером.

Для одержання вірогідних результатів необхідно, по-перше, ви- користовувати однорідний біологічний матеріал і, по-друге, забез- печити точне визначення кількості препарату, який потрапив у ор- ганізм комахи.

Визначення токсичності фунгіцидів проводять на об’єктах, з якими легко поводитися у лабораторних умовах (фітофтора, борош- ниста роса). Найпростіший метод — це коли на поверхню скла (предметного або чашки Петрі) вміщують водний розчин фунгіциду

23

відповідної концентрації, а потім наносять краплю суспензії спор збудника хвороби. Такі самі за об’ємом краплі спорової суспензії на- носять на скло, оброблене тільки водою. За кількістю спор, що про- росли у дослідному і контрольному варіантах, обчислюють фунгі- цидну активність.

Токсичність гербіцидів визначають у чашках Петрі, на дно яких насипають пісок. Потім його покривають фільтрувальним папером, змоченим водним розчином гербіциду відповідної концентрації, на який висівають насіння різних бур’янів. При оцінці гербіцидної ак- тивності визначають кількість загиблих, пригнічених рослин, про- водять виміри корінців і пагонів, зважують рослини. Одержані дані порівнюють з контролем.

Через певний проміжок часу (24 – 48 год), достатній для опти- мального виявлення дії пестициду, визначають біологічну ефектив- ність.

Результати представляють у вигляді статистичного ряду, в якому ефект зростає з підвищенням дози, хоча зростаючі дози препарату, як правило, дають ефект, що повільно зменшується. За отриманими даними будують графік залежності ефекту від доз пестициду. Екс- периментальні дані свідчать, що ця залежність виражається кри- вою S-подібної форми, що ускладнює визначення оптимальних доз. Для виправлення такої кривої використовують метод «пробіт- аналізу» за Бліссом, де у системі координат замість абсолютного по- казника доз або концентрацій беруть їхні логарифми, а відповідні їм відсотки ефекту перетворюють на умовні одиниці — пробіти (від лат. probability — імовірність).

За отриманими показниками пробіт і логарифмів доз відклада- ють відповідні точки на графіку і з’єднують їх прямою лінією. При перетинанні одержаної прямої лінії з лінією, що відповідає 50 % (95 %) ефекту, знаходять за графіком показник логарифма дози (концентрації), що відповідає 50 % (95 %) ефекту (рис. 1).

Для вичерпної оцінки токсичності пестициду проводять статис-

тичну обробку даних показників СК50 (ЛД50 ) і СК95 (ЛД95). Останнім часом розрахунок величин токсичності проводиться на

комп’ютерах. Обробка результатів досліду виконується за допомогою програми PROBAN. Метод відрізняється швидкістю, точністю, більш широкими можливостями і складається з таких основних етапів:

³збір і добір біологічного матеріалу, розрахунок і приготування робочих концентрацій пестицидів;

³обробка біологічного матеріалу;

³облік ефективності пестициду;

³обчислення основних величин токсичності та їх помилок на комп’ютері.

24

інсектицидів кишкової дії), внаслідок чого травний канал очищу- ється від отруйної їжі. При використанні речовин фумігаційної дії у комах на тривалий час закриваються дихальні отвори, що необхідно враховувати при визначенні експозиції. У відповідь на дію препа- ратів контактної дії у слимаків спостерігається надмірне виділення слизових речовин, які склеюють часточки препарату і значно змен- шують його токсичну дію.

Для шкідників, збудників хвороб рослин характерною є індиві- дуальна стійкість до токсичності хімічних засобів захисту рослин. Встановлено, що в однаковому віці окремі види виявляють різну стійкість до того чи іншого препарату. При цьому має значення па- тологічний стан окремих органів і систем, а також загальний фізіо- логічний стан організму. Токсична дія препарату залежить також від періоду його застосування протягом доби. На токсичність препа- ратів впливають і статеві особливості. Встановлено, що самки менш чутливі до кишкових препаратів, ніж самці.

Абіотичні фактори — сукупність органічних факторів (неживої природи), фізичної або хімічної дії (клімат, світло, температура, во- логість повітря і ґрунту, вітер, радіоактивне випромінювання, склад води, повітря, рельєф місцевості та ін.), які прямо або опосередкова- но впливають на живі організми і, відповідно, на токсичність хіміч- них засобів захисту рослин.

У зв’язку з тим, що стійкість шкідливих організмів значною мі- рою залежить від фізіологічного стану останніх, умови, які підви- щують життєдіяльність організмів, можуть посилювати токсичність хімічних сполук, а фактори, які стримують життєдіяльність організ- мів, навпаки, не сприяють прояву токсичної активності пестицидів. Серед цих факторів найбільше значення має температура. Під її впливом змінюється як активність самого препарату, так і реакція організму. Підвищена температура впливає на токсичність препа- ратів двояко: з одного боку, може підвищуватися активність діючої речовини препарату, а з іншого — сам шкідливий організм стає більш чутливим до її дії. Наприклад, при підвищенні температури (до оптимуму) підвищується фізіологічна активність комах (дихан- ня, живлення тощо), що сприяє значно більшому поглинанню тка- нинами токсичних речовин і отруєнню.

Особливо велике значення має температура при використанні системних препаратів. При температурах, нижчих за оптимальні, фізіологічні процеси в рослинах малоактивні, переміщення пожив- них і пестицидних речовин у провідних системах уповільнене, у зв’язку з чим токсичність пестицидів незначна або повністю відсут- ня. Відносно низькі температури можуть впливати на формування резистентності у шкідливих організмів. Їх тканини і органи набу- вають здатності до часткової переробки і нейтралізації тієї міні- мальної кількості токсичної речовини, яка надходить у них.

26

Токсичність хімічних сполук значною мірою залежить від дози. Біологічна реакція живого організму, на який діє токсична речови- на, спричинюється лише незначною часткою загальної дози, яка використовується на практиці. Ця частка інгібує окремі важливі функції організму, після чого розвивається патологічний процес, здатний призвести до його загибелі. Токсичність залежить і від того, як швидко і в якій кількості речовина проникає до місця дії і всту- пає у взаємодію з організмом. Тому будь-який фактор, що впливає на процеси взаємодії речовини з чутливими органами, призводить до змін токсичності.

Хімічно стійкі речовини більш тривалий період зберігаються на об’єктах порівняно з малостійкими, що необхідно враховувати при їх застосуванні. При внесенні нестійких препаратів у ґрунт їх одноча- сно і ретельно загортають, що сприяє підвищенню їх токсичності і збільшує тривалість збереження у ґрунті. На вегетуючих рослинах високостійкі препарати доцільно застосовувати при температурах, нижчих за оптимальні, що значно зменшує їх звітрюваність. При високих температурах їх використовувати недоцільно.

Важливими факторами, що впливають на токсичність пестици- дів, є липкість, змочуваність і утримуваність робочих рідин на рос- линах. З метою поліпшення цих властивостей до робочих рідин до- дають різні речовини (приліплювачі, змочувачі, рідкі комплексні добрива, поверхнево-активні речовини).

1.5.3. Дія пестицидів на рослини

Дія пестициду на рослину може бути прямою та опосередкова- ною. Пряма дія виявляється в результаті безпосереднього проник- нення токсиканту у рослину через корені, стебла, листя. Опосеред- кована дія препарату на рослину може бути результатом більш ак- тивного або пригніченого розвитку мікрофлори ґрунту під впливом застосованого пестициду, а також режиму живлення. При надхо- дженні препарату він швидко поширюється по судинній системі рос- лини і проникає у різні органи і тканини або локалізується на окремих ділянках проникнення. Залежно від цього дія пестициду на рослину може бути загальною або локальною.

Дія пестицидів на рослини залежно від їх властивостей, дози і форми препарату, методів і строків застосування, видових і вікових особливостей, екологічних умов може бути пошкоджувальною, при- гнічувальною або стимулювальною. При цьому слід враховувати, що вплив пестицидів спричинює кількісні й якісні зміни сільського- сподарської продукції.

При неправильному застосуванні пестициди можуть виявляти небажану дію або післядію на рослини, що виражається в опіках, відмиранні тканин, деформації органів, порушенні строків дозрі-

27

вання. Фітоцидна дія препарату перебуває у прямій залежності від вмісту в ньому діючої речовини, хімічної активності, а також від властивостей допоміжних речовин, які входять до складу пестици- ду. Недопустима наявність у препаратах надмірної кількості віль- них мінеральних кислот і кислих солей, а також вуглеводнів і аро- матичних сполук, які містяться у мінеральних маслах.

Опіки рослин можуть викликати неорганічні препарати, напри- клад мідний купорос, тому його застосовують у суміші зі свіжогаше- ним вапном у вигляді бордоської рідини. Опіки здатні викликати і органічні пестициди. Ступінь опіків рослин пестицидами залежить від погодних умов і видових та сортових особливостей рослин. Як правило, спекотна погода сприяє прояву опікової дії препаратів, що пов’язано з інтенсивністю дихання рослин. Сильніших опіків за- знають рослини, які ростуть у вологих умовах. Рослини з більш тон- кими покривами чутливіші до негативної дії препарату.

Дія пестицидів при різних способах обробки залежить від кілько- сті препарату, що наноситься на рослину. Токсиканти у малих дозах не впливають негативно, а в деяких випадках навіть виявляють стимулювальну дію на ріст рослин та їх урожайність. У великих до- зах пестициди, як правило, пригнічують рослини. За характером дії пестицидів на рослину можна умовно виділити три зони доз. Пер- ша — «зона малих доз» відповідає послідовному посиленню позитив- ного впливу препарату на ріст рослин. Друга — «зона порогових доз» відповідна максимальному прояву позитивної дії препарату. Третя — «зона надлишкових доз», за яких настає пригнічення росту рослин аж до повної загибелі.

Стимулювальна дія пестицидів виявляється при передпосівній обробці насіння або обприскуванні рослин у підвищенні схожості та енергії проростання насіння, прискоренні росту й розвитку рослин, у збільшенні площі листкової поверхні. У даному випадку дія ток- сиканту деякою мірою схожа з дією стимуляторів росту рослин. Але схожість має місце тільки при порівняно невеликих дозах, при за- стосуванні підвищених доз токсиканти діють пригнічувально.

Помітну стимулювальну дію на рослини виявляють хлорорганіч- ні інсектициди навіть у значних дозах. Значно меншу позитивну дію на рослини і в значно вужчих межах доз виявляють сучасні ін- сектициди (фосфорорганічні, піретроїдні, карбаматні), більшість фунгіцидів та гербіцидів. Ці пестициди за певних умов виявляють фітотоксичну дію.

Та чи інша дія пестицидів на рослини зумовлена складом, будо- вою та іншими фізико-хімічними властивостями. Важливе значен- ня у даному випадку має характер реакції рослин на дію токсикан- тів.

Відповідна реакція рослин при обробці їх пестицидами залежить від анатомо-морфологічних особливостей (товщини кутикули, кіль-

28

кості і розміру продихів тощо), які зумовлюють у багатьох випадках можливість і швидкість проникнення препарату в рослину. Крім того, вона зумовлена особливостями фізіологічних і біохімічних процесів у рослинах, які в одних випадках приводять до швидкого знешкодження токсиканту, а в інших — до пригнічення життєвих функцій, у третіх — до посилення роботи захисних механізмів, що мобілізують на подолання негативної дії пестицидів додаткові ре- сурси поживних речовин.

Характер реакції рослин на дію пестицидів залежить також від видових, сортових та вікових властивостей. Основним критерієм стійкості рослин до пестицидів є відносна постійна їх продуктив- ність. Однак характеристику культури необхідно мати до збирання врожаю. У зв’язку з цим оцінку стійкості до пестицидів можна про- водити у різні фази розвитку за кількома показниками: цитогене- тичними (виникнення хромосомних аномалій), морфологічними (число рослин з морфозами листя, стебла, колоса), біохімічними (ак- тивність оксидоредуктаз та гідролізу), продуктивністю рослин.

Найбільшу стимулювальну дію пестицидів встановлено при за- стосуванні їх у період інтенсивного росту (фаза сходів, кущіння у зернових; поява справжніх листків у бобових). Використання гербі- цидів у більш пізні строки призводить до фітотоксичності і знижен- ня врожаю.

Реакція рослин на дію пестицидів визначається також умовами росту та якістю ґрунту. При дефіциті вологи у ґрунті спостерігається депресія росту і розвитку рослин. Так, при обробці насіння озимої пшениці Бі-58 в цих умовах спричинює затримку у проростанні на- сіння і зниження його схожості. Фунгіцидні препарати міді при під- вищеній вологості повітря в період обробки або після неї виклика- ють опіки листя.

Порівняльна токсичність пестицидів для шкідливих організмів і рослин, які захищають, характеризується коефіцієнтом безпеки (хе- мотерапевтичним коефіцієнтом). Він визначається відношенням мінімальної концентрації (дози) пестициду, що викликає загибель шкідливого організму, до максимальної концентрації (дози) препа- рату, яку витримують рослини, що обробляються:

КБ = К1( Д1 ), К2( Д2 )

де КБ — коефіцієнт безпеки; К1(Д1) — мінімальна концентрація (до- за), при якій уражуються шкідливі організми; К2(Д2) — максимальна

концентрація (доза), яку витримують рослини, що обробляються. Чим більше значення коефіцієнта, тим небезпечніший пестицид

для захищуваних рослин.

29

Пестициди при проникненні у рослину викликають пригнічу- вальний, пошкоджувальний або, навпаки, стимулювальний ефект.

Одним з початкових етапів впливу пестициду є реакція рослин- ної клітини на його дію. Вона виявляється у зниженні в’язкості про- топлазми і підвищенні осмотичного тиску клітинного соку. Зміна в’язкості протоплазми відбивається певним чином на характері об- міну речовин, що, в свою чергу, призводить до глибоких змін у стані протоплазми і рослини в цілому.

Слабкому зниженню в’язкості протоплазми і незначному підви- щенню осмотичного тиску клітинного соку відповідає позитивний вплив пестицидів на ріст та урожайність рослин. Більш значній зміні цих показників відповідає фітоцидна дія токсиканту.

Характер реакції рослинної клітини на дію пестициду визнача- ється фізіологічним станом рослинного організму в конкретних умовах навколишнього середовища. Істотне значення для фізіоло- гічного стану має вологість. Наприклад, при дефіциті вологи поси- люється зниження в’язкості протоплазми, викликане токсикантом.

Загалом вплив пестицидів на рослини зводиться до різнобічної дії на обмін речовин. Вони можуть змінювати проникність клітин- ної мембрани, інтенсивність фотосинтезу, дихання, активність пов’язаних з ними окисно-відновних ферментів, порушувати вугле- водний, азотний, фосфорний, водний обміни. Інтенсивність цих процесів залежить від природи препарату, його норми, строків і фор- ми застосування, умов середовища.

Особливість дії на рослини фосфорорганічних сполук полягає у зміні напрямку фізіолого-біохімічних процесів, що виражається у порушенні інтенсивності дихання, активності окислювальних фер- ментів, підвищенні осмотичного тиску клітинного соку тощо. Дія інсектицидів на вуглеводний обмін у початковий період виражаєть- ся у переважанні гідролітичних процесів. Це сприяє зниженню вмі- сту в рослинах крохмалю і підвищенню кількості моносахаридів. Аналогічні явища спостерігаються і при синтезі білкового комплек- су. В перший період після застосування інсектицидів вміст загаль- ного і, особливо, білкового азоту знижується, спостерігається нако- пичення амінокислот.

Інсектициди впливають також на фосфорний обмін у рослинах, що виявляється у посиленні біосинтезу фосфатів, нуклеїнових кис- лот, нуклеопротеїдів, а також підвищенні накопичення білкової і мінеральної фракцій фосфору. Підвищений вміст азоту, фосфору в тканинах оброблених інсектицидами рослин свідчить про те, що то- ксиканти сприяють не тільки посиленому поглинанню цих елемен- тів, а й продуктивному їх використанню у процесі метаболізму.

Позитивний вплив на ріст і розвиток рослин, на підвищену хво- робостійкість мають і сучасні фунгіциди. В основі всього цього ле- жать зміни фізіологічних процесів в організмі рослин, що обробля-

30

ються. При обробці насіння зернових культур фунгіцидами з групи гетероциклічних сполук — похідних оксатіїну після тимчасового пригнічення цитохромоксидази відбувається помітне зростання її активності, що призводить до розвитку репараційних процесів. Стимулювальна дія цих фунгіцидів проявляється на активності ін- ших оксидоредуктаз (каталази та пероксидази) з самого початку обробки рослин. Під впливом фунгіцидів підвищується витрива- лість рослин до дії збудників грибних хвороб.

Спостерігається певна специфічність у дії на рослини, що оброб- ляються, гербіцидів різних класів хімічних сполук. Так, гербіци- ди — похідні хлорфеноксисполук викликають істотне порушення фосфорного обміну у рослинах, що пов’язано з порушенням фосфо- рилування вуглеводів. У рослинах порушується синтез РНК, зміню- ється спрямування і інтенсивність дихання.

Застосування пестицидів у підвищених дозах призводить до більш глибоких змін обміну речовин і на більш тривалий час. На якомусь певному рівні дії пестициду мобілізація захисних можливо- стей рослин виявляється недостатньою для подолання порушень фізіологічних та біохімічних процесів, і в такому випадку процеси стають зворотними. Наслідками таких порушень є пригнічення рос- ту та розвитку рослин і навіть їх пошкодження.

Подолання пригнічувальної і посилення стимулювальної дії мо- же бути досягнуто застосуванням сумішей пестицидів з мінераль- ними добривами або стимуляторами росту рослин, підібраних зале- жно від характеру фізіологічної дії токсиканту.

Накопичено багато фактів про вплив пестицидів на урожай сіль- ськогосподарських культур, причому не за рахунок знищення шкід- ливих організмів, а завдяки стимулювальній дії ростових процесів рослин, підвищенню в ґрунті рухомих форм поживних речовин та його родючості.

Посилення процесів життєдіяльності рослин під впливом пести- цидів у рекомендованих нормах сприяє також підвищенню якості врожаю: вмісту білка у зерні, крохмалю у бульбах картоплі, цукру у коренеплодах цукрових буряків, плодах яблуні, ягодах тощо.

Взаємодії, які виникають між рослинами і пестицидними речо- винами при їх безпосередньому контакті, дуже складні і здебільшо- го до кінця не вивчені. Вони складаються з різних елементів, які виявляються на різних етапах. Серед хімічних засобів захисту май- же немає таких, які були б токсичними для шкідливих організмів і зовсім нейтральними для культурних рослин.

При використанні деяких препаратів помітних візуально пошко- джень не спостерігається, але вони істотно змінюють фізіологічний стан рослин. У зв’язку з цим культурні рослини стають менш зимо- і посухостійкими, що зрештою призводить до їх поступового відми- рання. Хімічні сполуки, які проникають у рослинний організм, за-

31

знають суттєвих перетворень, відбувається їх метаболізація. Кінцеві продукти цього процесу важко визначати і, отже, — передбачити поведінку препаратів у рослинах і продуктах рослинного і тварин- ного походження. Шкідливість і характер процесу можуть бути різ- ними залежно від властивостей і дози препаратів, а також видових і вікових особливостей рослин, інтенсивності перебігу фізіологічних процесів у певних умовах навколишнього природного середовища. Швидкість метаболізму пестицидних речовин у рослинах визнача- ють два суттєвих моменти в їх дії: 1) тривалість збереження речови- ни в тканинах рослин. Речовини, які порівняно повільно метаболі- зують з утворенням нетоксичних продуктів, виявляють властивості системних хімічних сполук; 2) зі зменшенням швидкості метаболіз- му збільшується небезпека збереження залишкових кількостей пес- тицидних речовин у сільськогосподарській продукції.

Значна кількість сучасного асортименту пестицидів при внесенні у ґрунт здатна легко проникати в рослини через кореневу систему, в насіння і садивний матеріал — при їх протруюванні, а також через надземні вегетуючі органи при їх обприскуванні робочими розчи- нами. При дотриманні регламентів застосування пестицидів їх фі- тотоксичні властивості не виявляються. При порушенні регламентів застосування пестицидних речовин часто спостерігається їх нега- тивний вплив на насіння сільськогосподарських культур, особливо при збільшенні норм витрати або знезараження некондиційного за вологістю насіннєвого матеріалу. Насіння зовсім втрачає схожість або утворює потворні проростки з ненормально вкороченими або потовщеними корінцями, що не здатні нормально поглинати ґрун- тову вологу та засвоювати поживні речовини.

У стані спокою рослини більш стійкі проти фітоцидної дії пести- цидів, ніж під час вегетації. Наприклад, плодові дерева у період спокою за відсутності сокоруху витримують без негативних наслід- ків обробки їх робочими розчинами ДНОК, мідного купоросу та бор- доської рідини у високих концентраціях (3 – 4 %). З початком соко- руху, набрякання бруньок і протягом всього вегетаційного періоду до обпадання листя і зупинки сокоруху ці препарати не можна за- стосовувати у зв’язку з високою фітотоксичністю.

З трав’янистої рослинності односім’ядольні (зокрема, колосові злаки) загалом менше пошкоджуються при обробці їх пестицидни- ми речовинами, ніж двосім’ядольні, а з деревних порід — хвойні менше, ніж листяні.

Порівняльна стійкість різних видів рослин до хімічних засобів захисту значною мірою визначається комплексом їх морфологічних і фізіологічних властивостей, а також їх станом. Вважають, що рос- лини, листя яких вкрите різними покривними волосками, восковим шаром, або які мають товсту кутикулу, меншою мірою страждають від негативного впливу пестицидних речовин порівняно з тими рос-

32

линами, в яких ці особливості відсутні. Щільна будова палісадної паренхіми всередині листків теж робить рослини більш стійкими проти негативного впливу пестицидних речовин.

Рослини, які ростуть на високому агрофоні, мають значно вищу фізіологічну стійкість до негативного впливу пестицидів порівняно з вирощуваними на низькому агрофоні. Пошкодження шкідниками і хворобами також зменшують стійкість рослин, адже, з одного боку, це полегшує проникнення хімічних сполук у тканини рослин, а з іншого — збільшується їх розчинність під впливом рослинних соків, що витікають з поранень, спричинених шкідливими організмами.

Ужарку погоду, коли фізіологічні процеси в рослинах приско- рюються, а хімічна активність пестицидних речовин зростає, відпо- відно збільшується і ризик проявів фітотоксичності. У вологу погоду водорозчинні препарати більш фітотоксичні порівняно з менш роз- чинними. Це пояснюється тим, що при надмірному зволоженні в рослинних тканинах накопичується максимальна кількість води, внаслідок чого проникнення всередину тканин розчинних у воді препаратів прискорюється, а малорозчинних, навпаки, значно змен- шується. Крім того, при надмірному зволоженні окремі речовини проникають всередину рослин швидше ще й тому, що кутикула на листках у вологу погоду буває завжди тоншою, ніж у суху. Цим, зок- рема, пояснюється те, що в закритому ґрунті не тільки пестицидні речовини, а й мінеральні добрива (при позакореневому живленні) частіше виявляють фітотоксичний ефект, ніж у відкритому.

Щоб запобігти пошкодженню рослин при практичному застосу- ванні пестицидних препаратів, слід усебічно враховувати умови, що можуть сприяти прояву їх фітотоксичності і, по можливості, зазда- легідь усунути їх. Необхідно чітко дотримуватися передбачених ре- гламентів використання препаратів. У всіх випадках перед широ- ким застосуванням рекомендується перевіряти препарати з метою визначення їх фітотоксичності. Для цього робочими розчинами того чи іншого препарату обробляють невеликі ділянки посівів або окре- мі модельні дерева. Застосування препарату на великих площах розпочинають лише переконавшись, що він практично безпечний для рослин. Така попередня перевірка потрібна також при застосу- ванні бакових сумішей пестицидів і агрохімікатів.

1.5.4.Транспортуючі системи рослин

іїх роль у переміщенні пестицидних речовин

Урослинному організмі можна виділити дві сфери живлення — ґрунтове і повітряне. У зв’язку з цим в рослинах утворилися дві провідні тканини, які забезпечують ефективне пересування речо- вин у двох протилежних напрямках.

33

Увищих рослин поживні речовини кореневого живлення разом з водою рухаються від підземних до надземних органів, а від листків —

унапрямку кореневої системи. Перший (акропетальний) шлях руху називають висхідною течією, а другий (базипетальний) — низхідною. Висхідна течія йде з кореня по стеблу в листки провідними елемен- тами, які об’єднується загальною назвою ксилема (комплекс тканин рослин). Вона складається з цілісних трубок, утворених відмерлими клітинами, якими вода і розчинені в ній мінеральні поживні речови- ни транспортуються із кореневої системи в листя.

Судинами в рослинах переміщуються різні водорозчинні речови- ни. Це можна наочно продемонструвати, зануривши стебла зрізаної білої квітки в червоне чорнило. Через півгодини основні судини бі- лих пелюсток забарвляться кольором чорнила. Той самий ефект спостерігається, якщо занурити в чорнило рослину з цілою корене- вою системою або пошкодити коріння і вмістити рослини в ґрунт, зволожений чорнилом.

Уближчих до природних умов випадках вода сорбується в суди- ни жилами через поверхневі тканини, які створюють ефективний бар’єр для великих молекул барвника, тобто обмежувальним фак- тором є не транспорт, а проникнення в ксилему.

Друга, низхідна система — флоема (комплекс живих провідних елементів у рослин) — більш складна і до кінця не вивчена. По ній з невеликою швидкістю (не більше кількох сантиметрів за годину) із дорослого листя в молоді тканини, що ростуть, транспортуються продукти фотосинтезу. По флоемі переміщується концентрований (до 16 %) розчин універсального енергетичного продукту метаболіз- му рослин — сахарози, а також амінокислот і білків у значно мен- ших концентраціях. Транспортування всередині рослин на значні відстані відбувається лише цими двома системами. Транспортують- ся тільки водорозчинні речовини.

Ксилему та флоему за їхніми функціями різко розмежувати не можна, адже за певних умов і в різні періоди онтогенезу по ксилемі можуть рухатись вгору і органічні речовини. У зворотному напрям- ку по флоемі можуть рухатись не тільки пластичні речовини, а й мінеральні сполуки.

Залежно від механізму дії пестицидів вони здатні проникати в тканини і поширюватися в них у різних напрямках, серед яких ви- діляють: акропетальний (знизу догори), базипетальний (згори дони- зу), латеральний (з одної половини листка в другу), трансламінар- ний (з верхнього боку листка на нижній). Наведені види поширення пестицидів спричинюють прояв пестицидної активності в необроб- лених частинах рослинного організму.

Швидкість переміщення поживних речовин провідними судина- ми рослин досить велика. Так, швидкість низхідного переміщення продуктів фотосинтезу з листя цукрових буряків коливається у ме-

34

жах від 70 до 150 см/год, рослин помідора — 150 – 156 см/год. Дещо повільніше переміщуються асиміляти до плодів і пагонів, що рос- туть, де швидкість становить 40 – 60 см/год. Переміщення води і мі- неральних речовин в напрямку знизу догори відбувається більш ін- тенсивно. Так, максимальна лінійна швидкість руху фосфору дого- ри по судинах рослин помідора досягає 480 см/год, соняшнику — 300 см/год. З найбільшою швидкістю рухається по рослинах вода (у деревних рослин досягає 6 – 8 м/год і більше).

Швидкість переміщення пестицидних речовин значно менша по- рівняно з поживними речовинами. При цьому встановлено, що як поживні речовини, так і пестицидні речовини рухаються по судин- ній системі рослин швидше угору, ніж униз, і швидкість їх перемі- щення різна залежно від виду рослин і фізико-хімічних властивос- тей препаратів.

Розкладаючись у судинах рослин, системні пестициди не вияв- ляють негативного впливу на ріст і розвиток рослин.

Дифузне проникнення пестицидів у рослинний організм зумов- люється розчинністю сполук, коефіцієнтом розподілу, розміром та конфігурацією молекул діючої речовини препарату. Після проник- нення діючої речовини в судинно-провідну систему починається її поширення по судинах і в цілому по рослинному організму.

У рослинному організмі, що швидко росте, відзначається значне поглинання води і її рух спрямований, в основному, у надземні ве- гетуючі органи. Це сприяє накопиченню системних сполук у моло- дих, але повністю сформованих листках, у той час як переміщення до кореневої системи не відбувається. Навіть при внесенні в ґрунт системні інсектициди не акумулюються у кореневій системі. У лист- ковому апараті рослин їх буває значно більше, ніж у ґрунтовій воді. Таким чином, системні інсектициди здатні виявляти свою дію проти сисних шкідників, які живляться надземними органами, але не ви- являють пестицидної дії проти шкідників, які пошкоджують коре- неву систему. Навіть кореневі попелиці, які є найбільш чутливими до таких препаратів, не зазнають їх впливу. Тому досі не створено системного інсектициду для знищення виноградної філоксери.

Сисні комахи поглинають (висмоктують) велику кількість рос- линного соку із судин флоеми. З біологічної точки зору це непряме всмоктування. За допомогою свого хоботка вони відшукують ті діля- нки флоеми, де розчинні цукрові сполуки знаходяться під значним осмотичним тиском. Таким чином, рослина-хазяїн постачає розчин- ні поживні речовини в організм шкідника без активної його участі. Цю особливість комах фізіологи використовують для отримання проб чистого соку флоеми.

Відомо, що сік у флоемі насичений цукром, але має незначну кіль- кість білків. Тому при живленні попелиці викидають надлишок цук- ристих речовин через спеціальні вихідні отвори. Дрібні краплини

35