5.4.1. Общие требования к химическому методу

Химический метод защиты растений основан на использовании химических средств (пестицидов) органической и неорганической природы, токсичных для вредных организмов. При их применении снижается численность вредных организмов или тормозится (предотвращается) скорость размножения (развития).

Химические средства защиты растений в настоящее время являются неотъемлемой частью технологий возделывания сельскохозяйственных культур во всем мире. Они широко применяются также в процессе хранения и транспортировки готовой продукции, при дезинсекции и дезинфекции помещений и транспортных средств.

В двенадцатом издании Справочника по пестицидам Британского комитета по защите растений приведены данные по 1410 веществам, применяемым в качестве средств защиты растений. Данный список постоянно расширяется и обновляется. Все это разнообразие химических и микробиологических средств защиты растений объединено под единым названием – пестициды, от латинских слов – pest (вредитель, паразит, чума, зараза, всеобщее бедствие) и cidos (убивать).

Бурное развитие химического метода началось в середине XX в. после открытия биологической активности у некоторых органических соединений (ДДТ, 2,4-Д, ГХЦГ и др.). Успехи химии органического синтеза привели к тому, что в 40–60-е годы химические средства защиты растений занимали доминирующее положение в технологии защитных мероприятий. К началу 70-х годов стали очевидными следующие негативные последствия такой стратегии защиты растений:

рост затрат на защиту растений обгонял в 10–15 раз темпы прироста растениеводческой продукции;

потенциальный недобор урожая от вредных организмов последовательно возрастал, а устраняемый недобор стабилизировался на уровне 33–35 % потенциального ущерба, что приводило к падению рентабельности растениеводства;

усилилось развитие резистентности к пестицидам у популяций вредных организмов, против которых приходилось увеличивать нормы расхода пестицидов, что резко снижаю их эффективность;

росли масштабы загрязнения окружающей среды и агропродукции остатками пестицидов;

нарушились естественные механизмы саморегуляции, соотношения между вредными и полезными видами в биоценозах.

На современном этапе состояния защиты растений химический метод решает триединую задачу: защитную, природоохранную и ресурсосберегающую.

Задача защиты растений состоит в получении высокой (95–99 %) биологической эффективности данного способа в короткий промежуток времени (в течение 3–7 суток) с длительностью последействия (3 недели и более), существенной хозяйственной и экономической эффективности.

Все пестициды применяются на основе ЭПВ (экономического порога вредоносности), величина которого используется двояко в зависимости от биоэкологии вредных организмов:

непосредственное использование при достижении численности вредного организма уровня ЭПВ, выше которого сельскохозяйственной культуре может быть нанесен невосполнимый ущерб. Например, ЭПВ хлебной полосатой блошки составляет в сухую погоду 30–40 жуков/м2, ПВ по заселенности выщелоченного чернозема конидиями Bipolaris sorokiniana составляет 20 на 1 г воздушно-сухой почвы. При достижении ЭПВ по блошкам возможно опрыскивание посевов хлебных злаков инсектицидами, а по возбудителю гельминтоспориозной корневой гнили – протравливание семян рекомендованными фунгицидами. Применение показателей ЭПВ первым способом проводится против вредных организмов с признаками К-стратегов, а также r-стратегов, имеющих одно массовое поколение потомков в течение вегетации (моноциклических). Стратегия защитных мероприятий против них состоит в снижении исходной численности популяции вредных организмов;

для прогноза (краткосрочного) развития заболевания или нарастания численности полициклических вредных организмов. В этом случае пестициды применяются при первых признаках заболевания и численности вредного организма ниже ЭПВ, который служит лишь прогнозируемым критерием неблагоприятного развития фитосанитарной ситуации при наступлении определенных гидротермических условий. Такое использование показателей ЭПВ характерно для r-стратегов с повторяющимися циклами воспроизводства потомков (полициклическими), с высокой скоростью эпифитотического процесса. Например, ЭПВ развития бурой ржавчины в фазу колошения составляет 10 %, а в фазу молочной спелости – 40 %. Если по краткосрочному прогнозу ожидается указанный уровень развития этого заболевания, то применяются фунгициды при первых признаках появления болезни, в Сибири, например, на яровой пшенице начиная с фазы появления флагового листа. По мучнистой росе яровой пшеницы ЭПВ составляет по развитию болезни 25–30 % в фазу колошения. Если по краткосрочному прогнозу ожидается указанный уровень развития болезни, то фунгицидные обработки проводят заблаговременно при первых признаках ее появления, начиная с фаз кущения – выхода в трубку.

Природоохранная задача химического метода состоит в минимизации его негативного эффекта и последействия на человека, нецелевые организмы и элементы агроландшафта.

Возможные отрицательные последействия применения пестицидов приведены в табл. 45.

Таблица 45

Возможные негативные побочные воздействия пестицидов на биосферу

Для обеспечения природоохранной роли химического метода необходимо соблюдать следующие положения:

при определении целесообразности применения инсектицидов использовать показатель деятельности естественных врагов (энтомофагов), которые при определенном соотношении удерживают численность вредителей ниже ЭПВ. Например, применение инсектицидов на горохе против тли отменяется при соотношении в системе «хищник – жертва» 1:30–40;

для преодоления резистентности вредных организмов чередовать применение химических средств разного механизма действия – контактных и системных. Например, смесь фунгицида металаксила (системного действия) и манкоцеба (контактного действия) в соотношении 1:8 задерживает развитие резистентных штаммов возбудителя фитофтороза картофеля и томатов – Phytophthora infestans;

применять препараты с длительным периодом токсического действия (30 дней) в осенний и ранневесенний периоды при отсутствии или небольшой численности энтомофагов, а с коротким (7–10 дней) периодом, как менее опасных – в раннелетний период при заселении посевов энтомофагами и другими полезными насекомыми; избегать избыточной (95–99 %) эффективности пестицидов при умеренной численности вредных организмов. Снижать норму расхода препаратов в 2–3 раза при требуемой эффективности 50–60 %;

применять пестициды в первую очередь локально в очагах, куртинах, на фазе локализации (а не расселения!), фитофагов, заменять сплошные обработки ленточными (метод «зебра», полосами с интервалами) и краевыми;

применять (с учетом ЭПВ) эффективные, но более экологичные препараты при безопасной технологии их применения на основе ЭПВ. Пестициды должны характеризоваться такими показателями, как: малая острая и хроническая токсичность для человека и теплокровных животных, умеренная персистентность (способность разлагаться в почве в течение одного вегетационного периода), заданная биологическая и экономическая эффективность, удобство применения, хранения и транспортировки, малая опасность в отношении  полезных и нецелевых организмов, а также в отношении элементов агроландшафта;

методы и способы применения пестицидов должны предотвращать их потери и увеличение норм расхода;

крайне важно соблюдать все официально предусмотренные меры личной и общественной безопасности при работе с пестицидами.

Ресурсосберегающая функция химического метода защиты растений касается, прежде всего, повышения его энергетической эффективности, особенно при борьбе с сорняками. Так, расход энергии при механической борьбе с сорняками примерно в два раза больше, чем при использовании для этой цели гербицидов. Однако если учитывать негативные экологические последствия применения гербицидов, то преимущества будут на стороне механического способа (обработки почвы). С энергетической точки зрения более ресурсосберегающим способом применения средств защиты растений является протравливание семян по сравнению с опрыскиванием посевов пе­стицидами.