рослинництво

в 28,6% – із забрудненням кормів сільськогосподарських тварин, в 10,5% – з недотриманням оптимальних строків обробки, в 6,7% – з використанням отрутохімікатів не за призначенням.

Необхідно підкреслити, що важлива роль у забрудненні продуктів харчування належить фізико-хімічним властивостям пестицидів: стійкість, швидкість трансформації та високий ступінь проникнення в рослину. На ступінь токсичності впливає форма пестицидів: масляні розчини деяких речовин токсичніші, ніж водні емульсії, дусти або гранульовані форми. Наприклад, хлорорганічні пестициди здатні зберігатися в сільськогосподарських продуктах протягом 5 місяців і більше, полікарбацин, цинеб, фозалон, фосфамід, дурсбан, гексилур, препарати групи 2,4-Д дихлорфеноксіоцтової кислоти, рамрод – близько 3 місяців, більшість фосфорорганічних пестицидів зберігаються в рослинах протягом 3-4 тижнів. Інсектициди, які належать до синтетичних піретроїдів, порівняно швидко руйнуються в рослинах. Як правило, їх залишки через 1-3 доби після використання не перевищують максимально допустимих рівнів.

У процесі метаболізму пестицидів у рослинах можливе тимчасове утворення сполук, які мають значно більшу токсичність. Ця властивість характерна для похідних тіо- і дитіофосфорних кислот, дитіокарбаматів, гептахлору, монурону та інших.

з урахуванням властивостей пестициду, особливостей сільськогосподарських культур, динаміки вмісту агрохімікату і продуктів його трансформації в урожаї та об’єктах навколишнього середовища, ступеня детоксикації в процесі технологічної та кулінарної обробки продуктів рослинного і тваринного походження, гігієнічних нормативів та інших критеріїв. Вони публікуються в списку пестицидів, офіційно дозволених для використання в сільському господарстві, і лише за умов дотримання цих регламентів можливе збереження якості продуктів харчування.

Переважна більшість негативних наслідків застосування пестицидів пов’язана з тим, що на практиці порушують науково обґрунтовані регламенти їх використання (дози витрат, кількість обробок, строки збирання врожаю, строки виходу на ділянки, оброблені засобами захисту рослин, тощо), не враховують ступінь небезпечності препарату, порівняно з пестицидами аналогічної економічної ефективності, та інші умови досягнення високого врожаю, при зменшенні негативних наслідків для навколишнього середовища і здоров’я людини.

291

Останнім часом, розроблено нові системи хімічного захисту рослин на основі сучасного сортименту пестицидів і оптимального їх чергування протягом вегетації, що характеризуються високою ефективністю при малих дозах витрат, дає можливість зменшити навантаження на сільськогосподарські угіддя інсектицидів до 2 кг/га і одержувати урожай без їх залишків. Можна також зменшити внесення фунгіцидів шляхом скорочення кількості обробок препаратами міді, контактними фунгіцидами та впровадження нових препаратів системної дії.

Високу гігієнічну оцінку одержав метод токсикації системними інсектицидами. При централізованій обробці насіння цукрових буряків та інших культур його обробляють фураданом, прометом, які є препаратами системної дії. Незважаючи на те, що витрати пестицидів для цього методу незначні (0,05-0,08 кг/га), нанесена мікрокількість інсектицидів захищає сходи від шкідників, а також дає можливість уникнути чи звести до мінімуму кількість обприскувань. При такому способі не погіршуються умови праці під час сівби і догляду за рослинами, відсутня залишкова кількість шкідливих речовин в урожаї.

Значно зменшуються витрати пестицидів, при використанні стрічкового штангового обприскувача для просапних культур. Цей метод дає можливість не лише зменшити вдвоє витрати пестицидів, але й послабити їх знесення за межі оброблених площ і розсіювання у повітрі. Обробка рослин за допомогою малооб’ємних обприскувачів дає змогу знизити витрату препаратів на 25% і більше, в зв’язку з цим зменшується забруднення навколишнього середовища, при збереженні економічної ефективності обробки.

Перспективними є електризація аерозолю у момент його диспергування, використання антивипаровувачів, гранульованих форм пестицидів тощо. Останнє дає можливість запобігти розсіюванню хімічних засобів захисту рослин у повітрі, поліпшити гігієну праці.

При застосуванні пестицидів особливу увагу необхідно приділяти якості обробок, яка залежить від справності апаратури і умов її експлуатації. Хімічну обробку посівів та інших об’єктів треба проводити лише після обов’язкового попереднього їх обстеження спеціалістами по захисту рослин і визначення економічної та агроекологічної доцільності такої обробки.

Для багатьох препаратів передбачені як мінімальні, так і максимальні дози витрат. Вибір тих чи інших доз зумовлений типом апаратури, фазою розвитку культури, її вегетативною масою, чутливістю окремих шкідників до пестицидів та ін. Під час правильної організації робіт при хімічному захисту рослин, навіть мінімальні дози витрат,

292

дають змогу досягти необхідної ефективності обробки. Застосування максимальних, нерідко невиправдано високих доз, призводить до знищення корисної ентомофауни, забруднення навколишнього середовища і продуктів харчування. Останнє відбувається за рахунок підвищення початкового рівня вмісту пестициду в урожаї і подовження строку деструкції його в ґрунті та рослинах.

Посіви необхідно обробляти в рекомендовані строки. Особливо це стосується останніх строків обробок перед збиранням урожаю.

Не менш важливими є сприятливі для хімічної обробки метеорологічні умови. Адже при обприскуванні в жарку вітряну погоду, різко знижується осідання аерозолю на об’єктах обробки. Найбільш сприятливі для хімічного захисту рослин ранкові та вечірні години. Не виключається можливість обробки пестицидами вдень у похмуру і прохолодну погоду. Швидкість вітру при вентиляторному дрібнокрапельному обприскуванні повинна становити не більше 3 м/с, крупнокрапельному – 4, тракторному штанговому дрібнокрапельному – 5, авіаобпиленні – 2, авіаобприскуванні дрібнокрапельному і крупнокрапельному відповідно 3 і 4 м/с. Слід враховувати, що при відсутності вітру і низькій температурі повітря, обробки ефективні навіть при мінімальних дозах витрати рекомендованого пестициду.

Для запобігання негативним наслідкам застосування хімічних засобів захисту рослин, важливе значення має правильний вибір способу обробки. Найбільш доцільним вважається наземний. Але в зв’язку з низькою продуктивністю цього способу, можливе застосування авіації. Не дозволяється застосування пестицидів з високою летючістю, 1-, 2- і 3-го класів небезпеки.

Під час робіт з пестицидами всі працюючі повинні користуватися засобами індивідуального захисту.

Підвищення токсичності суміші хімічних сполук, у результаті посилення дії її компонентів на організм, називають синергізмом фізіологічного типу, а в результаті взаємодії компонентів між собою – синергізмом хімічного типу. Зниження токсичності суміші в результаті протилежної дії характеризує антагонізм фізіологічного типу, а в результаті взаємодії компонентів між собою – антагонізм хімічного типу. Особливо часто проявляється адитивна дія – просте підсумування токсичної дії компонентів, які входять до суміші і мають незалежний механізм біологічної активності. У ряді випадків цей факт спостерігають на рівні низьких концентрацій.

293

Планувати і здійснювати заходи щодо захисту посівів від шкідників, хвороб і бур’янів доцільно на основі довгострокового та короткострокового прогнозів. В усіх регіонах України пріоритетним є застосування біологічного методу захисту рослин. У перехідний період передбачається використовувати пестициди в нормах приблизно 1,7 кг/га діючої речовини на 1 га ріллі. У подальшому пестицидне навантаження на 1 га ріллі значно зменшуватиметься.

Учені всього світу наполегливо працюють над розробкою більш безпечних засобів захисту рослин, але використання хімічних на найближчий час залишається одним із головних у захисті рослин від шкідливих організмів.

При можливості необхідно обмежувати площі, оброблювані хімічними засобами, з урахуванням економічних порогів чисельності шкідників, поширення бур’янів і прогнозу розвитку хвороб, для чого обов’язково треба попередньо обстежувати й визначати поля, де є реальна загроза втрати врожаю. Проти шкідників доцільно, насамперед, проводити обробки крайових смуг полів, не чекаючи, поки вся площа буде ними заселена. Гербіциди також бажано вносити локально. Визначаючи норму витрати препарату, потрібно вибрати найнижчу з рекомендованих, яка в конкретних умовах може забезпечити достатню біологічну ефективність. Слід уникати багаторазових обробок поля одним і тим самим препаратом, оскільки це призводить до нагромадження його діючої речовини в ґрунті та рослинах. Щоб не допустити використання забруднених харчових продуктів, необхідно дотримувати строків очікування. При плануванні агротехнічних робіт у сівозміні, потрібно враховувати також вміст пестицидів в орному шарі ґрунту. В разі надмірних залишків хімічних речовин у ґрунті, можна вирощувати тільки технічні та зернові культури. Так, у практиці широко використовують крайові обробки і метод токсикації сходів.

6.5. Біологічні методи боротьби з шкодочинними об’єктами

Хімізація не є єдиним засобом інтенсифікації сільського господарства. Наша країна серйозно відстає від світової науки у розробці

біологічних методів.

Для боротьби з попелицями на посівах озимої пшениці та інших зернових і зернобобових культур ефективними є крайові, або смугові обробки афіцидами та препаратами широкого спектра дії. Відомо,

294

що попелиці спочатку заселяють краї полів і поступово поширюються на решту площі. При чисельності у середньому 20-25 особин на одну рослину доцільно проводити крайові обробки. Співвідношення між кількістю ентомофагів і попелиць у цей період становить, звичайно, 1:100-200 і більше. На злаках зареєстровано понад 50 видів хижаків і паразитів попелиць. Експериментально доведено, що оптимальним співвідношенням чисельності (при якому ентомофаги знищують основну масу шкідника протягом 2-3 днів) є 1:50. При крайових обробках зазначеними препаратами, незважаючи на те, що близько половини ентомофагів гине, кількість їх за обробленою смугою майже подвоюється і співвідношення стосовно попелиць стає оптимальним.

Аналогічні результати одержано при застосуванні зазначеного прийому проти попелиць на посівах цукрових буряків, висадках, плодових і ягідних насадженнях, а також проти павутинних кліщів та попелиць на бавовнику. Обробка крайових смуг посівів гороху, в період заселення їх брухусом, практично зберігає рослини від пошкоджень і разом із тим дає змогу зберегти корисних комах на цих площах. Таким чином, локальні обробки при певній чисельності шкідника, особливо препаратами селективної дії й при незначній витраті робочої рідини, високоефективні, забезпечують зменшення кількості шкідників при мінімальних витратах пестицидів.

Найраціональнішим прийомом використання сучасних пестицидів є внутрішньорослинна терапія, або тимчасова токсикація сходів, що досягається передпосівною обробкою насіння інсектицидами, здатними проникати у клітини рослин і з соком потрапляти в кореневу систему, сім’ядолі та перші листочки. Найбільшого поширення метод токсикації сходів набув у буряківництві для боротьби з комплексом ґрунтових і надземних шкідників сходів. Для цього використовують адіфур, гаучо, промет 400, фурадан. Насіння обробляють на насінних заводах перед сівбою, але не раніше як за шість місяців до його висівання.

Останніми роками з’явилися нові ефективні пестициди з поліпшеними санітарно-токсикологічними та екологічними характеристиками. Прикладом можуть бути піретроїдні інсектициди, інгібітори синтезу хітину (регулятори росту комах), гербіциди – похідні сульфонілсечовин, високоефективні при низьких нормах витрати – 5-100 г/га. Середні норми витрат пестицидів, що становлять світовий асортимент, за останні роки зменшилися в 2-3 рази, їх загроза для людини і тварин – на

10-14%.

295

При оцінці препарату слід враховувати, що більш токсичний, але й ефективніший пестицид, внесений у малих дозах, може мати меншу загрозу, порівняно з менш токсичним пестицидом, який використовують у більших дозах. Наприклад, піретроїд децис вважається високотоксичним для бджіл, як і традиційний препарат карбофос, тоді як старий препарат тіодан, навпаки, малотоксичний для цих комах. Гостра токсичність децису в шість разів вища, ніж карбофосу, але норма витрати в 40 разів нижча. Тому в практиці виходить, що децис у сім разів безпечніший, ніж менш токсичний карбофос. Поширюючи аналогічне судження на тиодан, одержуємо, що цей старий малотоксичний препарат у 2 рази небезпечніший для бджіл, ніж високотоксичний децис.

Прогрес у галузі екологізації пестицидів значний. Ще значніші потенційні можливості зменшення шкідливих наслідків застосування пестицидів. Перехід від старих традиційних до нових сучасних препаратів – це важливий резерв щодо поліпшення стану навколишнього середовища. На жаль, цей перехід потребує часу, в ряді випадків значного, і навіть у розвинених країнах з їхніми високими технічними можливостями відбувається повільніше, ніж того хотілося б суспільству, яке занепокоєне погіршенням стану навколишнього середовища.

Нині, поряд із хімічним, застосовують також агротехнічний, біологічний, генетичний та інші методи боротьби з сільськогосподарськими шкідниками. Кожний із них має свої недоліки. Жоден не може поки що бути альтернативою хімічному методу. Проте, поєднанням їх у рамках інтегрованого захисту рослин, досягають деякого зменшення обсягу застосування хімічних засобів і зменшення навантажень на навколишнє середовище.

Відомо, що найбільшу шкоду сільськогосподарському виробництву завдають фітопатогенні гриби (збудники аскохітозу, фузаріозу, антракнозу, гнилей, альтернаріозу тощо), бактерії (що викликають м’які гнилі, опіки, “чорну ніжку”, рак), нематоди, а також листогризучі комахи, що призводить до значних втрат урожаю (вони можуть досягати 50-70%). Тому створення екологічно безпечних засобів захисту рослин і впровадження їх у виробництво є надзвичайно важливим завданням сьогодення.

Інтенсивне застосування у сільському господарстві хімічних засобів захисту рослин призвело не тільки до забруднення довкілля, а й до появи нових стійких до хімічних препаратів форм патогенів.

296

У країнах Західної Європи і США створено державні програми, які передбачають зменшення об’ємів застосування хімічних препаратів удвічі, за рахунок впровадження біологічних препаратів. Розроблено низку біопрепаратів, таких як біофунгус (на основі Trichoderma spp., Бельгія), бінаб-Т (T.harzianum і T.рolysporum, Швеція), біо-трек

(T.harzianum, США), серенада, кодiак (B.subtilis, США), ризо-плюс

(B.subtilis, Німеччина), бактофіт (B.subtilis, Росія), які рекомендовано для використання в інтегрованих системах захисту рослин (Е.І. Коломієць, 2004). В Україні також розроблено ефективні препарати для боротьби з грибними захворюваннями рослин (В.В. Смірнов, І.А. Козачко, В.А. В’юницька, 1995; С.П. Надкерничний, 1997), проте їх впровадження обмежене.

Біофунгіциди на основі живих культур мікроорганізмів характеризуються низкою переваг, до яких можна віднести безпеку для людини і тварин, відсутність фітотоксичності, мутагенної та онкогенної активності, а також широкий спектр дії на різні патогени. Суттєвою перевагою цих препаратів є також можливість практично безперервного їх вдосконалення, шляхом генетичної та генно-інженерної модифікації мікроорганізмів, що входять до їх складу, а також проста технологія їх виробництва і, як результат цього, невисока собівартість. Необхідно також відмітити нешкідливість біопрепаратів для навколишнього середовища і відсутність загрози забруднення агробіоценозів.

Певну увагу в даний час приділяють біопестицидам. У США Агентством з охорони навколишнього середовища як біоінсектициди допущені 16 мікроорганізмів, як біогербіциди – тільки 2. Ці 16 мікроорганізмів використовують майже в 100 препаративних формах. При цьому 90% комерційних біопестицидів припадає на препарати на основі Bacillus trurinensis (Ві). Продукт високоспецифічний і діє лише на личинки комах із класу Lepidoptera i Diptera, що призводить до значних економічних витрат. Певні успіхи, пов’язані з використанням біометоза в рамках інтегрованого захисту рослин, дещо послабили хімічний вплив на навколишнє середовище, однак тут ще належить багато зробити.

Реальним також є розширення спектра біологічних інсектицидів.

На сьогодні в арсеналі мікробіологів є відомий препарат бітоксибацилін, а також його покращені аналоги (на основі Bacillus thuringiensis) (Л.Н. Кузнєцова, 1999). Збільшення їх виробництва могло б кардинально поліпшити ситуацію з таким шкідником, як колорадський жук. Якщо в країнах західної Європи не існує проблеми з боротьбою

297

зцим шкідником, внаслідок запровадження науково обґрунтованих сівозмін і територіального віддалення полів картоплі, то в Україні, через концентрацію вирощування культури у приватному секторі (до 96%), ця проблема є надзвичайно гострою. Причому вона стає дедалі актуальнішою, оскільки, внаслідок адаптації комах до отрутохімікатів, для їх знищення потрібні як нові хімікати, так і збільшення кратності обробок. Очевидно, що успіх у вирішенні цієї проблеми значною мірою залежить від праці мікробіологів.

Зменшити обсяг застосування хімічних засобів, без зниження ефективності обробки, можна також завдяки вдосконаленню методів оцінки чисельності шкідливих об’єктів і прогнозуванню їх поширення. Передбачити оптимальні строки та методи боротьби, скоротити кількість інсектицидних обробок у 2–3 рази дає можливість використання феромонів. Застосування феромонів – захід дорогий, але він забезпечує зменшення втрат урожаю, при одночасному скороченні хімічних обробок, і тим самим зменшує забруднення навколишнього середовища.

Скоротити витрати пестицидів можна й удосконаленням методів обробки та апаратури. Так, застосування мало об’ємного обприскування, дає змогу знизити норми витрат пестицидів на 25-30%. Значний ефект забезпечує також оптимізація форм застосування.

Один з основних засобів у біозахисті є трихограма – рід паразитичних комах родини хальцид, яких успішно використовують у боротьбі проти совок, метеликів, плодожерок, листокруток. Водночас у нашій країні досі невідомий повний набір видів цього роду.

Уборотьбі з бур’янами використовують рослиноїдних комах, перспективність яких полягає у високій специфічності відносно рослингосподарів, що практично гарантують неможливість переходу їх на інші види. Вже такі комахи (гербіфаги) застосовуються проти осоту польового, багатьох видів будяків, васильків, молочаю, хрестоцвітих, жовтеців, березки, грициків, хвоща, пирію повзучого, гострецю, навіть амброзії.

Важливим елементом інтегрованого захисту рослин є біологічний метод, що включає застосування комах і ентомофагів, яких штучно розмножують у лабораторних умовах та на біофабриках, а також мікробіопрепаратів промислового і господарського виробництва. У 1993 p.

здопомогою біологічного методу захищено 14% посівів сільськогосподарських культур відкритого ґрунту, які підлягали хімічній обробці проти шкідників. Значно зменшилося застосування хімічних засобів захисту рослин проти шкідників зернобобових культур.

298

Завдяки застосуванню бактероденциду проти мишовидних гризунів скоротилося застосування хімічних зооцидів на 15-18%. Облік мікроспоріозу, ентомофторозу й ентомофагів на капустяних метеликах допомагає обґрунтовано відміняти хімічні обробки на хрестоцвітих культурах. Таку регламентацію хімічного методу проводять на посівах гороху, пшениці, при прогнозуванні ентомофторозу горохової зернівки і гранульозу сірої зернової совки.

Один із шляхів підвищення ефективності захисту сільськогосподарських культур від шкідливих організмів і зменшення забруднення навколишнього середовища пестицидами – використання засобів, створених на основі біологічно активних речовин, якими є регулятори росту, розвитку, розмноження і поведінки живих організмів. Проти комах-шкідників винайдено і перевірено в дослідах регулятори росту (інгібітори синтезу хітину), регулятори розвитку і розмноження (гормональні та антигормональні препарати), регулятори поведінки (феромони й антифеданти). З цих речовин на практиці застосовуються феромони комах, які використовуються для нагляду за шкідниками в садах і на виноградниках, що дає змогу в 2-3 рази зменшити хімічні обробки. У масштабах країни скорочення лише на один обробіток, внаслідок застосування феромонних вловлювачів, економить значну кількість інсектицидів, дає змогу визначити найефективніші строки хімічних обробок або при чисельності шкідників, нижчій за економічну межу шкідливості, відмінити їх. Ефективність боротьби за рахунок оптимізації строків обробок підвищується на 20-30%.

6.6. Забруднення нітратами, нітритами, важкими металами та іншими хімічними речовинами

Нітрати – це солі азотної кислоти, які є природними сполуками і добре розчиняються у воді, а при нагріванні можуть переходити у нітрити з виділенням кисню. Вони входять в склад мінеральних добрив, а також являються натуральним компонентом харчових продуктів рослинного походження. У рослини нітрати надходять з ґрунту. Концентрація нітратів в продуктах харчування залежить в основному від неконтрольованого використання азотних добрив.

Застосування великих доз добрив погіршує якість продукції. Використання мінеральних добрив дало змогу певною мірою підвищити врожайність культур, однак подальше збільшення їх доз уже

299

не сприяло її зростанню, що пов’язано із зменшенням запасів гумусу в ґрунті. Зростання врожайності неможливе без удосконалення технології внесення добрив. Безконтрольне їх застосування призводить до забруднення навколишнього середовища.

Вміст нітратів у рослинах залежить і від видових, і сортових особливостей, часу збирання та ін. За однакових умов невелику кількість їх нагромаджують баклажани, томати, цибуля; підвищену – салати, капуста, ревінь, петрушка, редька, редиска. При звичайному вирощуванні нітрати не нагромаджуються в яблуках, ягодах, вишні, сливі, смородині, аґрусі. Менше нітратів містять дозрілі рослини. В кормових культурах вміст нітратів залежить від видового складу, сорту, дози внесення азотних добрив, ґрунтово-кліматичних умов вирощування та інших агротехнічних факторів.

Допустима доза нітратів для людини, при надходженні в організм з продуктами харчування і водою, за добу становить 5 мг/кг.

Заходи запобігання нітратному забрудненню продукції рослин-

ництва. Зі зростанням обсягів застосування азотних добрив пов’язана така важлива проблема, як підвищення забруднення харчових продуктів і питної води нітратами та нітритами. Нітрати значно поширені в природі, вони містяться в ґрунті, воді, рослинах, організмах тварин і людини. Азот з усіх форм, в яких він існує в ґрунті, може переходити в нітратну: з аміачної, яка утворюється в результаті амоніфікації органічних сполук, під впливом бактерій групи Nitrosomonas він переходить у нітритну, а під впливом Nitrobacter – в нітратну форму. Нітрати дуже рухливі в ґрунті, майже не адсорбуються ґрунтовим вбирним комплексом і можуть вимиватись у поверхневі та інфільтруватися в ґрунтові води. Нітрати також здатні відновлюватись до газоподібних продуктів – N2O, N2, NO, NO2 в результаті денітрифікації і втрачатися з ґрунту.

Рослини поглинають азот у різних формах: нітратній, нітритній, аміачній, амідній або вільній молекулярній (бобові рослини), однак у синтезі амінокислот, під час взаємодії з органічними кислотами, може брати участь лише аміак NH3 (реакція амінування). Вільний амоній у рослинах накопичується в обмеженій кількості, інакше відбувалося б так зване аміачне отруєння, тоді як від надлишку нітратів і нітритів рослини не страждають. Цим і пояснюється здатність рослин накопичувати їх у значній кількості. В рослинах нітрати і нітрити, під дією нітратредуктази і нітритредуктази, відновлюються до NH3 (редукція).

300