Меню

Экология химических средств защиты растений

ТЕМА 7. Экологические последствия использования средств защиты растений

Цель — познакомить студентов с химическими средствами за­щиты растений — пестицидами и влиянием их на окружающую при­родную среду и здоровье человека.

Задачи. 1 .Рассмотреть основные признаки, по которым класси­фицируют пестициды.

2. Разъяснить в чем заключается потенциальная опасность ис­пользования пестицидов.

3. Познакомить с перспективами использования биологического метода защиты растений.

Краткая теория вопроса

Уже более столетия пестициды играют важную роль в борьбе с возбудителями болезней, вредителями и сорной растительностью. Не­обходимость такой борьбы обусловлена тем, что в современном миро­вом земледелии потенциальные потери урожая составляют от 23,9 до 46,4% (Соколов и др., 1994).

По разным оценкам в последние годы в мире используется более 1000 соединений, на основе которых выпускаются десятки тысяч препаративных форм пестицидов. Обычно пестициды классифицируют в зависимости от их целевого назначения (задание 1).

Также пестициды могут быть классифицированы по химическим признакам. Наиболее распространенные:

— хлорорганические пестициды – галоидопроизводные полициклических и ароматических углеводородов, углеводородов алифатического ряда;

фосфорорганические пестициды – сложные эфиры фосфорные кислот;

— карбаматы — производные карбаминовой, тио- и дитиокарбаминовой кислот;

азотсодержащие пестициды — производные мочевины, гуанидина, фенола.

Подавляющее число пестицидов — кумулятивные яды, токсич­ное действие которых зависит не только от концентрации, но и дли­тельности воздействия.

В результате биотрансформации наряду с детоксикацией пести­цидов имеет место и токсификация, то есть образуются вещества с еще более ядовитыми свойствами.

По токсичности для человека и теплокровных животных пестициды делятся на:

-сильнодействующие — ЛДэо до 50 мг/кг живой массы (леталь­ная доза, вызывающая гибель 50% организмов) — бромистый ме­тил, глифтор. ;

-высокотоксичные — ЛД50 до 200 мг/кг — базудин, метафос. ; -среднетоксичные — ЛД50 до 1000 мг/кг — медный купорос, полихом, рамрод. ;

-малотоксичные — ЛД50 более 1000 мг/кг — бордоская жидкость, витавакс, диален, сера, неорон.

По устойчивости к разложению в почве пестицидыделят на:

-очень стойкие (время разложения на нетоксичные компоненты составляет свыше 2 лет);

-стойкие (от полугода до 2 лет); -умеренно стойкие (до 6 месяцев);

-малостойкие (1 мес.).

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 токсиколого- гигиенические, экотоксикологические (коэффициент избирательности действия) и эколого-агрохимические — персистентность в почве (меся­цы), миграция по почвенному профилю (см), транслокация в культур­ные растения, фитотоксическое действие через почву, реакция на действие инсоляции.

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, правил хранения и применения препаратов, существует вероятность аллерген­ных, канцерогенных, мутагенных и др. воздействий на живые орга­низмы, отравлений их сильнодействующими веществами.

Действие пестицидов никогда не бывает однозначным. Исходя из присущей всем пестицидам совокупности свойств, можно констати­ровать следующее негативное их влияние на окружающую природную среду и здоровье людей и животных:

-как правило, для пестицидов характерен широкий диапазон токсического действия на живое вещество биосферы;

-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. В результате происходят глубокие нарушения взаимосвязей в биоцено­зах;

-руководствуясь ошибочным пониманием надежности обработ­ки полей, угодий, акватории, как правило, преднамеренно расходуют значительно большее количество препаратов, чем необходимо для уничтожения вредителя. При этом остатки пестицидов аккумулируют­ся и биоконцентрируются в трофических пенях, выносятся за пределы обрабатываемой территории;

-появляются новые резистентные к пестицидам конкуренты че­ловека в борьбе за урожай: насекомые, которые раньше не имели зна­чения для сельского хозяйства; болезни растений, на которые раньше не обращали внимания; сорняки, считавшиеся редкими, а иногда даже экзотическими видами;

-возрастает вероятность отдаленных последствий, связанных с патологическим и генетическим действием ряда препаратов на биоту;

Пестициды могут приводить к образованию злокачественных опухолей у человека. Примерно 70% применяемых соединений попа­дает в организм человека с мясом, молоком и яйцами, а 30% — с расти­тельной пищей.

Критерием оценки содержания пестицидов является ПДК или ДОК. В разных странах эти нормативы неодинаковы, что затрудняет обмен продовольствием. Основная причина таких различий — исполь­зование разных методов определения остаточных количеств препара­тов и продуктов их распада.

Наиболее часто в пищевых продуктах содержатся остатки ди- хлордифенилтрихлорэтана (ДЦТ) и изомеров гексахлорциклогексана (ГХЦН). Растения по степени накопления остаточных количеств хлорорганических пестицидов (ХОП) в продуктивных органах располага­ются в следующем порядке: морковь > петрушка > картофель > свекла > многолетние травы > томат > кукуруза > капуста белокочанная.

Фосфорорганические пестициды практически не накапливаются в продуктах питания.

В состав пестицидов комплексного действия в качестве микро­примеси входят супертоксиканты — диоксины. Угрозу человечеству от этой группы веществ можно сравнить с последствиями ядерного ору­жия. Диоксины концентрируются наиболее активно в организме рыб и дойных коров. В России установлены максимально допустимые кон­центрации диоксинов: для пищевых продуктов — 0,036 нг/кг, для моло­ка — 5,2 и для рыбы — 8,8 нг/кг (Федоров, 1993).

Из-за наличия диоксинов в пестицидах, особенно в хлорорганических, в некоторых странах (Италия, Россия, США, Швеция) запре­щено использование гербицида на основе 2,4,5-Т. В Канаде запрещено применение гербицидов на основе 2,4-Д. В других государствах во­прос решается путем регулирования ассортимента и совершенствова­ния технологии производства.

Читайте также:  Условные обозначения для каталога растений

По своей сути химизация сельского хозяйства представляет со­бой активное вмешательство человека в круговорот веществ в приро­де.

Основное направление биологического метода — использова­ние полезных насекомых и клещей (энтомофагов) в борьбе с вредны­ми. Энтомофаги представлены в природе хищниками и паразитами. Хищники (божьи коровки, златоглазки, жужелицы, мухи-журчалки, муравьи) ведут активный образ жизни, питаются особями одного или чаще нескольких видов вредителей. Паразиты живут до достижения взрослой стадии внутри или на теле одной особи вредителя и питаются ею (перепончатокрылые насекомые: трихограммы, бракониды, теле­номусы, энкарзии, ихневмониды и др., и мухи — тахины и др.).

Биологические средства начали использовать для защиты расте­ний и от болезней. Так, на основе изучения гиперпаразита мучнистой росы огурца создан биопрепарат против этого опасного заболевания. Разрабатываются приемы использования ряда авирулентных штаммов бактерий и грибов против различных корневых гнилей, ржавчины и мучнистой росы зерновых и других культур. Исследуется возможность использования биологических методов в борьбе с сорной растительно­стью (горчаком розовым, амброзией, повиликой, заразихами). Пер­спективно использование против сорняков специальных растительноядных насекомых (гербифагов).

Комплексный подход к защите сельскохозяйственных растений от вредителей, болезней, сорных растений послужил основой для соз­дания интегрированной системы защиты растений — совместное использование всех доступных форм подавления вредного организма, включая механические, физические, биологические, биоценотические, агротехнические, химические способы борьбы и регулирования чис­ленности вредного вида.

ЗАДАНИЕ 1. Заполните таблицу 1:

1 .Классификация пестицидов в зависимости от их целевого назначения

Пестициды Назначение
Гербициды
Инсектициды
Фунгициды
Родентициды (зооциды)
Альгициды
Бактерициды
Дефолианты
Десиканты
Ретарданты

(для борьбы с: бактериями и бактериальными болезнями растений; грибковыми заболеваниями растений и различными гриба­ми; грызунами; сорными растениями; вредными насекомыми; для тор­можения роста растений и повышения устойчивости стеблей против полегания; для уничтожения водорослей и сорной растительности в водоемах; для удаления листьев и ботвы; для подсушивания листьев перед уборкой).

ЗАДАНИЕ 2.Нарисуйте и проанализируйте схему миграции и биоконцентрации хлорорганических соединений в пищевых цепях:

Рыбы – птицы Вода- водоросли — Планктон – Птицы- ХОС- Человек- Дикие животные -Грудное молоко- новорожденные — Сельскохозяйственные животные, мясо, яйца, молоко и продукты его переработки, растение

ЗАДАНИЕ 3. Используя теоретический материал, заполните таблицу 2:

2.Разнообразие подходов к классификации пестицидов

Признаки Классификация
По химическим признакам
По токсичности для человека и теплокровных животных
По устойчивости к разложе­нию в почве
По степени комплексного воздействия на организм

ЗАДАНИЕ 4.Нередко использование пестицидов против сель­скохозяйственных вредителей на следующий год вызывает еще большую вспышку их численности. Это связано с тем, что пестициды (под­берите ответ):

а) слабоядовиты для вредителей; б) усиливают репродуктивные способности вредителей; в) подавляют вредителей и одновременно их естественных регуляторов.

ЗАДАНИЕ 5.Из предложенного набора видов составьте три пи­щевых цепи с разным количеством звеньев и проанализируйте в какой из них накапливается больше остаточных количеств пестицидов и в каком звене (уж, кузнечик, пшеница, ястреб, лягушка, мышь полевка).

Контрольные вопросы

1. Какие по химическому составу и свойствам пестициды отно­сятся к наиболее токсичным?

2. Какие супертоксиканты входят в качестве микропримеси в со­став пестицидов комплексного действия? Охарактеризуйте их.

3. Какие негативные экологические последствия связаны с ис­пользованием пестицидов? Чем они обусловлены?

4. Какими путями пестициды могут поступать в организм чело­века?

5. Что является критерием оценки содержания пестицидов?

6. Различаются ли растения по степени накопления остаточных количеств пестицидов в продуктивных органах?

7. В чем суть биологического метода защиты растений от вреди­телей, болезней и сорной растительности?

1 .Агроэкология. Черников В.А., Чекерес А.И. -М: Колос, 2000. 2.Агроэкология. Черников В.А. Модуль 6. Сельскохозяйствен ная экология. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 2000 г.

З.Черников В.А. и др. Экология и устойчивое сельское хочиПп во: Материалы для чтения. М.: Изд-во МСХА, 2000.

4.Материалы для чтения. М.: Изд-во МСХА, 2000 г.

Источник

Экологические аспекты использования химических средств защиты растений.

Анализ тенденции развития и совершенствования способов ведения сельского хозяйства, и в частности производства картофеля, показывает, что повышение урожайности сельскохозяйственных культур определяется в основном уровнем использования химических средств защиты растений. При этом роль пестицидов возрастает по мере роста урожайности, и при этом на тех площадях, где применяются пестициды, возрастает объем сохраненного урожая [11].

Наряду с этим увеличение использования пестицидов при несовершенстве технологий и технических средств, несоблюдение агротехнических и технологических требований приводит к их избыточному содержанию в почве, что влечет за собой загрязнение водоемов и грунтовых вод, угнетение жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, уничтожение полезной микрофлоры.

В этих условиях возрастает актуальность проблем безопасного применения в сельском хозяйстве химических средств защиты растений, разработки новых технологий и технических средств, способствующих снижению загрязнения окружающей среды.

Основным методом внесения химических средств защиты растений в Российской Федерации является опрыскивание. С помощью этого метода вносится около 75% используемых в сельском хозяйстве химических препаратов. В нашем же случае присутствует процесс протравливания, на его долю приходится 18,5% [14].

Поэтому, в условиях складывающейся экологической обстановки, специалистами рекомендуется внедрять экологическое земледелие, т.е. не просто отказ от применения быстродействующих минеральных удобрений и синтетических химических средств защиты растений. Экологически хозяйствующее предприятие должно характеризоваться почти замкнутой, целостной системой. Взаимодействие между почвой, растением, животным и человеком в экологическом земледелии должно развиваться по принципу хозяйственного круговорота с тем, чтобы устойчиво и долгосрочно обеспечивалась продуктивность системы [6].

Читайте также:  Комнотные растения и удобрение для них

Общими целями такого хозяйствования являются: сохранение плодородия почвы за счет выращивания в севооборотах многолетних и однолетних бобовых культур, промежуточных культур и растений с глубокорастущей корневой системой и внесения компостированных и некомпостированных органических материалов; производства здоровых продуктов питания, сохранение и защита таких естественных основ жизни , как почва, вода и воздух, а так же разнообразие флоры и фауны активной охраной природы, уменьшение загрязнения внешней среды химикатами.

Разрешается использовать только определенные биологические средства защиты растений и некоторые старые химические средства, способствовать развитию всех элементов саморегуляции и природных организмов профилактическими мероприятиями защиты растений. Запрещается выращивать трансгенные растения, или так называемые, генетически модифицированные организмы и использование, кормов содержащих их. Следует экономить и сохранять невозобновляемые ресурсы энергии и сырья за счет использования возобновления энергии; объединить в хозяйствах растениеводство и животноводство и развивать животноводство, в основном, на собственной кормовой базе; сохранять рабочие места в сельском хозяйстве и обеспечивать занятость в сельских регионах.

Основным недостатком применения системы экологического земледелия является то, что в силу отказа от химических препаратов, борьбу с вредителями приходится вести традиционными способами, что требует высоких затрат. Получаемая продукция по данной технологии имеет более высокую себестоимость, чем при использовании прогрессивных и высоких технологий. Поэтому такой продукции трудно конкурировать в условиях рынка.

На данном этапе развития, сельскохозяйственное производство весьма тесно связано с окружающей средой, является частью природы и существует лишь во взаимодействии с ней. Поля, леса и водные источники, как основные средства производства, подвергаются воздействию современной цивилизации, вследствие чего нарушается их первоначальное состояние; они могут улучшиться только при сохранении сложившегося в природе экологического равновесия. Неразумное и нерациональное использование природных ресурсов вызывают необходимые процессы в природе и на ее восстановление требуется много времени и большие затраты материальных и трудовых ресурсов.

Охрана природной среды – одна из важнейших государственных задач и дело всего народа планеты.

Парламентом Российской Федерации 21 февраля 1999 года был принят новый закон «Об охране окружающей природной среды», который определяет три основные задачи:

1) охрана природной среды;

2) предупреждение вредного воздействия хозяйственной или иной деятельности;

3) оздоровление окружающей среды, улучшение ее качества.

Основной принцип при решении этих задач – научно-обоснованное сочетание как экологических, так и экономических интересов. Впервые в законодательстве выделяют особый раздел, в котором предусмотрено право граждан на здоровую благоприятную среду.

Для выполнения соответствующих нормативов по качеству природной среды необходимо предъявлять экологические требования ко всем хозяйственным структурам независимо от форм собственности. В сельскохозяйственном производстве обеспечивать соблюдение основных принципов природопользования должны специалисты, каждый в своей сфере деятельности [11].

Специалистам предприятия занятым выполнением технологических процессов необходимо: владеть методикой разработки и определения ущерба, причиняемого природопользованием в хозяйстве в результате неправильного использования сельскохозяйственной техники; содержать в исправном состоянии машины и орудия, применяя их строго по назначению; контролировать правильность использования сельскохозяйственной техники, обращая особое внимание на орудия и дополнительные приспособления для противоэрозионной обработки почвы; постоянно работать над конструктивным улучшением системы орудий и приспособлений в соответствии с естественно-географическими условиями хозяйства, чтобы повысить их надежность, производительность и качество работ; сокращать до минимума количество проходов энергетических средств, стремясь использовать машины, выполняющие несколько операций в одном цикле; применять машины, исходя из гранонулометрического состава и влажности почвы, чтобы снизить, предупредить деградацию структуры и уплотнения почвы; следить на склонах за прекращением или ограничением движения на пере увлажненных дорогах, чтобы препятствовать развитию эрозии почв; контролировать использование нефтепродуктов, не допускать загрязнения ими почв, воды, растительности, организовать сбор, хранение и утилизацию всех отработанных нефтепродуктов; осуществлять контроль за работой ремонтных баз, мастерских и полевых станов тракторных бригад, чтобы уменьшить загрязнение почвы и воды отходами производства; следить за исправностью сельскохозяйственной техники, и особенно двигателей, с целью уменьшения токсичных выбросов в атмосферу и снижения уровня шума.

Источник

Экологические последствия использования средств защиты растений.

Уже более столетия пестициды играют важную роль в борьбе с возбудителями болезней, вредителями и сорной растительностью. Необходимость такой борьбы обусловлена тем, что в современном мировом земледелии потенциальные потери урожая составляют от 23,9 до 46,4% (Соколов и др., 1994).

По разным оценкам в последние годы в мире используется более 1000 соединений, на основе которых выпускаются десятки тысяч препаративных форм пестицидов. Обычно пестициды классифицируют в зависимости от их целевого назначения (задание 1).

Также пестициды могут быть классифицированы по химическим признакам.Наиболее распространенные:

хлорорганические пестициды – галоидопроизводные полициклических и ароматических углеводородов, углеводородов алифатического ряда;

фосфорорганические пестициды – сложные эфиры фосфорных кислот;

карбаматы – производные карбаминовой, тио- и дитиокарбаминовой кислот;

азотсодержащие пестициды – производные мочевины, гуанидина, фенола.

Подавляющее число пестицидов – кумулятивные яды, токсичное действие которых зависит не только от концентрации, но и длительности воздействия.

В результате биотрансформации наряду с детоксикацией пестицидов имеет место и токсификация, то есть образуются вещества с еще более ядовитыми свойствами.

По токсичности для человека и теплокровных животных пестициды делятся на:

-сильнодействующие – ЛД50 до 50 мг/кг живой массы (летальная доза, вызывающая гибель 50% организмов) –бромистый метил,глифтор…;

Читайте также:  Зеленые фигуры из растений своими руками

-высокотоксичные – ЛД50 до 200 мг/кг – базудин, метафос…;

-среднетоксичные – ЛД50 до 1000 мг/кг – медный купорос, полихом, рамрод…;

-малотоксичные – ЛД50 более 1000 мг/кг – бордоская жидкость, витавакс, диален, сера, неорон…

По устойчивости к разложению в почве пестициды делят на:

-очень стойкие (время разложения на нетоксичные компоненты составляет свыше 2 лет);

-стойкие (от полугода до 2 лет);

-умеренно стойкие (до 6 месяцев);

-малостойкие (1 мес.).

По степени комплексного воздействия на организмпестициды подразделяют на четыре класса:

I – чрезвычайно опасные; II – высокоопасные; III – умеренно опасные; IV – малоопасные.

Разработана шкала экотоксикологической оценки пестицидов, включающая систему критериев, среди которых токсиколого-гигиенические, экотоксикологические (коэффициент избирательности действия) и эколого-агрохимические – персистентность в почве (месяцы), миграция по почвенному профилю (см), транслокация в культурные растения, фитотоксическое действие через почву, реакция на действие инсоляции.

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, правил хранения и применения препаратов, существует вероятность аллергенных, канцерогенных, мутагенных и др. воздействий на живые организмы, отравлений их сильнодействующими веществами.

Действие пестицидов никогда не бывает однозначным. Исходя из присущей всем пестицидам совокупности свойств, можно констатировать следующее негативное их влияние на окружающую природную среду и здоровье людей и животных:

-как правило, для пестицидов характерен широкий диапазон токсического действия на живое вещество биосферы;

-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. В результате происходят глубокие нарушения взаимосвязей в биоценозах;

-руководствуясь ошибочным пониманием надежности обработки полей, угодий, акваторий, как правило, преднамеренно расходуют значительно большее количество препаратов, чем необходимо для уничтожения вредителя. При этом остатки пестицидов аккумулируются и биоконцентрируются в трофических цепях, выносятся за пределы обрабатываемой территории;

-появляются новые резистентные к пестицидам конкуренты человека в борьбе за урожай: насекомые, которые раньше не имели значения для сельского хозяйства; болезни растений, на которые раньше не обращали внимания; сорняки, считавшиеся редкими, а иногда даже экзотическими видами;

-возрастает вероятность отдаленных последствий, связанных с патологическим и генетическим действием ряда препаратов на биоту;

Пестициды могут приводить к образованию злокачественных опухолей у человека. Примерно 70% применяемых соединений попадает в организм человека с мясом, молоком и яйцами, а 30% — с растительной пищей.

Критерием оценки содержания пестицидов является ПДК или ДОК. В разных странах эти нормативы неодинаковы, что затрудняет обмен продовольствием. Основная причина таких различий – использование разных методов определения остаточных количеств препаратов и продуктов их распада.

Наиболее часто в пищевых продуктах содержатся остатки дихлордифенилтрихлорэтана (ДДТ) и изомеров гексахлорциклогексана (ГХЦН). Растения по степени накопления остаточных количеств хлорорганических пестицидов (ХОП) в продуктивных органах располагаются в следующем порядке: морковь > петрушка > картофель > свекла > многолетние травы > томат > кукуруза > капуста белокочанная.

Фосфорорганические пестициды практически не накапливаются в продуктах питания.

В состав пестицидов комплексного действия в качестве микропримеси входят супертоксиканты – диоксины.Угрозу человечеству от этой группы веществ можно сравнить с последствиями ядерного оружия. Диоксины концентрируются наиболее активно в организме рыб и дойных коров. В России установлены максимально допустимые концентрации диоксинов: для пищевых продуктов – 0,036 нг/кг, для молока – 5,2 и для рыбы – 8,8 нг/кг (Федоров, 1993).

Из-за наличия диоксинов в пестицидах, особенно в хлорорганических, в некоторых странах (Италия, Россия, США, Швеция) запрещено использование гербицида на основе 2,4,5-Т. В Канаде запрещено применение гербицидов на основе 2,4-Д. В других государствах вопрос решается путем регулирования ассортимента и совершенствования технологии производства.

По своей сути химизация сельского хозяйства представляет собой активное вмешательство человека в круговорот веществ в природе.

Основное направление биологического метода — использование полезных насекомых и клещей (энтомофагов) в борьбе с вредными. Энтомофаги представлены в природе хищниками и паразитами. Хищники (божьи коровки, златоглазки, жужелицы, мухи-журчалки, муравьи) ведут активный образ жизни, питаются особями одного или чаще нескольких видов вредителей. Паразиты живут до достижения взрослой стадии внутри или на теле одной особи вредителя и питаются ею (перепончатокрылые насекомые: трихограммы, бракониды, теленомусы, энкарзии, ихневмониды и др., и мухи – тахины и др.).

Биологические средства начали использовать для защиты растений и от болезней. Так, на основе изучения гиперпаразита мучнистой росы огурца создан биопрепарат против этого опасного заболевания. Разрабатываются приемы использования ряда авирулентных штаммов бактерий и грибов против различных корневых гнилей, ржавчины и мучнистой росы зерновых и других культур. Исследуется возможность использования биологических методов в борьбе с сорной растительностью (горчаком розовым, амброзией, повиликой, заразихами). Перспективно использование против сорняков специальных растительноядных насекомых (гербифагов).

Комплексный подход к защите сельскохозяйственных растений от вредителей, болезней, сорных растений послужил основой для создания интегрированной системы защиты растений – совместное использование всех доступных форм подавления вредного организма, включая механические, физические, биологические, биоценотические, агротехнические, химические способы борьбы и регулирования численности вредного вида.

Дата добавления: 2016-02-11 ; просмотров: 2048 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник