Химический метод защиты растений. Введение.

Химический метод основан на использовании различных органических и неорганических соединений, токсичных для вредных организмов.

Общее название всех препаратов, применяемых для защиты от вредных организмов, — пестициды (pestis — зараза, caedo — убиваю). Пестициды — это химические или биологические препараты, используемые для борьбы с вредителями и болезнями растений, сорными растениями, вредителями хранящейся сельскохозяйственной продукции, бытовыми вредителями и внешними паразитами животных, а также для регулирования роста растений, предуборочного удаления листьев (дефолианты), предуборочного подсушивания растений (десиканты).

Химическая защита растений — это агрономическая наука, представляющая область знаний о пестицидах, применяемых в сельском хозяйстве, их физико-химических, токсических свойствах, действии на вредные организмы и защищаемые растения, элементы окружающей среды, а также об их правильном применении в системе интегрированных защитных мероприятий.

Химические средства защиты растений отличаются от других средств подавления жизнедеятельности вредных организмов рядом несомненных преимуществ.

Это, во-первых, их универсальность, т. е. гарантированная защита сельскохозяйственных растений от вредных грызунов, насекомых, клещей, нематод, возбудителей болезней и сорняков. Их успешно применяют также в борьбе с переносчиками инфекционных болезней человека, членистоногими в быту, инвазией и эктопаразитами домашних животных, вредителями запасов зерна и продуктов его переработки, зарастанием каналов, в защите морских судов от зарастания водорослями.

Химические средства облегчают трудоемкие работы при уборке урожая (подсушивание стеблей и листьев); к пестицидам относятся и препараты для предупреждения полегания сельскохозяйственных культур при повышенной влажности, а также соединения, ускоряющие созревание возделываемых культур.

Во-вторых, высокая производительность труда при химических обработках за счет их механизации. Высокопроизводительные опрыскиватели, аэрозольные генераторы, протравливающие установки и другие средства механизации позволяют за короткое время провести большой объем работы, что необходимо при угрозе полной потери сельскохозяйственной продукции.

В-третьих, химический метод отличается высокой эффективностью: от применения химических средств погибает 80—90% вредных организмов.

Тем не менее, наряду с указанными достоинствами химических средств защиты растений, следует отметить и их недостатки: это, прежде всего, их токсичность для теплокровных животных и человека.

Однако постепенное совершенствование применяемых пестицидов привело к резкому снижению их токсичности. Так, с 1965 по 1975 г. средневзвешенная токсичность препаратов снизилась почти в 5 раз, а протравителей семян — почти в сто раз.

В связи с ростом производства и применения пестицидов остро встает вопрос об их влиянии на биосферу и животный мир. В ряде стран нередки высказывания о необходимости полного запрета их использования. В книге американского биолога и писательницы Рэчел Луизы Карсон «Молчаливая весна» рассказывается о невежестве, безрассудстве и преступлении людей, использующих сельскохозяйственные яды без учета возможных последствий, о серьезной опасности, которой подвергают новые синтезированные препараты человечество и особенно будущие поколения, а кроме того — весь животный мир.

Еще одним недостатком химических средств защиты растений (не их применения) является то, что они токсичны для полезных насекомых — опылителей растений, энтомофагов.

Кроме того, при частом использовании одних и тех же химических средств у вредителей появляются устойчивые популяции к ним, т. е. проявляется резистентность (устойчивость) вредителей, что можно также решить путем ротации пестицидов.

Теоретической основой курса химических средств защиты растений служит агрономическая токсикология — наука о химических препаратах, применяющихся в сельском хозяйстве для борьбы с сорняками, вредителями и болезнями сельскохозяйственных растений.

 

ПОНЯТИЕ О ЯДАХ, ТОКСИЧНОСТИ И ТРЕБОВАНИЯ

К ПЕСТИЦИДАМ

 

Токсикология (toxikon — яд, logos — учение) — наука о ядах и механизмах их действия на живые организмы. Различают медицинскую, ветеринарную и агрономическую токсикологию.

Агрономическая токсикология изучает свойства пестицидов, применяемых в сельском хозяйстве, их действие на теплокровных животных и другие живые организмы биоценоза, физико-химические основы их безопасного применения для защиты растений от вредителей, болезней, сорняков и других вредных организмов.

Основная задача агрономической токсикологии — создание теоретической основы для целенаправленного синтеза эффективных пестицидов и разработка экологически безопасных препаративных форм и способов их применения, исключающих негативное воздействие на человека, животных и окружающую среду.

К ядам относятся химические вещества, которые, будучи взяты в определенно малом количестве, в контакте с живым организмом вызывают серьезные нарушения его функций или приводят к смертельному (летальному) исходу.

Любое химическое вещество, являющееся ядом, обладает токсичностью.

Токсичность — способность некоторых химических соединений и веществ биологической природы оказывать вредное действие на организм, вызывая его отравление. Различают острое и хроническое отравления. Острое отравление пестицидом происходит при разовом его действии и вызывает нарушение жизнедеятельности организма. Оно сопровождается бурным развитием отравления и часто приводит к летальному исходу. Хроническое отравление возникает в результате многократного воздействия пестицида в относительно малых количествах и выражается в медленно развивающемся нарушении нормальной жизнедеятельности организма без явных внешних признаков заболевания.

Мерой токсичности является доза. Доза (dosis — порция, прием) — количество токсичного вещества (в мг или г), достаточное для отравления организма. Дозу выражают в единицах массы яда по отношению к единице массы тела живого организма (мг/г, мг/кг или г/кг).

Различают следующие дозы: летальная (ЛД) — любая доза, вызывающая гибель организма; минимальная летальная — наименьшая доза, вызывающая в определенных условиях гибель организма; сублетальная — доза, близкая к летальной, но не вызывающая гибель организма, а лишь нарушающая его функции, и пороговая — наименьшее количество вещества, вызывающее изменения в организме, определяемые наиболее чувствительными физиолого-биохимическими тестами при отсутствии внешних признаков отравления живого организма.

Организмы (крысы, мыши), используемые для определения токсичности, называют биотестами, а отдельные показатели изменений биохимических и физиологических процессов, применяемые с целью установления степени отравления, — тестами.

Сравнительную токсичность ядовитых веществ выражают средней смертельной дозой, обозначающейся СД₅₀ или летальной (ЛД₅₀). Это доза, вызывающая смертность 50 % подопытных животных.

Для пестицидов устанавливают также концентрацию. Концентрация — содержание действующего вещества в пестициде или самого препарата в рабочих составах. Выражают ее в процентах или в весовых и объемных единицах жидкости, порошка или приманки.

Норма расхода — количество пестицида, расходуемого на единицу поверхности (га, м², м), объема (м³), массы (т, кг), на объект (одно дерево, куст). В практике защиты растений в настоящее время норму расхода препарата указывают в кг/га, л/га, кг/т, л/т, г/м² и т. д.

Токсичность пестицидов зависит от многих факторов: от химического состава и физических свойств яда, видового состава и физиолого-биологических особенностей организмов, против которых применяют яд, условий внешней среды.

Применяемые в сельском хозяйстве пестициды должны обладать определёнными свойствами и быть не только эффективными, но и безопасными для окружающей среды. Все пестициды по своим качествам должны отвечать требованиям ГОСТов, т. е. должны быть стандартными. Стандарты предусматривают: точное название препарата, состав, технические условия (ТУ) на его изготовление, содержание действующего вещества, наполнителей, влажность, тонину помола дустов, порошков, смачивающихся порошков, способы отбора проб для анализа и методы анализа действующего вещества, указание упаковки препарата и условий хранения.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПЕСТИЦИДОВ

 

Пестициды принято классифицировать по трем принципам: объектам их применения, т. е. в зависимости от того, против каких вредных организмов их применяют (производственная классификация); способности проникать в организм, характеру и механизму действия; химическому составу (химическая классификация).

 

Для борьбы с возбудителями болезней растений:

фунгициды (fungus — гриб) — химические препараты для борьбы с грибными болезнями;

фунгистатики — химические вещества, задерживающие прорастание спор и рост грибов;

бактерициды (bacteria — бактерия) — защищающие от бактериальных болезней растений, а также убивающие бактерий;

вирусоциды (virus — вирусные возбудители) — для борьбы с вирусными болезнями растений (?);

антисептики — (anti — против, septicos — гниль, разрушение) — химические вещества, предохраняющие неметаллические материалы от разрушения микроорганизмами, в частности от дереворазрушающих грибов.

 

Данная производственная классификация в известной степени условна, так как многие пестициды обладают универсальным действием: многие фосфорорганические инсектициды обладают и акарицидным действием (инсектоакарициды), препараты неорганической серы — акарицидным и фунгицидным действиями (акарофунгициды) и т. д. Многие гербициды при повышенной норме расхода уничтожают древесно-кустарниковую растительность, т. е. выступают как арборициды.

 

КЛАССИФИКАЦИЯ ПЕСТИЦИДОВ ПО СПОСОБУ ИХ ПРОНИКНОВЕНИЯ В ОРГАНИЗМ И ХАРАКТЕРУ ДЕЙСТВИЯ

 

Фунгициды по характеру действия разделяют на:

защитные, предупреждающие заражение растений фитопатогенами, действуя в основном на их репродуктивные органы; они не способны вылечить заболевшие растения;

лечащие, способные уничтожить патоген, уже проникший в растительные ткани, подавляя не только репродуктивные, но и вегетативные органы гриба.

По способу проникновения в растения и защитные, и лечащие фунгициды подразделяют на контактные, действующие на возбудителя при непосредственном контакте с ним и предотвращающие заражение различных

частей растения с его поверхности и системные, проникающие в растение или усваиваемые им в безопасных концентрациях и предотвращающие заражение частей, удаленных от места нанесения фунгицида (защитные), или же уничтожающие возбудителей, уже внедрившихся в ткани растений (лечащие).

 

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ПЕСТИЦИДОВ

Санитарно-гигиеническая классификация позволяет дать сравнительную характеристику пестицидам, а также определить, какой патологический эффект представляет наибольшую опасность.

Каждый пестицид характеризуется токсичностью для теплокровных животных, кожно-резорбтивным действием, летучестью, персистентностью и т. д.

В системе обеспечения безопасного обращения с пестицидами важное место занимает установление класса опасности препаратов с учетом не только степени токсичности, но и других показателей санитарно-гигиенических их характеристик.

В настоящий момент используется классификация, которая  распространяется на технические действующие вещества и препаративные формы пестицидов при их хранении и применении и включает четыре класса опасности: чрезвычайно опасные (1), опасные (2), умеренно опасные (3) и малоопасные (4). В данную классификацию включены показатели токсичности при пероральном, накожном и ингаляционном действиях, критерии кумулятивного, аллергенного, тератогенного, эмбриотоксического, репродуктивного, мутагенного, канцерогенного действий и стойкости в почве.

Как правило, пестициды 1 -го класса опасности не рекомендуют применять в сельском хозяйстве. Ограниченное применение их возможно только в исключительных случаях (крайняя необходимость уничтожения особо опасных и карантинных объектов).

Пестициды 2-го класса опасности в случаях необходимости могут применять только специалисты по защите растений или лица, прошедшие специальную профессиональную подготовку, при условии строгой регламентации применения, обеспечивающей их безопасность для работающих, населения и окружающей среды. Розничная торговля пестицидами 2-го класса опасности допускается только лицами, прошедшими специальную профессиональную подготовку.

Пестициды 3-го и 4-го классов опасности применяют в соответствии с требованиями действующих санитарных норм, правил, инструкций и рекомендаций. Применение пестицидов авиаметодом разрешено лишь для препаратов 3-го и 4-го классов опасности. Для использования в личных подсобных хозяйствах рекомендуют препараты, как правило, этих же классов опасности. Для препаратов 3-го класса опасности запрещается розничная торговля в неспециализированных торговых точках.