Пестициды

Сейчас ДДТ запрещен во всех развитых странах. Однако он сравнительно дешев  и до сих пор считается хорошим  средством в определенных ситуациях, например при борьбе с малярийными  комарами. Решая вопрос о применении того или иного пестицида, часто  приходится из двух зол выбирать меньшее. Скажем, с помощью ДДТ во многих странах удалось полностью искоренить малярию.

Влияние ДДТ крайне отрицательно сказывается  на жизнедеятельности высших животных, особенно птиц. Например, сокол сапсан полностью исчез на востоке США  в результате применения там ДДТ. Птицы особенно чувствительны к  этому ядохимикату, поскольку он индуцирует гормональные изменения, влияющие на метаболизм кальция, а это приводит к истончению скорлупы откладываемых  яиц, которые в большом количестве начинают биться даже при простом  насиживании.

Т.к. ДДТ – весьма устойчивое вещество, последствия его широкомасштабного  применения до сих пор обнаруживается в природе. Например, в середине 1960-х  гг. ДДТ был обнаружен в печени пингвинов в Антарктике — очень  далеко от тех мест, где применялся этот химикат.

Подобные случаи известны и для  многих других пестицидов. Так, например, многие ученые связывают наличие  остатков пестицидов в Северном море с быстрым распространением вирусных болезней в популяции обыкновенного  тюленя летом 1988 г.

Достаточно отметить, что только около 1% вносимых в среду ядов имеет  непосредственный контакт с теми видами организмов, против которых  они применяются. Остальная их масса  попадает в различные звенья среды  и небезразлична для их обитателей. Экологическая вредность пестицидов зависит в основном от их ядовитости, продолжительности жизни, способности  избирательно действовать на отдельные  организмы и трансформаций в  среде.

Имеются данные, что печально известный  ДДТ под действием ультрафиолетового  излучения превращается в другой стойкий и ядовитый углеводород  – полихлорированныйбифенил (ПХБ). Последний, как и сам ДДТ, имеет значительный срок жизни, накапливается в цепях питания, поражает репродуктивные и другие структуры.

Пестициды хотя и обладают избирательным  действием на организмы, но эта избирательность  относительна. Практически нет пестицидов, которые в той или иной мере не поражали другие организмы, особенно близкие в систематическом отношении. Тем более что очень часто  концентрация пестицидов в цепях  питания увеличивается в силу биоаккумулирующего эффекта.  Свойства пестицидов значительно различаются между собой, поэтому и различна их потенциальная способность загрязнять окружающую среду. К таким свойствам пестицидов относятся испарение, растворение в воде и других растворителях, а также сопротивляемость разрушению. Последнее свойство особенно важно при определении степени воздействия пестицида на окружающую среду. Это свойство характеризует стойкость, которая равна времени, необходимому для того чтобы пестицид потерял не менее 95% своей активности при нормальных условиях и обычной интенсивности применения.

Парадоксальный результат использование  пестицидов появляется и в том, что  увеличение объемов их применения не избавляет от потерь продукции. Сохраняет  свой смысл выражение «человек получает от сельского хозяйства лишь то, что ему соизволили оставить вредители».

Сказанное, однако, не значит, что надо либо полностью отказаться от пестицидов, либо постоянно увеличивать объемы их применения.

Пестициды, причиняющие минимальный  вред среде и экосистемам (например, с коротким сроком жизни), целесообразно  применять только в тех случаях, когда другие методы не позволяют  достичь поставленной цели. Например, для снятия «вспышек численности» нежелательных  видов. В других случаях надо использовать более мягкие методы. Их обычно называют «безпестицидные технологии», «биотехнологии», «биологические меры борьбы с вредителями» и т. п.

Новая стратегия защиты сельскохозяйственных культур должна, по-видимому, исходить не из идеи уничтожения неугодных  нам форм жизни, а из идеи контролируемого  сосуществования с ними и сдерживания  численности агрессивных видов, что предполагает сохранение биоразнообразия и все более широкое применение биологических способов борьбы с вредителями.

Для уменьшения возможной опасности  разработаны следующие требования к современным пестицидам:

1) низкая острая токсичность  для человека, полезных животных  и других объектов окружающей  среды;

2) отсутствие отрицательных эффектов  при длительном воздействии малых  доз, в том числе мутагенного,  канцерогенного и тератогенного действия (тератогенный - повреждающий зародыш);

3) низкая персистентность (низкая устойчивость в окружающей среде со временем разложения не более одного вегетационного периода).

Кроме того, рекомендуемые препараты  должны обладать следующими свойствами:

1) высокая эффективность в борьбе  с вредными организмами;

2) экономическая целесообразность  использования;

3) доступность сырья и производства.

Альтернативы использованию  пестицидов.

«Органическое»  земледелие.

Практически одновременно с началом  использования для выращивания  пищи химически синтезированных  средств, в конце XIX — начале XX века, возникла и мысль об отказе от них. То, что раньше было единственно  доступным способом ведения сельского  хозяйства, получило теперь наименование органического земледелия. Долгое время  оно находилось в пренебрежении, так как для получения урожайности, сравнимой с урожайностью, достигаемой  химическим путем, требует применения несколько больших усилий, в том  числе (и в значительной степени) интеллектуальных. Универсальных рецептов в этой сфере почти нет, так  как основное положение— необходимость рассматривать землю вместе с посевами и их обитателями не как механическое производство, где могут быть нужные и ненужные детали, а как живую систему, элементы которой находятся во взаимосвязи. Главное средство спасения растений от поедания — выращивание их здоровыми и крепкими, тогда “вредители” не нанесут им большого вреда. Та же часть, которая все-таки достается “вредителям”, считается не ущербом, нанесенным урожаю, а естественными потерями в ходе производственного процесса.

Определения “органического земледелия”  и “органических продуктов” могут  быть разными, но практически все  они включают отказ от использования  химически синтезированных пестицидов и удобрений. Органической может  быть не только пища, но и, например, средства личной гигиены или такие продукты, как хлопок. Пока еще “органическая” доля продуктового рынка не слишком  велика, составляя в большинстве  развитых стран, как правило, около 2 %, и цены на эти товары выше, чем  на обычные, взращенные с помощью  химии продукты (например, в Германии — на 20-100 %). Более высокая цена нередко свойственна для альтернативных методов хозяйствования, более экологически “мягких“, чем ныне принятые, истощающие среду. Это связано не только и не столько с большей трудоемкостью “органических” методов, сколько с недостаточностью или отсутствием необходимой инфраструктуры. На протяжении всего XX века внимание науки было сосредоточено почти исключительно на “химическом” сельском хозяйстве; по мере расширения исследований в этой области, развития промышленности, производящей компоненты и принадлежности для ведения органического хозяйства, а также усиления конкуренции в этой сфере, стоимость органических продуктов неизбежно уменьшится. Есть и еще одна причина: в цене, которую мы платим за пищу, добытую с помощью технологий и практик, наносящих ущерб окружающей среде, никогда не бывает учтена стоимость растрачиваемого таким образом природного богатства; в сущности потребители этой пищи живут в долг, который когда-нибудь отдавать все равно придется, не им, так их потомкам.

Не только в органическом сельском хозяйстве, но и при любом типе его ведения можно как минимум  резко ограничить использование  пестицидов за счет использования альтернативных методов управления численностью “сорняков” и “вредителей”. Речь должна идти именно об управлении численностью, а не об истреблении, поскольку так называемый “вредитель” — на самом деле всего лишь один из элементов среды, ненормально размножившийся из-за нарушения  биологического равновесия. Вместо того, чтобы нарушать его еще больше, умерщвляя пестицидами без разбора хищника и жертву, обыкновенно вполне достаточно удерживать численность посягнувшего на человеческие посевы существа в разумных рамках. А для этого существует несколько групп методов, не связанных с использованием синтетических веществ.

Агротехнические методы, с помощью  которых создаются условия, неблагоприятные  для развития “вредителей” и повышающие защитные свойства культурных растений, используются и сейчас в любом  хозяйстве, оставаясь одним из основных средств борьбы с сорняками. К  ним относятся зяблевая вспашка (летне-осенняя обработка почвы  под посев яровых культур следующего года), боронование, сортировка семян; в первую же очередь — правильный севооборот, учитывающий цикл развития “вредителя”. Разработка правильной структуры посевов помогает, оказывается, справиться не только с насекомыми, но и с грызунами. Возможности  здесь, вероятно, очень широкие. Показателен  случай, когда потери свеклы из-за свекловичной листовой тли в засушливые годы удалось  снизить с 81 до 6 % с помощью простого дождевания. Капуста, как было установлено  в Канаде, не поражается тлей, если ее не высаживать рассадой, а выращивать с самого начала на поле, избегнув тем  самым стресса при пересадке.

К этой же группе методов относятся  меры по восстановлению живого населения  почв, повсеместно пострадавшего  от применения пестицидов. Промышленностью  сейчас выпускаются препараты, обогащающие  почву необходимыми для ее нормального функционирования грибками, водорослями и бактериями (например, “Биоорган-Форте”).

Биологическая защита — чрезвычайно  важная группа методов, также использующая модель межвидовых отношений, существующую в природе. Биологические методы можно подразделить на две большие  группы — использование непосредственно  живых существ, которых можно  разводить, а потом выпускать  на поля или в теплицы, и использование  в качестве пестицидов получаемых из них веществ. Такие природные  пестициды намного более экологически благоприятны, чем синтетические, поскольку  в них не присутствует ничего, что  живой природе было бы трудно переработать. Они также выгодно отличаются большой избирательностью действия.

При огромном разнообразии видовых  взаимосвязей в природе, особенно среди  насекомых, простор для исследований в этой области огромен и, возможно, если бы на поиски естественных ограничителей  численности “вредителей” направить хотя бы десятую часть денег, расходуемых в мире на поиски новых синтетических пестицидов, биологические методы очень скоро готовы были бы полностью заменить химические. Пока же используется не столь уж большое число насекомых и других мелких членистоногих — божьи коровки, златоглазки, жужелицы, мухи-журчалки, муравьи, наездники, трихограммы, хищные клещи — всего более 300 видов. С их помощью удается потеснить порядка 100 видов “вредителей”. Как правило, биологический метод не только надежнее, но и дешевле химического. Однако надо сказать, что они совершенно не сочетаются между собой, так как от химических инсектицидов одинаково гибнут и хищник, и его жертва.

В качестве природных пестицидов могут  использоваться экстракты, настои или  порошковые препараты многих растений, самое известное из которых, вероятно, ромашка пиретрум — но оно далеко не единственное. Для этой цели используются также зеленый перец (равно защищающий от колорадского жука и вируса табачной мозаики), табак, чеснок и многое другое.

Существуют еще природные пестициды, не связанные с растительным миром, но тоже, как правило, органического  происхождения. Это, например, “диатомовая  земля” — измельченные скелеты  микроскопических водорослей диатомей; ее использование в качестве инсектицида  насчитывает уже полтора столетия. Панцири крабов, лобстеров, креветок, раковины моллюсков, которые сейчас тысячами тонн выбрасываются в море, при внесении в измельченном виде в почву способствуют усилению деятельности микроорганизмов, поражающих насекомых  и нематод.

Используются в сельском хозяйстве  также микробиологические препараты, будь то сами культуры микроорганизмов  или продуцируемые ими патогенные для “вредителей” вещества. Многие из них успешно применяются уже  десятки лет. (В России начало исследованиям  в этой области положил      И. И. Мечников, использовавший гриб —  возбудитель зеленой мускардины против хлебного жука и свекловичного  долгоносика). Среди них бактороденцид, применяемый для борьбы с мышевидными грызунами (вызывающий у них тиф), боверин — препарат на основе грибка, применяемый против колорадского жука, триходермин — также грибковое средство, при внесении в землю подавляющее возбудителей заболеваний зерновых, льна и хлопчатника. Несколько позже получили распространение дендробациллин и другие инсектицидные препараты на основе бактерии Bacillusthuringiensis. В США на конец 1980-х годов применялись в качестве биоинсектицидов 16 микроорганизмов и еще 2 — в качестве биогербицидов; но их применение составляло до 10 % общего применения пестицидов.

К сожалению, микробиологические биопрепараты, так же, как и химические пестициды, могут привести к появлению устойчивости к ним у объектов поражения. Чего зато никак нельзя сказать о живых  насекомых-хищниках. Кстати, они могут  применяться не только в качестве “живых инсектицидов”, но и “гербицидов”, так как известны узкоспециализированные насекомые, способные поедать лишь “сорняк”, но не культурное растение. С этой целью использовались жуки-листоеды, долгоносики, горбатки, перепончатокрылые (фитофагами являются их личинки). В очередной раз с сожалением приходится сказать, что чрезвычайно интересное направление практически не разработано.

Следует упомянуть еще несколько  направлений защиты сельскохозяйственных растений, исключающих химию. Это, во-первых, группа биофизических методов, таких, как отпугивание насекомых и  грызунов от посадок с помощью  ультразвука. Во-вторых — выведение  устойчивых к заболеваниям и “вредителям” сортов культурных растений, которому издавна уделялось большое внимание. После широкого распространения  пестицидов селекционеры стали уделять  повышенное внимание продуктивности новых  сортов, часто пренебрегая устойчивостью, но существуют все же и сорта картофеля, устойчивые к фитофторозу, и ячмень, недоступный для шведской мухи, и сорта пшеницы, подсолнечника с комплексной устойчивостью ко многим заболеваниям. Нужно, однако, различать получение новых сортов растений с помощью традиционной селекции и продукты генетической инженерии.

Есть несколько направлений  снижения нежелательных побочных эффектов.

Первое направление — ограниченное применение препаратов. Разрабатываются  интегрированные системы защиты растений, базирующиеся в первую очередь  на  устойчивом сорте, что дополняется  целой системой мер, включающих агротехнические  и другие нехимические методы и только наряду с ними — химические. При  этом удается значительно сократить  число химических обработок.