А. Т. Хусаинов агроэкология оқу құралы / Учебное пособие
Лекция 9. Тема: Экологические основы применения химических
жүктеу/скачать 0,54 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Понятие о пестицидах, их классификация
| Лекция 9.
Тема: Экологические основы применения химических средств защиты растений План: 1. Понятие о пестицидах, их классификация 2. Экологические аспекты известкования почв Понятие о пестицидах, их классификация Общепринятое собирательное название химических средств защиты растений — «пестициды» (лат. pestis — зараза ncaedo — убиваю). По разным оценкам, в последние годы в мире насчитывается более 1000 химических соединений, на основе которых выпускают десятки тысяч препаративных форм пестицидов. Обычно пестициды классифицируют по их целевому назначению. Наиболее часnо применяют следующие из них: гербициды — для борьбы с сорными растениями; инсектициды — с вредными насекомыми; фунгициды — с грибными болезнями растений и различными грибами; зооциды — с вредными позвоночными; родентициды — с грызунами; бактерициды — с бактериями и бактеиальными болезнями растений; альгициды — для уничтожения водорослей и сорной растительности в водоемах; дефолианты — для удаления листьев и ботвы; десиканты — для подсушивания листьев перед уборкой; ретарданты — для торможения роста растений и повышения устойчивости стеблей к полеганию и др. Пестициды можно классифицировать также по составу и химическим свойствам. Наиболее распространенные: хлорорганические пестициды —галоидопроизводные полициклических и ароматических углеводородов, углеодородов алифатического ряда; фосфорорганические пестициды — сложные эфиры фосфорных кислот; карбаматы — производные карбаминовой, тио- и дитиокарбаминовой кислот; азотсодержащие пестициды — производные мочевины, гуанидина, фенола. Пестициды подразделяют также по стойкости в окружающей среде или по способности к бионакоплению. Эти свойства обусловлены химической структурой и физико-химическими особенностями препаратов. Наиболее стойкими и одновременно обладающими четко выраженными кумулятивными свойствами являются хлорорганические пестициды, для которых наиболее характерно концентрирование в последующих звеньях пищевых цепей. По устойчивости к разложению в почве пестициды делят на очень стойкие (время разложения на нетоксичные компоненты составляет свыше 2лет); стойкие (от полугода до 2 лет); умеренно стойкие (до 6 мес.); малостойкие (1 мес.). Большинство пестицидов относится к синтетическим химическим соединениям — ксенобиотикам, т. е. веществам, чуждым биосфере (гр. xenos— чужой). Эти продукты еще до сравнительно недавнего времени отсутствовали на планете, что осложняет процесс их детоксикации. При возрастающих объемах применения пестицидов их остатки или продукты метаболизма могут накапливаться в объектах окружающей природной среды, мигрировать по пищевым цепям и вызывать нежелательные последствия, негативно влияя на качество питьевой воды, и т. д. К особенностям использования пестицидов в сельском хозяйстве относятся их циркуляция в биосфере, высокая биологическая активность, необходимость применения значительных локальных концентраций, вынужденный контакт населения с пестицидными препаратами. Накапливаясь в почвах, растениях, животных, пестициды могут вызвать глубокие и необратимые нарушения нормальных циклов биологического круговорота веществ и снижение продуктивности почвенных экосистем. Подавляющее число пестицидов — кумулятивные яды, токсичное действие которых зависит не только от концентрации, но и от длительности воздействия. Так, в процессе биоаккумуляции происходит многократное (до сотен тысяч раз) повышение концентрации пестицида по мере продвижения его по пищевым цепям. В процессе биотрансформации пестицидов наряду с детоксикацией имеет место и токсификация, т. е. образование веществ, обладающих высокой токсичностью. Мерой токсичности является доза, т. е. количество вещества, достаточное для отравления. Токсичность пестицидов обычно сравнивают сопоставлением минимальных доз, вызывающих смертность 50 % подопытной группы организмов; эти дозы обозначают символом ЛД50. По токсичности для человека и теплокровных животных пестициды делятся на: сильнодействующие — ЛД5() до 50 мг/кг живой массы (бромистый метил и др.); высокотоксичные — ЛД50 до 200 мг/кг (базудинидр.); среднетоксичные — ЛД50 до 1000 мг/кг (медный купорос и др.); малотоксичные — ЛД50 более 1000 мг/кг (бордоская жидкость, 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 может зависеть возможность возникновения нежелательных последствий. По степени комплексного воздействия на организм пестициды подразделяют на четыре класса: I — чрезвычайно опасные; II — высокоопасные; III—умеренно опасные; IV — малоопасные. Разработана шкала экотоксикологической оценки пестицидов, включающая систему критериев, среди которых токсикологогигиенические — оценка по нормативам, воздействие на органолептические свойства, летучесть (упругость паров), токсичность для теплокровных животных и человека (ЛД50, мг/кг), а также способность к кумуляции в их организме (коэффициент бионакопления); экологоагрохимические — персистентность в почве (мес), миграция по почвенному профилю (см), транслокация в культурные растения, фитотоксическое действие через почву, реакция на действие инсоляции; экотоксикологические — коэффициент избирательности действия. В упрощенном виде эта шкала представлена в таблице 11.8. В соответствии с оценочными баллами (баллы опасности), адекватными каждому из критериев, можно получить экотоксикологический индекс. 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. 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.). 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. резпетентность (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 150 фитопатогенных 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 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 (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 затемни 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. 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. 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, эмбриотоксичных 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). 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 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 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 б и о концентрируются в пищевых (трофических) цепях; имеет место вынос остаточных количеств пестицидов за пределы обрабатываемой территории; 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, характеризующие особенности формирования и проявления демоэкологических и биоценотических эффектов под воздействием пес-тицидных нагрузок. Происходящие изменения ведут в конечном счете к снижению биотического потенциала. жүктеу/скачать 0,54 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|