Тема 4 Экологизация применения химических веществ в растениеводстве

Цель занятия: получить представление о методах борьбы с нежелательными организмами, необходимости применения химичес­ких средств и их характеристиках, о преимуществах и не­гативных последствиях применения пестицидов; о путях и методах снижения нежелательных последствий применения химических средств; научиться рассчитывать потребное количество препарата, рабочего раствора, подбирать технические средства для обработки растений.

В растениеводстве применяются разнообразные химические соединения, которые можно разделить на удобрения, стимуляторы роста и пестициды - вещества для уничтожения вредных раститель­ных и животных организмов. Наибольшее экологическое значение имеет применение пестицидов.

Для профилактики и активной борьбы с вредителями и болез­нями растений применяют разнообразные способы. По принципу дейс­твия и технике применения они делятся на растениеводческие (лесохозяйственные), механические, физические, биологические и хи­мические. Каждый из способов предусматривает использование ряда высокоэффективных средств и методов. Наибольший эффект достигается при применении комплекса методов, объединенных в систему мероприятий, когда все применяемые средства и методы взаимно дополняют и последовательно сменяют друг друга.

Система лесозащитных мероприятий - это не простое сложение методов и средств, а их интегрирование, при котором предотвраще­ние ущерба достигается регулированием численности и распростра­нения вредных организмов в лесу.

4.1. Характеристика химического метода защиты растений

Химическая защита растений основана на применении в борьбе с вредными организмами химических веществ, способных уничтожать либо прекращать развитие этих организмов. Особенность пестицидов заключается в их токсичности - свойстве в малых дозах нарушать нормальную жизнедеятельность организмов и вызывать их гибель.

Мерой токсичности является доза - количество ядовитого ве­щества, достаточного для отравления организма (выражается в еди­ницах массы яда по отношению к единице массы тела вредителя - мг/кг). Различают следующие дозы по степени воздействия на организм:

- летальная - наименьшее количество пестицида, вызывающее гибель (чаще применяется LD50 - летальная для 50% особей доза);

- сублетальная - доза, вызывающая значительные изменения в организме, без его гибели;

- пороговая - доза, вызывающая незначительные, часто обра­тимые изменения в организме.

Пестициды состоят из действующего вещества и ингредиентов, улучшающих физические свойства рабочих составов (эмульгаторы, смачиватели, прилипатели и т.п.)

Пестициды вызывают острое или хроническое отравление и по характеру действия делятся:

- контактные - отравляют организм, .проникая через покровы, образуя воздухонепроницаемую оболочку, разрушая покровы;

- кишечные - отравляют при попадании в организм с пищей;

- фумиганты - проникают в организм в виде паров или газов через органы дыхания.

Пестициды применяются различными способами: опрыскиванием, опыливанием, в виде аэрозолей, в виде отравленных приманок и путем инъекций внутрь растения.

Наиболее часто применяется опрыскивание. Наиболее рас­пространены: малообъемное опрыскивание (МО) - опрыскивание с расходом эмульсии, суспензии или раствора до 20…30 л/га;

улътрамалообъемное (УМО) - применение жидкого пестицида в тонкодисперсном состоянии без разбавления с расходом 0,5…5,0 л/га; Это наиболее эффективный и экономичный способ обработки.

По происхождению пестициды подразделяются:

I. Heopгaнические - препараты серы, фтора, мышьяка, пре­параты йода.

2. Органические соединения - хлорорганические, фосфорорга-нические, производные карбаминовой кислоты, фенолы, минераль­ные масла.

3. Растительного происхождения - содержащие пиретрины, анабазин, никотин.

Хлорорганические препараты из-за высокой токсичности для теплокровных и длительного срока разложения с 1992 г не раз­решены к применению.

По токсичности препараты (при введении в желудок экспери­ментальным животным) делятся:

1) сильнодействующие LD₅₀ до 50 мг/кг); 2) высокотоксичные: LD₅₀ до 50-200 мг-кг; 3) средне-токсичные: ДВ₅₀  200…1000 мг/кг.

По стойкости: очень стойкие вещества - разложение на нетоксичные соединения более 2 лет; стойкие - 0,5…2 года; умеренно стойкие – 1…6 мес.

Химические препараты выпускаются и применяются с определенной концентрацией - т.е. содержанием яда (действующего вещества) в рабочем составе. Кон­центрация выражается в процентах или в объемных единицах яда, содержащихся в определенных объемных единицах жидких или порошко­образных составов.

Пестициды применяются с определенной нормой расхода -количеством действующего вещества или рабочего состава, расхо­дуемого на единицу площади или на отдельный объект.

Преимущества химического метода защиты растений:

- быстрое приготовление рабочих составов;

- высокая автоматизация и механизация процесса защиты;

- высокая эффективность обработок;

- возможность оперативной обработки больших территорий;

- возможность прекращения вспышек массового размножения;

Негативные последствия химборьбы: .

- быстрое привыкание вредных организмов к данным пестици­дам и нормам расхода;

- низкая избирательность действия;

- высокая токсичность для полезных и индифферентных организмов;

- кумуляция ядов в пищевых цепях и концерогенные свойства;

- нарушения в популяционной динамике вредителей, приво­дящие к сокращению срока между вспышками размножения;

- различная эффективность при действии на различные фазы развития вредных организмов;

- зависимость эффективности химобработки от погодных условий и физиологического состояния вредителей;

- длительность разложения на нетоксичные соединения;

- концерогенность, мутагенность, аллергенность многих соединений для теплокровных и человека.

Негативные стороны применения инсектицидов в настоящее время стараются преодолевать:

- запрещением применения очень стойких, концерогенных ядов;

- переходом на препараты растительного происхождения;

- изучением популяционной динамики вредных видов для выявления наиболее уязвимых фаз развития;

- разработкой новых высокотоксичных для вредителей, но имеющих щадящее действие на полезные виды, препаратов;

- разработкой и применением препаратов избирательного действия;

- применением быстроразлагающихся соединений в сроки, когда полезные организмы наименее уязвимы;

- применением веществ, обладающих слабой кумуляционной способностью, мутагенными и концерогенными свойствами;

- применением интегрированных систем защиты с использо­ванием пестицида в пороговой дозе и биопрепарата в половинной дозе, что снижает вредное воздействие на среду и сохраняет высокую эффективность обработок;

- разработкой совершенной техники и технологий примене­ния различных препаративных форм пестицидов для мини­мизации попадания препаратов в атмосферу, воду;

- переходом к биологическим способам борьбы.

В настоящее время широко используются для борьбы с вредителями пиретроидные препараты растительного происхожде­ния на основе: перметрина (амбуш, талкорд, корсар, пермасект и др.), циперметрина (рипкорд, цимбуш, шерпа), дельтаметрина (децис), цигалотрина (карате), тетраметрина (ровикурт). Пиретроиды применяют против бытовых насекомых, перенсчиков заболеваний, для защиты сельхозкультур и леса.

Выпускаются пиретроидные препараты в виде 25% или 30% концентратов эмульсий для приготовления растворов для малообъемного опрыскивания и готовых растворов в дизельном топливе (для ультрамалообъемного опрыскивания) концентраций 0,5%; 2%, 5%, 50%, 70%.

4.2. Расчет потребности препарата и рабочего раствора

а. Расчет для малообъемного опрыскивания

Применяют водные растворы, эмульсии и суспензии, приготовляемые непосредственно перед загрузкой в бункер опрыскивате­лей путем перемешивания заводского препарата в нужном количест­ве воды. При малообъемном опрыскивании расходуется при авиахимборъбе 25-30 л/га и наземной борьбе - 30-50 л/га рабочего раствора.

Пример расчета:

1. Если норма расхода дана по препарату, например 5 кг/га, то для приготовления рабочего раствора при наземном опрыскива­нии требуется 50 – 5 = 45 (кг) воды.

2. Если норма расхода дана по действующему веществу, то вначале необходимо рассчитывать расход препарата, например, норма расхода амбуша по д. в. 0,015 кг/га при концентрации пре­парата 25%, тогда препарата требуется (0,015 × 100) : 25 = 0,0б кг/га.

Затем рассчитывается потребное количество воды, например, при авиахимборьбе расход рабочего состава 25 л/га, тогда воды необходимо: 25 - 0,06 = 24,04 л/га.

3. Для приготовления рабочей жидкости заданной концентра­ции потребное количество препарата и воды рассчитывается по фор­муле:

Q_н = (Q_р.ж. × К_р.ж.) : Кн

где: Q_н - количество препарата, кг; Qр.ж. - количество приготавляемого ра­бочего раствора, л; К_р.ж. - концентрация рабочей жидкости, %; К_н - концентрация препарата, %.

Если из 50%-ного препарата требуется приготовить 1200 л 3%-ной рабочей жидкости, то по формуле легко определить, что требуется 75 кг препарата (1200 × З) : 50 = 75

Количество воды определяют как разность:

Qр.ж. – Qн = 1200 - 75 = 1125 л.

б. Расчет для ультрамалообъемного опрыскивания

При ультрамалообьёмном опрыскивании если норма расхода дана по препарату, то расчетов не требуется.

Если норма расхода дана по действующему веществу, то рас­считывают расход препарата на I га.

Например, при борьбе спо­собом УМО с сосновым шелкопрядом норма расхода дециса 0,5% - 0,005 кг/га по д.в., тогда на I га требуется препарата (в кг);

(0,005 × 100) : 0,5 = 1.0

Задание: по данным, задаваемым преподавателем, рассчитать потребное количество препарата и воды при наземном малообъемном опрыскивании с известной нормой расхода по препарату и по дейст­вующему веществу, при наземном УМО при известной норме расхода по действующему веществу.