Борьба с вредителями культурных растений — химические методы, подразделение пестицидов
Вредителями называют все организмы, которые наносят вред культурным растениям, поедая их, подавляя в конкурентной борьбе за питательные вещества и вызывая болезни. По оценкам, во всем мире вредители в среднем снижают урожаи на 33%. Мероприятия по борьбе с вредителями необходимы прежде всего в сельском и лесном хозяйстве, при защите сохранности продукции, в гигиенической отрасли здравоохранения и при ветеринарной гигиене животных.
Первоначальное представление о возможности полного уничтожения вредителей оказалось бессмысленным, поэтому сегодня цель борьбы с ними — подавление численности их популяций ниже экономически допустимого порога наносимого ущерба.
Существуют методы борьбы с вредителями:
- физические (поимка и сбор, облучение, создание масляных пленок на воде водоемов и на растениях),
- химические (пестициды),
- биологические (разведение культур организмов) методы борьбы с вредителями.
Масштабное применение органических, химических способов защиты растений впервые началось в 1939 г.
Химические методы применяются чаще всего потому, что пестициды легки в обращении и обеспечивают быстрый эффект.
Большинство пестицидов уничтожает и естественных врагов вредных организмов (полезные организмы), поэтому вредители начинают быстрее размножаться, что требует повторного применения пестицидов.
Подразделение пестицидов по целевым группам создает фиктивное представление о том, что они абсолютно строго и избирательно действуют именно на ту группу, для которой предназначены:
- гербициды (растения),
- фунгициды (грибы),
- инсектициды (насекомые),
- акарицнды (клещи),
- нематоцнды (плоские черви),
- родентицнды (грызуны),
- моллюскоциды (улитка) и т. д.
Но это далеко не так, поскольку большинство пестицидов вклинивается в основополагающие процессы обмена веществ (фотосинтез, образование АТП, функции и строение мембран) и поэтому не может ограничиваться только "своей" группой. Например, многие инсектициды действуют как сильный яд на рыб. Селективное действие немногих видов пестицидов объясняется только тем, что одни виды воспринимают их легко, а другие — хуже.
Насколько сильно должна проявиться нагрузка в экосистемах страны, можно судить по расходу средств защиты растений в ФРГ:
- с 1973 по 1979 т. он вырос с 24 415 до 33 650 тон;
- затем не изменялся;
- в 1986 — 31 417 тон.
Гербициды занимают 1-е место, 61%; за ними следуют фунгициды, 21%; инсектициды и акарициды, 6%. Остаток распределяется между нематоцидами, моллюскоцидами, родентицидами, регуляторами роста и пр. Только часть пестицидов достигает цели, остальные падают на почву и с инфильтратом уходят в грунтовые воды. В виде аэрозолей пестициды могут переноситься на расстояния до 500 км, нагружая таким образом соседние экосистемы.
Большинство применяемых пестицидов — это синтетические органические соединения, около 3% инсектицидов — растительного происхождения.
Последние менее вредны для экосистем, зато намного сложнее в изготовлении. Предназначенный к применению пестицид выбирается как по намеченной целевой группе, так и по наилучшей возможности достичь ее, т. к. на пути к месту его действия необходимо преодолеть множество барьеров внешняя кожица, клеточные мембраны, чтобы попасть в органеллу клеточной ткани. Эффективность пестицида часто зависит от метода внесения.
На открытой местности его распыляют (частички размером < 40 мкм, против гусениц < 10 мкм), разбрызгивают (растворы, эмульсии или суспензии), в закрытых помещениях используют в виде аэрозолей (дым, туман). Благодаря этому он покрывает надземные части растений, но не находящиеся под ними органы. Вредителей, живущих в почве, можно достать при ее обработке или с помощью системных ядов.
Они всасываются организмом-хозяином, например растением, и распределяются в нем, не нанося ему вреда, действуют на съедающих растение или высасывающих его сок насекомых как системный яд.
Среда носитель весьма важна потому, что многие пестициды в органических растворителях или масляных эмульсиях действуют более эффективно, чем в водных растворах.
Растворенные в жире активные вещества легче проникают сквозь липофильную кутикулу и клеточные мембраны. В насекомых пестициды могут проникнуть сквозь участки топкой кожи, органы чувств и сопряжения суставов. Растворенные в жирах пестициды проникают и сквозь хитиновый панцирь (контактный яд).
По-иному происходит восприятия через пищеварительный тракт (пищевой яд) или органы дыхания ингаляционный яд. Биологически активное вещество благодаря обмену веществ может измениться в организме и превратиться в более токсичное соединение (активация) или ослабить свое действие (детоксикация).
Пути обмена веществ при детоксикации: активное вещество окисляется с образованием тидроксильных соединений или карболовых кислот, затем конденсируется и может быть выведено; хлорированные углеводороды с помощью ферментов могут деги-уро-хлорироваться с выделением НО; собственные молекулы тела (например, защитные протеины), присоединяются к молекуле яда (конъюгация). Способность обезвреживать яд зависит от набора ферментов у подвергшегося травлению вредителя и от его физиологического состояния.
