ЗАЩИТА РАСТЕНИЙ
Виды учебных занятий ¡ Лекции – 16 часов + 4 часа КСР ¡ Лабораторно-практические занятия - 32 часа +8 часов КСР ¡ Учебная практика – 24 часа (2 дня) - 1 курс ¡ Экзамен 2
ЛИТЕРАТУРА 1. Химическая защита растений / Под ред. Г. С. Груздева – М. : Агропромиздат, 1987 – 415 с. 2. Пестициды: Учебное пособие. - Протасов Н. И. , Миренков Ю. А. , Саскевич П. А. и др. – Горки: БГСХА, 2003 – 226 с. 3. Химическая защита растений: Учеб. / Н. И. Протасов, Ю. А. Миренков Ю. А. , П. А. Саскевич и др. – Мн. : Новое знание, - 2004 – 218 с. 4. Химические средства защиты растений: произв. -практ. издание / Ю. А. Миренков, С. В. Саскевич, С. В. Сорока. – Мн. : Триолета. – 2006 – 336 с. 5. Химическая защита растений: средства, технология и экологическая безопасность/ В. А. Зинченко – М. : Колос. С, 2006 - 232 с. 6. Пестициды. Химия, технология и применение/ Н. Н. Мельников- М. : Химия, 1987 - 712 с. 7. Интегрированные системы защиты растений от вредителей, болезней и сорняков: рекомендации/ Нац. акад. наук Респ. Беларусь; Ин-т защиты растений НАН Беларусь; под ред. С. В. Сороки. – Мн. : Бел. наука, 2005 - 462 с. 8. Государственный реестр средств защиты растений (пестицидов) и удобрений, разрешенных к применению на территории Республики Беларусь: Справочное издание / Р. А. Новицкий, А. В. Майсеенко и др. – Минск: РУП «Издательство «Белбланкавыд» , 2008 – 460 с. 9. Биологическая защита растений/ Бондаренко Н. В. - Л. : Колос. Ленингр. отд-ние, 1978 -256 с. 10. Сельскохозяйственная фитопатология/Пересыпкин В. Ф. –М. : Колос, 1989– 512 с. 11. Сельскохозяйственная энтомология. Под ред. А. А. Мигулина и Г. Е. Осмоловского. М. , Колос, 1976 – 448 с. 3
План лекции 1. Введение. Предмет и задачи дисциплины. 2. Характеристика основных методов защиты растений (селекционно – семеноводческий, агротехнический, физический, механический, карантинный, автоцидный, биологический, химический) 3. Химический метод защиты растений. Достоинства и недостатки. 4. Пестициды и их роль в технологиях возделывания сельскохозяйственных растений. 5. Современное состояние производства средств защиты растений и перспективы их применения. 6. Классификация пестицидов: по химическому составу, по объектам применения, способам проникновения в организм и по характеру действия.
1. Введение. Предмет и задачи дисциплины ¡ Природно-климатические условия РБ благоприятны для распространения и развития вредителей, возбудителей болезней и сорняков в посевах сельскохозяйственных культур. ¡ Потенциальные потери урожая от вредных организмов могут составлять 30% и более. ¡ Защита растений – настоятельная необходимость в прошлом, настоящем и обозримом будущем, связанная с ростом численности населения, стремлением к повышению благосостояния, увеличением промышленного производства. 5
Защита растений – особенно важное звено в условиях интенсивного возделывания сельскохозяйственных культур: -высокое насыщение севооборотов одной культурой создает условия для накопления и распространения вредителей и болезней; -внесение удобрений в повышенных дозах способствует возрастанию восприимчивости к поражению болезнями; - возделывание преобладающих сортов на больших площадях может привести к массовому распространению вредителей и развитию патогенов. 6
¡ Обеспечение благоприятных условий для развития растений, повышение их сопротивляемости к повреждению вредителями и поражению возбудителями болезней, а также подавление вредных организмов позволит уменьшить недоборы урожая и улучшить его качество. ¡ Надежная защита сельскохозяйственных культур может быть достигнута только при использовании системы мероприятий, под которой понимается сочетание различных научно обоснованных методов. 7
Целью изучения дисциплины «защита растений» является: Обучение студентов правильному применению имеющихся методов защиты растений и использованию ассортимента химических средств защиты растений в агроценозе для ограничения численности вредных организмов на уровне ниже ЭПВ и получения экологически чистой продукции. 8
Задачи дисциплины «защита растений» : ¡ освоение научных принципов построения и обоснования комплекса защитных мероприятий против вредителей, болезней и сорняков; ¡ изучение имеющегося ассортимента пестицидов, правил и регламентов по безопасному для окружающей среды их применению; ¡ изучение санитарно-гигиенических и физико- химических основ применения пестицидов.
2. Характеристика основных методов защиты растений ¡ организационно-хозяйственный ¡ селекционно-семеноводческий ¡ агротехнический ¡ физический ¡ механический ¡ карантинный ¡ автоцидный ¡ химический ¡ биологический 10
Организационно-хозяйственный метод ¡ Тщательная очистка посевного материала на зерноочистительных машинах; ¡ Внесение только перепревшего навоза. Запрет на внесение органики, содержащей семена и плоды сорняков. ¡ Обкашивание дорог, канав и т. д. – исключение возможности обсеменения сорняков. ¡ Подготовка складских помещений перед загрузкой – дезинфекция и дезинсекция. ¡ Пространственная изоляция между посевами до 1 км. ¡ Составление плана проведения защитных мероприятий. ¡ Обучение работающего персонала новым технологиям. ¡ Сбор и уничтожение растительных остатков. ¡ Известкование кислых почв.
Селекционно-семеноводческий метод Заключается в использовании для защиты от вредных организмов районированных сортов, устойчивых к вредителям и болезням. В результате селекционной работы в нашей стране создаются устойчивые к вредным организмам сорта сельскохозяйственных культур. Сорт озимого тритикале Мара относительно устойчив к септориозу, вынослив к корневым гнилям; сорт Михась вынослив к корневым гнилям и септориозу. Сорта люпина узколистного Першацвет и Гелена обладают устойчивостью к антракнозу; сорта Ашчадны, Бисер, Гелена, Першацвет – к фузариозу. Сорта картофеля Атлант, Здабытак, Ветразь, Сузорье, Альпинист, Блакит устойчивы к фитофторозу. Использование толерантных сортов, устойчивых к пестицидам и факторам внешней среды. 12
Агротехнический метод Направлен на: - создание благоприятных условий для развития растений; - повышение их устойчивости к воздействию вредных организмов. Особенности агротехнического метода: ¡ отсутствие дополнительных затрат на проведение мероприятий, т. к. они являются обязательными при выращивании с. х. культур; ¡ использование взаимоотношений между растением , вредным организмом и окружающей средой; ¡ хорошая сочетаемость агротехнического метода с другими (биологическим и др. ); ¡ его применение не ухудшает качества с. х. продукции; ¡ не приносит вреда окружающей среде. 13
Агротехнический метод Севооборот – правильное чередование культур предотвращает накопление вредных организмов в почве. Культура возвращается на прежнее место только после гибели вредителя или болезни на данном поле (корневые гнили, фузариозное увядание льна, кила крестоцветных и т. д. ). Обработка почвы – приводит к гибели покоящиеся формы вредных организмов и создает неблагоприятные условия для их развития (лущение стерни и глубокая ранняя зяблевая вспашка приводят к уничтожение находящихся на поверхности почвы вредных организмов, изменяют аэрацию и влажность почвы). Сроки и способы посева посадки) культур –ранние сроки способствуют повышению урожайности (более устойчивый водный режим, лучшее использование света, к моменту лета злаковых мух зерновые культуры оказываются более развитыми и меньше подвержены повреждению злаковыми мухами). Внесение удобрений – сбалансированное фосфорно-калийного удобрения без избытка азота снижает поражение зерновых культур и льна ржавчиной, фузариозом, внесение бора и других микроэлементов предупреждает поражение свеклы гнилью сердечка, льна – бактериозом. и т. д. Изменение доз удобрений в зависимости от обеспеченности почвы и потребности растений под планируемый урожай. Изменение норм высева семян – в загущенных посадках создаются благоприятные условия для распространения и развития возбудителей болезней (корнеед свеклы, пероноспороз капусты и т. д. )
Физический метод Связан с применением: высоких и низких температур ( подавление инфекции пыльной головни воздействием на семена в течение 2 часов водой с температурой 47 градусов; пропаривание почвы в защищенном грунте; охлаждение семян гороха с зимующей в нем гороховой плодожоркой до минус 10 градусов в течение 6 суток); ионизирующего излучения (для повышения устойчивости к заболеваниям (увеличение устойчивости к твердой головне и стеблевой ржавчине у пшеницы; - для лучевой стерилизации вредных насекомых; - для уничтожения вредителей запасов (облучение потоком ускоренных электронов. (высокопроизводителен – 200 т/час); токов высокой частоты (для дезинсекции зерна, заселенного вредителями, его нагревают токами высокой частоты); использование клеевых ловушек и т. д. 15
Механический метод Заключается в уничтожении насекомых с помощью ¡ ловчих поясов, ¡ колец, ¡ заградительных канавок, ¡ световых ловушек и других приспособлений, ¡ удаление и уничтожение гнезд насекомых (боярышница, златогузка). Приемы также включают: ¡ вырезку больных побегов и ветвей плодовых деревьев и кустарников (удаление пораженных обыкновенным и черным раком ветвей); ¡ уничтожение больных растений на семенных посевах (фитопрочистки); ¡ удаление промежуточных хозяев ржавчинных грибов и т. д. 16
Карантинные мероприятия Это система государственных мероприятий, направленных на предотвращение заноса с территории других стран и распространения карантинных вредителей, возбудителей болезней и сорняков. Карантинным объектом называют вредный объект, который отсутствует или ограниченно распространен на территории страны и проникновении в страну может нанести существенный вред растениям. Задача карантина – предотвращение проникновения патогена туда, где он отсутствует. Внешний карантин – осуществляют при закупке и транспортировке всех подкарантинных материалов (семена, растения, фрукты, овощи, зерно и т. д. ) на пограничных пунктах, международных почтамтах, аэропортах и т. д. , где проводят досмотр ввозимого груза. Внутренний карантин – мероприятия направлены на предотвращение распространения карантинных внутри страны, своевременное выявление, локализация и ликвидация очагов. Очаги карантинных объектов выявляют при обследовании насаждений, посевов или хранящейся продукции. При обнаружении таких объектов объявляют карантин – ограничение вывоза и использования данной продукции, а затем ликвидируют очаг. 17
Автоцидный метод Метод основан на использовании биологически активных веществ, регулирующих рост и развитие, размножение и поведение насекомых. По механизму действия БАВ подразделяют на: - нарушающие репродуктивное развитие и процесс онтогенеза (гормоны и их аналоги – антиювенильные препараты, ингибиторы синтеза хитина и т. д. ) - Нарушающие коммуникацию насекомых (феромоны, репелленты, антифиданты и т. д. ) Регуляторы поведения насекомых : - аттрактанты – сигнальные вещества, вырабатываемые живыми организмами и вызывающие у воспринимающих их особей движения по направлению к источнику запаха; - репелленты – стимулируют движение от источника запаха. Феромоны – вещества выделяемые в окружающую среду живыми организмами и вызывающие специфическую реакцию у воспринимающих особей того же вида. Половые феромоны (половые аттрактанты) привлекают полового партнера. Феромоны скучивания или агрегации – регулируют концентрацию популяции. Предупреждающие феромоны – вызывают реакцию тревоги и обороны. 18
Биологический метод Основой биологического метода служит явление антагонизма в природе. Заключается в использовании против вредителей, болезней и сорняков их естественных врагов, а также различных бактериальных и грибных препаратов, вызывающих массовую гибель вредных организмов. Этот метод весьма перспективен, т. к. практически безопасен для человека и окружающей среды. 19
Химический метод Занимает важное место в защите растений от вредителей, болезней и сорняков. Основан на использовании различных химических препаратов (пестицидов), токсичных для вредных организмов. Этот метод может применяться практически на всех культурах. Химический метод используется, если другие из выше описанных методов не были достаточно эффективными. 20
Интегрированная защита растений – это комплекс селекционно-семеноводческих, агротехнических, карантинных, механических, физических и химических мероприятий, направленных на удержание развития вредных организмов на безопасном для культурных растений уровне. Принцип ИЗР – использовать ХЗР там, где другие методы оказались неэффективными. 21
3. Химический метод защиты растений Химическая защита растений – это агрономическая наука, представляющая собой область знаний о пестицидах, применяемых в сельском хозяйстве, их физико-химических, токсических свойствах, действии на вредные организмы и защищаемые растения, элементы окружающей среды, а также их правильном применении в системе интегрированных защитных мероприятий. Пестициды – группа химических и биологических соединений и препаратов, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений, сорными растениями, вредителями хранящейся сельскохозяйственной продукции , бытовыми вредителями и внешними паразитами животных, а также для регулирования роста растений, предуборочного удаления листьев и предуборочного подсушивания. 22
Достоинства химического метода защиты растений ¡ Универсальность – способность защитить с. х. культуры от вредных насекомых, клещей, грызунов, возбудителей болезней и сорняков. ¡ Высокая производительность труда – современные высоко производительные опрыскиватели, машины для протравливания и другие механизмы позволяют проводить большие объемы работ в короткие сроки. ¡ Высокая эффективность: биологическая – погибает 80 -90% вредных организмов; экономическая - окупаемость затрат в 8 – 10 раз; техническая - величина сохраненного урожая зерновые 8 – 12 ц/га плодовые 10 – 30 ц/га овощные 20 – 100 ц/га ¡ Быстрое достижение эффекта. 23
Недостатки химического метода ¡ Токсичность для человека, теплокровных животных и полезных насекомых (в настоящее время снижена токсичность протравителей во 100 и более раз) ¡ Стойкость и возможность циркуляции в биосфере ¡ Появление устойчивых популяций при использовании одних и тех же препаратов. 24
4. Пестициды и их роль в технологиях возделывания с. х. культур ¡ Пестициды отличаются высокой эффективностью против вредных организмов; ¡ Основные факторы роста урожайности (зерновые культуры): - сорта и агротехника – 10 ц/га - удобрения – 7 ц/га - гербициды – 5 ц/га - фунгициды и инсектициды – 12 ц/га - регуляторы роста – 7 ц/га; 25
5. Современное состояние производства пестицидов и перспективы их применения История производства пестицидов: 1 поколение - до конца 19 века – - соединения мышьяка (парижская зелень и др. ) - керосиново-мыльные и керосиново-известковые эмульсии - бордоская жидкость 2 поколение – первая половина 20 века - хлорсодержащие (ДДТ и др. ) - фосфорорганические соединения - карбаматы 3 поколение – - синтетические пиретроиды - триазолы - производные сульфонилмочевины 26
Современный ассортимент пестицидов новые группы : - аналоги природных соединений (акарин, банкол, максим, и др. ) - биологически активные соединения (аттрактанты, феромоны, хемостерилянты, антифиданты) - регуляторы роста и развития растений и др. - иммуностимуляторы 27
Перспективы применения пестицидов Исключение применения препаратов ¡ вызывающих отдаленные экологические последствия; ¡ высокотоксичных и персистентных; ¡ с высокой нормой расхода. Применение препаратов ¡ с новыми, более экологичными товарными формами; ¡ повышенным избирательным действием; ¡ комбинированные формы и т. д. ; 28
6. Классификация пестицидов ¡ По объекту применения: инсектициды – для борьбы с насекомыми; акарициды – для борьбы с клещами; нематициды - для уничтожения нематод; родентициды – для борьбы с грызунами; фунгициды – для борьбы с грибными заболеваниями; гербициды - для уничтожения сорной растительности; бактерициды - для борьбы с бактериями; арборициды – для уничтожения деревьев и кустарников и т. д. 29
• По характеру применения: феромоны - для воздействия на особей другого пола; аттрактанты – для привлечения насекомых; репелленты – для отпугивания насекомых; ингибиторы – подавляющие активность процессов в живом организме; гормоны – регулирующие у насекомых метаморфоз, линьку; антифиданты – подавляющие питание насекомых; хемостерилянты – для половой стерилизации насекомых. 30
• По характеру воздействия на растения: дефолианты - для предуборочного удаления листьев; десиканты – для обезвоживания тканей растений, ускорения созревания; ретарданты – для задержки роста и развития растений; регуляторы роста – для ускорения роста и развития растений. 31
По способу проникновения в организм: ¡ Пестициды кишечного действия - вызывают отравление вредных объектов при поступлении в организм с пищей. ¡ Пестициды контактного действия – вызывают отравление при проникновении в организм через кожные покровы при непосредственном контакте (не передвигаются по объекту). ¡ Пестициды фумигационного действия - поступают в организм в виде газа или пара. ¡ Пестициды системного действия - после проникновения в растение передвигаются в нем в необрабатываемые органы или ткани в токсичных количествах. 32
Классификация инсектицидов ¡ Контактные - вызывают отравление вредных насекомых при контакте с любой частью тела (против насекомых с колюще-сосущим ротовым аппаратом, против гусениц чешуекрылых). ¡ Кишечные - вызывают отравление насекомых с грызущим типом ротового аппарата при попадании пестицида вместе с пищей в кишечник). ¡ Системные – способные проникать в растение, передвигаться по его сосудистой системе, вызывая гибель обитающих внутри листьев, стеблей и корней вредителей, а также отравлять поедающих растения насекомых. Фумиганты - проникающие в виде паров, газов и аэрозолей через дыхательные пути. 33
Классификация фунгицидов ¡ По характеру действия: защитные -предупреждают заражение растений фитопатогенами, они не способны вылечить заболевшее растение; лечащие – уничтожают патоген уже проникший в растение. ¡ По способу проникновения в растения: контактные – действуют на возбудителя при непосредственном контакте с ним и предотвращают заражение; системные – проникающие в растения и предотвращающие заражение частей растения, удаленных от места нанесения препарата (защитные) или же уничтожающие уже внедрившегося в ткань возбудителя (лечащие). 34
Классификация гербицидов ¡ По характеру действия на растения: избирательные – поражающие только одни виды растений (сорняки) и относительно безопасные для культурных растений; сплошного действия (общеистребительные)– уничтожающие всю растительность. ¡ По способу проникновения в сорное растение: контактные – поражают лишь те участки растения, на которые попал препарат; системные – попав на органы растений, быстро проникают в ткани и стремительно распространяются по всему растению, вызывая его гибель. 35
Классификация по химическому строению: ¡ Неорганические соединения (препараты меди, серы , железа и т. д. ); ¡ Органические препараты (органо-синтетические) - из различных классов химических соединений; ¡ Препараты растительного, бактериального и грибного происхождения (биопрепараты, антибиотики и фитонциды). 36
Требования, предъявляемые к пестицидам ¡ обладать малой острой токсичностью для теплокровных животных и человека; ¡ обладать умеренной персистентностью и разлагаться за один вегетационный период; ¡ иметь высокую техническую, хозяйственную и экономическую эффективность; ¡ быть удобными в применении хранении и транспортировке; ¡ быть селективными по отношению к полезным видам. 37
Соответствие пестицидов ГОСТу (стандарт) ¡ точное название препарата (химическое и сокращенное); ¡ состав; ¡ технические условия на его изготовление; ¡ содержание действующего вещества, наполнителей; ¡ влажность; ¡ тонина помола для с. п. ; ¡ способ отбора проб для анализа; ¡ метод анализа содержания д. в. ; ¡ упаковка препарата и условия хранения. 38
Основы агрономической токсикологии 39
¡ Токсикология – наука о ядах и механизмах их действия на живые организмы. ¡ Агрономическая токсикология - раздел общей токсикологии, изучающий свойства пестицидов , применяемых в сельском хозяйстве, их действие на теплокровных животных и другие живые организмы биоценоза, физико-химические основы их безопасного применения для защиты растений от вредных организмов. ¡ Задачи агрономической токсикологии –создание теоретической основы для целенаправленного синтеза эффективных пестицидов и разработка экологически безопасных препаративных форм и способов применения, исключающих негативное воздействие на человека, животных и окружающую среду. 40
¡ Яды – вещества, которые при попадании в организм в небольших количествах вызывают отравление или смерть. Любое химическое вещество, являющееся ядом, обладает токсичностью. ¡ Токсичность – способность некоторых химических соединений и веществ биологической природы оказывать вредное воздействие на организм, вызывая отравление. ¡ Отравление- болезненное состояние организма, связанное с поступлением ядовитого вещества. Экспериментальные способы установления токсичности ¡ Биотесты - организмы ( мыши, крысы) используемые для определения токсичности. ¡ Тесты – отдельные показатели изменения биохимических и физиологических процессов , применяемых с целью установления степени отравления. 41
Количественные показатели токсичности ¡ Доза – количество токсичного вещества достаточное для отравления организма (мг/кг). ¡ Летальная доза – любое количество вещества, вызывающее гибель организма. ¡ Минимальная летальная доза - наименьшее количество вещества, вызывающее в определенных условиях гибель организма. ¡ Сублетальная доза - количество ядовитого токсического вещества, не вызывающее гибель организма, а лишь нарушающее его функции. ¡ Пороговая доза – наименьшее количество вещества, вызывающее изменения в организме при отсутствии внешних признаков отравления живого организма. 42
Сравнительная токсичность ядовитых веществ выражается средней смертельной (СД 50) или летальной (ЛД 50) дозой. Эта доза вызывает смерть 50% подопытных животных. Показатель токсичности используется для гигиенической характеристики пестицидов. Он лежит в основе санитарно- гигиенической классификации пестицидов по степени опасности. ¡ Концентрация – содержание действующего вещества в пестициде или самого препарата в рабочих составах (в % или в весовых и объемных единицах жидкости, порошка или приманки). ¡ Норма расхода – количество пестицида, расходуемое на единицу поверхности, объема , массы (кг/га, л/га, кг/т, и т. д. ) 43
Различают острое и хроническое отравление ¡ Острое отравление – вызывает нарушение жизнедеятельности организма при разовом воздействии пестицида. ¡ Хроническое отравление – возникает в результате многократного воздействия пестицидов в относительно малых количествах и выражается в медленно развивающемся нарушении нормальной жизнедеятельности организма без явных внешних признаков заболевания
Пути поступления пестицидов в организм животного и человека • при непосредственной работе ( в период хранения и применения); • с пищей, содержащей остатки пестицидов; • с водой из загрязненных водоемов; • с загрязненным воздухом. Проникновение ядовитых веществ в клетку Оболочка растительной клетки состоит из целлюлозы, гемицеллюлозы и пектиновых веществ. Пектиновые вещества содержат карбоксильные группы, которые приобретая свойства катионообменников, могут концентрировать положительно зараженные вещества. Оболочка клетки пронизана плазмодесмами и хорошо проницаема для минеральных и органических соединений путем физической адсорбции , ионного обмена. Пассивный поток веществ – в соответствии с концентрацией или электрохимическим потенциалом. Активный транспорт – с помощью специальных мембранных переносчиков за счет внутренней энергии клетки. Поэтому передвижение веществ зависит не только от физико-химической природы вещества, но и от внутреннего физиологического состояния клетки, а, следовательно, и организма. 45
Действие пестицидов на ферменты Пестициды выступают как ингибиторы ферментов, инактивация которых может быть обратимой и необратимой. Все ферменты – это белки. Все ингибиторы, в т. ч. и пестициды, делятся на: общие ингибиторы– соли тяжелых металлов(серебро, медь, ртуть, свинец, вольфрам), а также танин и трихлоруксусная кислота – они осаждают белки и поэтому подавляют действие всех ферментов. специфические ингибиторы – это цианиды, сульфид, азид и окись углерода, действующие на металлы. (дыхательные яды, нервные яды). ¡ У млекопитающих экзогенные вещества разрушаются под действием слюны, желудочного сока и крови, а затем мощным ферментативным аппаратом печени. ¡ У насекомых превращение пестицидов под действием ферментов начинается в уже в передней кишке. Затем - в средней и гемолимфе. ¡ В растениях и грибах метаболизация пестицидов осуществляется медленнее, чем в животных организмах. Специфические органы или ткани для обезвреживания ядовитых веществ у растений не обнаружены. 46
• Действие ядовитых веществ на биохимические процессы Поступление ядовитого вещества в организм вызывает ответные защитные реакции, ограничивающие токсическое действие яда. К таким реакциям относятся: - выведение чужеродного вещества из организма в неизменном виде (стойкие химические соединения могут выводиться через мочевыделительную систему); - отложение (депонирование) его в тканях и разрушение яда до более простых веществ с последующим выведением их или включением в общие процессы метаболизма (фтористые соединения могут откладываться в костной ткани, хлорорганика – в жировой ткани). Часть пестицида, проникшая внутрь организма, подвергается биотрансформации, в результате которой могут происходить: - детоксикация – разрушение д. в. и выведение метаболитов из организма; - активация – превращение д. в. в его производное, еще более токсичное - коньюгация (иммобилизация) – образование неактивного комплекса действующего вещества с белком или другими продуктами обмена веществ. Действие пестицида замедляется или прекращается. 47
Превращение пестицидов в организме Основные типы реакций: ¡ Гидролиз- липофильные в-ва превращаются в гидрофильные и выводятся из организма. ¡ Окисление – присоединение молекулы кислорода изменяет свойства ядовитых веществ (превращение нитратов - в нитриты, альдегидов - в кислоты, бензола - в фенол). ¡ Восстановление - отнятие кислорода от поступившего соединения (восстановление нитрогруппы и образование аминопроизводных с меньшей физиологической активностью). ¡ Дегидрохлорирование – отщепление молекул хлористого водорода – протекает в щелочной среде и при участии ферментов с образованием как более, так и менее токсичных соединений. ¡ Коньюгирование – биосинтетические процессы, при которых чужеродные организму вещества соединяются с эндогенными химическими соединениями. В процесс коньгирования включаются как сами пестициды, так и продукты их метаболизма (спирты, амины, фенолы и т. д. ) 48
Роль ферментных систем в детоксикации организма Все процессы метаболизма ядов совершаются в основном в клетке. Через каналы эндоплазматической сети и мембраны идет обмен между клетками. В эндоплазматической сети сосредоточены многочисленные ферменты для осуществления окисления, гидролиза, восстановления и синтеза многих веществ. Именно они играют решающую в процессах метаболизма пестицидов. Они возникли в процессе эволюции как приспособление для быстрого выведения из организма алкалоидов, терпенов и др. Благодаря их низкой специфичности, отдельные ферменты эндоплазматической сети способны разрушать пестициды. ¡ У насекомых – обезвреживание яда происходит в основном в жировом теле, где активность ферментов очень велика. ¡ В растениях, грибах, бактериях процессы превращения ядовитых веществ происходят медленнее, чем в животных организмах, и скорость их зависит от условий внешней среды. Некоторые яды угнетают деятельность ферментов, что приводит организм к тяжелому отравлению. 49
Места локализации и пути выведения пестицидов из организма Накопление токсического вещества свойственно всем живым организмам и приводит к временной локализации яда в тканях, которые не принимают активного участия в жизненных процессах. ¡ У насекомых продукты превращения пестицидов выделяются через мальпигиевы сосуды или откладываются в клетках с последующим отделением при линьке вместе с хитиновой оболочкой. ¡ У животных пестициды и продукты их распада выводятся из организма с мочой и калом. В неизменном виде удаляются пестициды при рвотном акте. Опасность представляет выведение пестицидов через молоко. Депонированные в жировой ткани пестициды постепенно разрушаются до нетоксичных продуктов. ¡ Из растений выделение продуктов превращения пестицидов происходит в основном через устьица в виде углекислого газа и других газообразных веществ и с корневыми выделениями. 50
Зависимость токсического действия пестицидов от их строения и химического состава ¡ от атомного веса элемента – металлы с более высоким атомным весом оказываются наиболее активными; ¡ от молекулярной массы –менее токсичны вещества с меньшей молекулярной массой; ¡ один и тот же элемент обладает различной токсичностью в зависимости от его соединения (органического или неорганического) – органические соединения менее токсичны; ¡ от особенностей химической структуры вещества; ¡ токсичность повышается с введением в их структуру токсофорных групп – химических радикалов или атомов, которые увеличивают токсичность вещества (хлор, бром, фтор, нитрогруппа, атомы тяжелых металлов и т. д. ) Познание закономерностей зависимости токсичности органических соединений от их строения создает предпосылки для синтеза новых высоко эффективных пестицидов. 51
Действие пестицидов в зависимости от экспозиции и дозы С увеличением экспозиции (продолжительности контакта пестицида с вредным организмом ) токсическое воздействие возрастает, т. к. в организм поступает большее количество яда. При применении пестицидов токсичность их в значительной мере определяется дозой. Биологическая реакция организма (человека, животных, растений и т. д. ), подвергшегося воздействию яда, вызывается лишь малой частью дозы, применяемой на практике. Некоторое количество препарата не поступает из-за существующих различных барьеров. Малое количество блокирует какую-то жизненно важную функцию организма, а затем развиваются вторичные признаки отравления и наступает гибель. 52
Факторы, влияющие на продолжительность контакта пестицида с вредным организмом ¡ Свойства пестицида: - стойкость (персистентность) на растениях и в почве – предпочтительнее применять стойкие препараты, но сохраняющиеся не более одного вегетационного периода. ¡ Особенности применения - к летучим препаратам добавляют антииспарители. - высоколетучие почвенные гербициды заделывают в почву. ¡ Условия среды – абиотические факторы (температура, осадки, ветер, состав атмосферы, свойства почвы и др. ) оказывают влияние , с одной стороны, на состояние, и следовательно, на реакцию организма на пестицид, а с другой стороны – на активность и продолжительность действия самого пестицида. (активность фумигантов усиливается с повышением температуры не только потому, что возрастает их летучесть, но и потому что насекомые начинают интенсивнее дышать. ) ¡ Поведенческие реакции вредителей - в холодную погоду насекомые прячутся и тем самым избегают контакта с препаратом; - освобождение от яда в результате рвотного акта и при поносе. 53
Факторы, изменяющие поступление пестицидов в организм Ядовитое вещество при контакте с вредным организмом должно быстро и в достаточном количестве проникнуть внутрь его. Пути проникновения ядовитого вещества – через органы дыхания, кожные покровы, пищеварительный тракт, через покровные ткани грибов и бактерий, через устьица и кутикулу, а также корни растений. На поступление пестицидов в организм влияют: - анатомо-морфологические особенности организма (покровные ткани и оболочка организмов плохо проницаема для водных растворов и хорошо – для растворимых в липидах веществ). Поэтому токсичность пестицидов повышается с увеличением растворимости в жирах. (Водные суспензии и эмульсии ФОС не эффективны против взрослых щитовок. Яйца насекомых, цисты нематод, споры грибов высоко устойчивы, благодаря малой проницаемости оболочки). - защитные реакции вредных организмов – закрытие дыхалец при поступлении фумиганта, рвота и понос при отравлении пищей, выделение слизи у слизней, аутомия – отбрасывание конечностей). - неприятный вкус или резкий запах пестицида препятствует поеданию препарата. 54
Влияние физических и физико-химических свойств организма на проникновение пестицидов ¡ Скорость пассивной и активной диффузии вещества через различные ткани- чем выше скорость проникновения, тем выше ядовитость. ¡ Конкурентность не только жизненно важных ферментов, но и других энзимов (алиэстераза в кишечнике насекомых способна расщеплять ФОС до нетоксичных соединений). Эта особенность учитывается при производстве препаратов. ¡ Степень сходства молекулы яда с молекулой рецептора. ¡ Температура внешней среды –изменяет как активность препарата, так и реакцию организма. Пестициды, токсичность которых увеличивается в повышением температуры, относятся к веществам с положительным температурным коэффициентом. Их большинство. Препараты с отрицательным температурным коэффициентов применяются для ранневесенних обработок. ¡ Влажность воздуха, солнечная радиация, ветер , осадки косвенно снижают токсичность пестицидов. 55
Факторы, влияющие на передвижение и превращение пестицидов в организме ¡ Избирательная токсичность; ¡ Распределение яда в организме; ¡ Пути поступления яда в организм; ¡ Чувствительность организма к яду; ¡ Состояние яда. 56
Избирательная токсичность (селективность) – способность вещества поражать один вид живых организмов без повреждения какого-либо другого вида. ¡ Избирательная токсичность оценивается коэффициентом избирательности. ЛД 50 (одного вида) К изб. = ---------------------- ЛД 50 (другого вида) Высокоизбирательные вещества имеют коэффициент избирательности значительно превышающий единицу. Чем больше превышает единицу отношение СД 50 энтомофага к СД 50 вредителя, тем безопаснее препарат для энтомофага. 57
¡Сравнительная токсичность пестицидов для вредных организмов и защищаемых растений характеризуется хемотерапевтическим коэффициентом Д 1 (мин. доза , поражающая вредный организм) ХК= ---------------------- Д 2 (макс. доза , переносимая растением) 58
Причины избирательности – топографические и биохимические факторы ¡ Топографическая избирательность - пестицид не попадает на устойчивый объект или не может проникнуть в него: - древесница въедливая находится внутри древесины; - щитовка устойчива к пестицидам , т. к. покрыта щитком, через который большинство препаратов не может проникнуть; - плодовые деревья устойчивы к гербицидам, поскольку их корневая система располагается глубоко в почве. ¡ Биохимическая избирательность – обусловлена способностью организмов детоксицировать пестицид или образовывать с ним неактивные комплексы (коньюгаты): - способность препаратов детоксицироваться в организме теплокровных животных до нетоксичных соединений (фуфанон), а в организме насекомых он окисляется до более токсичного соединения, чем д. в. - симтриазины в корнях кукурузы детоксицируются, поэтому кукуруза устойчива ; - производные феноксиуксусной кислоты связываются с белками (иммобилизируются) , образовавшиеся коньюгаты остаются на месте нанесения препарата, не достигая меристематических тканей, в которых проявляется токсичность. Знание причин избирательности позволяет разработать меры защиты. 59
Природная и приобретенная устойчивость (резистентность) ¡ Устойчивость вредных организмов – это их биологическая способность противостоять отравляющему влиянию вредных веществ ( пестицидов ). Виды устойчивости: ¡ Природная ( биологическая, неспецифическая) – биологическая способность нормально развиваться в среде, содержащей токсическое вещество (вырабатывается у вредных организмов в процессе эволюции). ¡ Приобретенная ( специфическая ) – вырабатывается у вредных организмов при систематическом применении пестицида ( вырабатывается в процессе онтогенеза). 60
Виды природной устойчивости 1. Индивидуальная – обусловлена особенностями особей одного и того же вида. Наличие в популяции таких особей обуславливает возникновение резистентности. 2. Видовая - обусловлена особенностями биологии отдельных видов вредных организмов, изменениям их чувствительности к ядам в онтогенезе (преодолевается подбором эффективных препаратов). 3. Фазовая - наблюдаются различия в устойчивости отдельных фаз развития насекомых( яйцо и куколка более устойчивы). Обработки проводятся в более уязвимую фазу. 4. Возрастная – предполагает большую чувствительность к препарату личинок младших возрастов (обработки в фазу массового отрождения гусениц, а у щитовок уязвима только стадия выхода их яиц и присасывания). 61
5. Половая - предполагает различия в устойчивости полов (самки более устойчивы к пестицидам, т. к. у них сильнее развито жировое тело, которое служит барьером для проникновения пестицида). Преодолевается корректировкой н. р. препарата в зависимости от преобладания особей одного или другого пола. 6. Сезонная - наблюдается изменение устойчивости насекомых к пестицидам в зависимости от сезона. Связана с влиянием питания на организм (весной жировое тело у насекомых еще не сформировано, поэтому чувствительность к препаратам выше). 7. Временная – обусловлена влиянием абиотических факторов -температура, влажность. Фумиганты при низких температурах слабее возгоняются и интенсивность дыхания насекомых слабее, поэтому их эффективность ниже. В дневное время насекомые более активны, поэтому их чувствительность выше, чем ночью. 62
Приобретенная устойчивость (резистентность) Возникает, когда вредные организмы многократно и систематически обрабатываются одним и тем же препаратом или сходными по механизму действия. При таких обработках большинство особей погибает, а выживают и в последствии размножаются те, которые индивидуально устойчивы. Усилия агронома должны быть направлены на предупреждение развития резистентности. Виды резистентности 1. Групповая - это приобретенная устойчивость к группе препаратов, одинаковых по химическому строению, механизму действия (устойчивость к ФОС клещей). 2. Перекрестная – устойчивость к двум или нескольким пестицидам разных групп по химическому составу и механизму действия, возникающая после применения одного препарата. Возникает вследствие усиления активности ферментов жирового тела, которые активно разрушают новый препарат до нетоксичных соединений. 3. Множественная – устойчивость к различным препаратам с разным механизмом действия, обусловленная разными генетическими факторами. 63
Меры по борьбе с приобретенной устойчивостью Проблемы в следующем: - чем выше эффективность применения пестицида, тем скорее развивается резистентность и препарат становится неэффективным для данной популяции. - замена препарата на другой и применение смесевых составов может привести к развитию перекрестной резистентности. Пути предотвращения резистентности: - чередование препаратов из различных групп, а не замена - с целью предупреждения множественной устойчивости; - мероприятия по замедлению процесса отбора ( не применять завышенные нормы расхода препаратов, периодически использовать нехимические средства защиты, сохранять энтомофагов); - следует избегать применения пестицидов в пониженных нормах расхода. При возникновении резистентности использовать препарат через 1 -2 года, не более 1 раза в сезон. 64
Циркуляция пестицидов в природе Циркуляция – это перемещение пестицидов в биосфере под действием абиотических (вода, почва, воздух) и биотических (пищевые звенья) факторов. Пестициды в окружающей среде способны циркулировать по схеме: атмосфера – гидросфера – литосфера – биосфера. Поведение пестицидов в биосфере: Локальное действие: - непосредственно на вредные организмы - побочное действие на другие организмы, почву и воду Последействие ближайшее ландшафтно-региональное - зависит от почвенно-климатических условий и рельефа (чем суше климат, ближе уровень грунтовых вод, тем больше вероятность сохранения и накопления стойких пестицидов). Последействие отдаленное (регионально-бассейновое) – стойкие препараты способны мигрировать в бассейны рек в виде растворов, суспензий. Поэтому они могут воздействовать на организмы в нижнем течении рек, дельтах, море. Последействие весьма отдаленное (глобальное) – охватывает планету в целом – океан, сушу, атмосферу. 65
Поведение пестицидов в биосфере Пестициды в своем большинстве – подвижные соединения. Остатки применяемых в защите растений препаратов циркулируют чаще всего по пищевым цепям. Схемы передвижения пестицидов: 1. воздух – растения – почва – растения – травоядные животные – человек; 2. почва – вода – зоопланктон – рыба – человек. Чаще всего пестициды в организм человека попадают с пищей. 66
Поведение пестицидов в воздухе, воде, почве Поступление пестицидов в воздух: - при обработке с. х. культур, семян, лесных насаждений; - в результате их испарения с поверхности почвы и водоемов. Степень загрязнения воздуха зависит от: - физико-химических свойств пестицидов, - температуры воздуха (наибольшая концентрация наблюдается при макс. температуре в течение дня) - скорости ветра - величины обрабатываемой площади - способа обработки Удаление пестицидов из атмосферы происходит вместе с осадками и в результате химического разрушения. В атмосфере пестициды могут химически превращаться до менее токсичных соединений в результате гидролиза, окисления кислородом воздуха и озоном, которое происходит под действием света (фотолиза). В верхних слоях атмосферы под воздействием фотолиза происходит превращение стойких соединений, а гидролиз и окисление играют наибольшую роль в разложении малостойких пестицидов. 67
Из атмосферы пестициды и продукты их разложения попадают в почву, водоемы, продолжая циркулировать в окружающей среде. Поэтому в с. х. и лесном хозяйстве рекомендовано применять пестициды, быстро разлагающиеся в атмосфере до нетоксичных продуктов. 68
В водоемы пестициды попадают : - при наземных и авиационных обработках с. х. культур и лесонасаждений - с дождевыми и талыми водами - со сточными водами химических предприятий. В водоемах происходит гидролиз, окисление, фотолиз пестицидов. Часть их метаболизируется в организмах обитателей водных экосистем(наиболее опасны хлорорганические, симмтриазины, которые способны накапливаться, менее опасны ФОС, синтетические пиретроиды, карбаматы, которые обнаруживаются в теле рыб в небольших количествах). Наименее опасно для водоемов применение гранулированных и микрокапсулированных препаратов и локальное внесение. 69
В почву пестициды попадают - при внесении, обработках наземной и авиационной аппаратурой, - при смывании с растений дождем. В почве пестициды отрицательно влияют на жизнедеятельность населяющих ее организмов, микробиологические процессы. Стойкость (персистентность) пестицидов в почве зависит от типа почвы, наличия микроорганизмов, препаративной формы и т. д. (более стойки пестициды в почвах с большим содержанием органического вещества и илистой фракции; гранулированные формы сохраняются дольше, чем жидкие и порошковидные). Разлагаются пестициды в почве в результате гидролиза, окисления, фотолиза, термолиза, а также микробиологического разложения, поглощения растениями и почвенной фауной. Детоксикация их происходит также вследствие адсорбции перегноем, улетучивания с парами, вымывания дождями и талыми водами. 70
Необходимость регламентирования пестицидов в окружающей среде Пестициды – биологически активные вещества, обладающие более или менее выраженными токсическими свойствами. Для охраны здоровья населения и предотвращения циркуляции пестицидов установлены гигиенические нормативы: - максимально допустимый уровень (МДУ) содержания пестицидов в пищевых продуктах, кормах с. х. животных; - предельно допустимая концентрация (ПДК) содержания пестицидов в почве, воздухе рабочей зоны, для рыбохозяйственных водоемов. 71
Мониторинг пестицидов В связи с интенсивным применением в с. х. минеральных удобрений и пестицидов в биосферу ежегодно поступает большое количество химических веществ. В связи с этим остро стоит проблема охраны окружающей среды. Оценивать состояние окружающей среды можно по критериям химического и биологического мониторингов. Химический мониторинг - осуществляется с использованием стандартных высокочувствительных методов анализа остатков пестицидов. Уровень неблагополучия устанавливают путем сравнения с ПДК для воздуха, воды и почвы и МДУ в с. х. продукции. На основании полученных данных рассчитывают комплексный показатель – максимально допустимую нагрузку (МДН) пестицидов для данной экосистемы. Биологический мониторинг – с использованием некоторых индикаторных растений, обладающих высокой чувствительностью к пестицидам и быстро реагирующих на их присутствие. Применяют также другие виды, аккумулирующие пестициды в остатках, доступных для количественного анализа. 72
Эколого-агротехническая и токсиколого-гигиеническая оценочные шкалы пестицидов Опасность пестицидов для окружающей среды определяется их поведением на с. х. угодьях, где они применяются и откуда могут мигрировать. Оценка каждого препарата должна базироваться на данных о содержании их в почве и растении на обрабатываемых полях, в воздухе и воде водоемов. Для правильного выбора менее опасного препарата целесообразно пользоваться общей оценкой их соответствия конкретным условиям применения. Более объективная и всесторонняя экотоксикологическая оценка пестицидов и ситуации в регионе их применения базируется на классификации пестицидов по основным токсиколого-гигиеническим и эколого-агрохимическим критериям (разработана М. С. Соколовым). 73
Токсиколого-гигиенические критерии: - оценка по нормативам (МДУ для продуктов, ПДК для воды) - действие на органолептические качества продуктов, урожая, воды - летучесть; - токсичность для теплокровных животных; - коэффициент кумуляции. Эколого-агрохимические критерии: - персистентность в почве; - действие на почвенную биоту и ферментативные процессы в почве; - миграция по почвенному профилю; - транслокация в культурные растения и фитотоксическое действие через почву. По каждому критерию пестициды классифицировали на 3 -5 классов опасности, каждый из которых оценивался от 0 до 8 баллов(чем опаснее пестицид, тем выше балл). По сумме баллов по всем критериям оценивают класс опасности пестицидов : - особо опасные - более 20 баллов; - среднеопасные - 20 - 13 баллов; - малоопасные - менее 13 баллов. 74
Действие пестицидов на биоценозы Биоценоз – совокупность растений, животных и микроорганизмов, населяющих определенную территорию земли. Выключение из биоценоза одного вида или комплекса, нарушение цепей питания и других условий вызывают изменения во всем биоценозе. При разработке защитных мероприятий следует учитывать особенности сложных взаимоотношений организмов в биоценозе. Применение пестицидов с максимальной нормой расхода в агрофитоценозе приводит к уничтожению пчел, энтомофагов, отрицательно сказывается на рыбах и других жителях водоемов, а также животных и птицах. 75
Постоянное применение пестицидов может привести к гибели энтомофагов и нарушить естественные связи в биоценозе. Для снижения отрицательного воздействия пестицидов на энтомофагов необходимо: 1. Обработки проводить когда насекомые малоподвижны или находятся в диапаузе. 2. Проводить краевые обработки посевов (льняные, свекловичные блошки, гороховая зерновка, клубеньковые долгоносики). 3. Переходить на использование пестицидов со щадящим действием, а также использовать более совершенные способы применения. При химических обработках гибнут опылители (пчелы, шмели и др. ). Известно, что насекомые с более высокой организацией нервной системы, более чувствительны к инсектицидам. Гибель пчел чаще происходит при их попадании непосредственно под обработку или при сносе препаратов. Наиболее действенные мероприятия по защите пчел - изоляция пчел от 76 мест применения пестицидов.
При интенсивных химических обработках и нарушении регламентов применения пестицидов наблюдается отравление и гибель птиц, особенно птенцов. Некоторые пестициды влияют на скорость размножения птиц, способны уменьшать толщину скорлупы яиц, что приводит к бою яиц. Косвенное влияние на птиц – уменьшение их численности вслед за уменьшением численности объектов, которыми они питаются (насекомые и семена сорняков). В полях и лесах погибают зайцы, лисы и другие теплокровные животные. Животные часто проявляют такие защитные реакции как миграция с обработанных участков, отказ от пищи, выведение отравленной пищи из организма при рвотном эффекте, увеличение приплодов, численности самок у некоторых видов полевок. Интегрированная защита растений может нормализовать естественные взаимоотношения в биоценозе. 77
Действие пестицидов на защищаемое растение Оно зависит от нормы расхода препарата, способа применения, физико- химических свойств препаратов, видовых особенностей растений и условий внешней среды. Действие пестицидов проявляется в их: - стимулирующем (положительном) - фитоцидном (повреждающем) влиянии. Стимулирующее действие наблюдается в условиях, обеспечивающих активный обмен веществ (оптимальная температура, влажность, освещение, питание). Стимуляция роста и развития растений с помощью пестицидов называют химической стимуляцией. Она приводит к увеличению урожая. Фитоцидное действие на растение пестициды оказывают при неправильном их применении (высокие нормы расхода, многократные обработки могут вызывать угнетение процессов жизнедеятельности растений). Фитоцидное действие проявляется в снижении энергии прорастания и уменьшении всхожести, потере жизнеспособности пыльцы, изменении окраски, некрозе, деформации и опадении листьев. На многолетних насаждениях фитоцидное действие может проявляться несколько лет. Молодые органы растений сильнее подвержены действию пестицидов. 78
Действие пестицидов на растения определяется: - анатомо-морфологическими особенностями (строение эпидермиса, целостность кутикулы, наличие опушенности и воскового налета обусловливают удерживаемость яда на растении, проникновение и степень их воздействия). - биологическими (фасоль, подсолнечник, морковь менее чувствительны к пестицидам, чем огурец и арбуз). - физиолого-биологическими (проникая в растение и передвигаясь по сосудам, некоторые пестициды способны концентрироваться в тех или иных органах и тканях). Усвоение происходит как через надземные органы, так и через корни. 79
Характер действия препарата на растение в зависимости от дозы и вида препарата - завышенные дозы препарата с целью увеличения эффекта, из-за перекрытия при соседних проходов, передозировка из-за неправильного учета механического состава и содержания в ней гумуса - разная чувствительность и устойчивость растений к пестицидам –в различные фазы у растений различная устойчивость – обработка зерновых культур гербицидом 2, 4 -Д в фазу кущения – в более ранние фазы – деформация колоса, в фазу трубкования - пустоколосость. - почвенные препараты способны сорбироваться в верхнем слое почвы, что следует учитывать при выпадении сильных осадков, когда будет создаваться высокая концентрация препарата. - непроверенные баковые смеси препаратов могут создавать резкое повышение токсичности по сравнению с отдельными компонентами. 80
Особенности проникновения, передвижения и метаболизма пестицидов в растениях Проникновение осуществляется через листья и корни. Проникновение внутрь листа происходит через кутикулу или устьица, когда препарат поступает в виде раствора и эмульсии. В протопласт листа пестициды проникают липоидным, водным или комбинированным путем. Многие препараты проникают через эпидермис, кору, и покровные ткани листьев, в т. ч. через крупные открытые устьица. Затем по флоэме, ксилеме, лучевой паренхиме и клеточным стенкам разносятся по растению. Наиболее быстро передвигаются ФОС, некоторые гербициды и фунгициды. Попав в растение, многие пестициды метаболизируются с образованием продуктов распада, благодаря участию ферментных систем. Скорость метаболизма зависит от вида, возраста культуры, свойств пестицида и т. д. В молодых растениях метаболизм происходит быстрее. Проникновение в корни происходит в результате диффузии, обменной адсорбции и активного переноса молекул и ионов. Пассивное передвижение пестицида может происходить с током соков по проводящим сосудам в надземные органы. 81
Сравнительная токсичность пестицидов для вредных организмов и защищаемых растений Характеризуется хемотерапевтическим коэффициентом, который выражается отношением минимальной дозы пестицида, при использовании которой поражается вредный организм, к максимальной дозе, переносимой защищаемым растением: ХК = Д 1 / Д 2 Если ХК меньше единицы, то химическое соединение может быть использовано как пестицид. Для гербицидов устанавливают индекс селективности (ИС) – отношение дозы, при которой урожай снижается незначительно , к дозе уничтожающей большинство сорных растений. Чем больше единицы ИС, тем более высокой избирательность отличается гербицид. Показатель селективности (ПС) – показывает, во сколько раз токсичность гербицида больше для одного вида растения, чем для другого. ПС = ЕД 50 (первого растения) / ЕД 50 (второго растения) (первое растение- у которого показатель ЕД 50 больше). Чем больше ПС, тем большей избирательностью характеризуется препарат. 82
САНИТАРНО – ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕСТИЦИДОВ Действие пестицидов на теплокровных животных и человека Пути проникновения пестицидов в организм теплокровных: ¡ при непосредственной работе, в период хранения и применения; ¡ с пищей, содержащей остатки пестицидов; ¡ с водой из загрязненных водоемов; ¡ с загрязненным воздухом. В организме пестициды быстро распределяются, избирательно накапливаясь в отдельных органах(печень, почки легкие), в т. ч. в жировой ткани. Там они подвергаются метаболизму, что приводит к активации или дезактивации д. в. Одни препараты выводятся через несколько часов, другие – через несколько суток, стойкие пестициды могут циркулировать в организме несколько месяцев. Трудно растворимые в воде пестициды выделяются через печень с желчью в кишечник, летучие – с воздухом при выдыхании, некоторые – с грудным молоком у животных и с яйцом у птиц. 83
Причины и условия отравлений пестицидами Причины отравления пестицидами: - профессиональные – отмечались у лиц, готовящих рабочие составы, или протравливающих семена, производящих химические обработки полей и садов. Отмечены при случайном разбрызгивании во время ремонта аппаратуры, питье воды, приеме пищи и курении во время работы. - бытовые – часто связана с небрежным хранением препаратов, использованием в качестве емкости для пищевых продуктов тару из-под пестицидов, неграмотном использовании пестицидов для борьбы с бытовыми насекомыми. Отравление животных и накопление остаточных количеств пестицидов происходит в результате неправильного применения препаратов от насекомых, при поедании скотом кормов, содержащих остатки пестицидов, скармливании протравленного зерна, использовании воды из загрязненных водоемов и т. д. Отравление рыб и птиц происходит при использовании стойких препаратов и нарушении правил их хранения, транспортировки и применения, когда возможен контакт с разбросанными и смытыми в воду пестицидами. Систематическое применение веществ с кумулятивными свойствами, приводит к концентрированию их в организмах, которые служат кормом для птиц и рыб. 84
Токсичность пестицидов для человека и теплокровных животных К применению пестицидов в РБ предъявляются определенные санитарно- гигиенические требования, обеспечивающие охрану здоровья населения и биосферы. Министерство здравоохранения РБ и Институт санитарии и гигиены организуют и координируют изучение всех возможных патогенных свойств пестицидов и определяют комплексное гигиеническое нормирование их в объектах внешней среды –почве, воде, атмосфере, в воздухе рабочей зоны, пищевых и кормовых продуктах. Гигиеническая классификация учитывает: 1. стойкость пестицидов к воздействию факторов внешней среды 2. растворимость в воде и органических растворителях 3. летучесть 4. стойкость в биологических средах 5. токсичность для теплокровных животных 6. опасность отдаленных эффектов. 85
Классификация пестицидов по степени токсичности В зависимости от токсичности и степени опасности пестициды по основным критериям делятся на следующие группы: 1. По токсичности при введении через желудок экспериментальным животным: - сильнодействующие ядовитые вещества – ЛД 50 до 50 мг/кг - высокотоксичные ядовитые вещества - ЛД 50 от 51 до 200 мг/кг - среднетоксичные ядовитые вещества - ЛД 50 от 201 до 1000 мг/кг - малотоксичные ядовитые вещества ЛД 50 более 1000 мг/кг Сильнодействующие и высокотоксичные способны вызывать острое отравление, поэтому представляют собой большую опасность. Их количество в ассортименте невелико (менее 5%). 86
Классификация пестицидов по степени токсичности 2. По токсичности проникновении через кожные покровы (кожно-резорбтивная токсичность): - резко выраженная токсичность - ЛД 50 при нанесении на кожу экспериментальным животным меньше 300 мг/кг, кожно-оральный коэффициент меньше 1 - выраженная токсичность - ЛД 50 от 301 до 1000 мг/кг, кожно-оральный коэффициент 1 -3 - слабовыраженная токсичность - ЛД 50 более 1000 мг/кг, кожно-оральный коэффициент больше 3. Кожно-оральный коэффициент –величины это отношение ЛД 50 , установленный при нанесении на кожу, к ЛД 50 при введении его в желудок. Кко = ЛД 50 (при нанесении на кожу) ЛД 50 (при введении в желудок) Чем больше величина кожно-орального коэффициента, тем меньше опасность возникновения отравления при попадании через кожу. Предпочтительны препараты с меньшей кожно-резорбтивной токсичностью 87
Классификация пестицидов по степени токсичности 3. По степени летучести при хроническом воздействии: ¡ очень опасные вещества – насыщающая концентрация больше или равна токсической ¡ опасные вещества – насыщающая концентрация больше пороговой ¡ мало опасные вещества – насыщающая концентрация не оказывает порогового воздействия. Препараты с высокой летучестью попадают в организм через органы дыхания и характеризуются ингаляционным действием. Очень опасны в отношении ингаляционного отравления фумиганты, при работе с которыми следует использовать противогазы с соответствующими патронами. 88
Классификация пестицидов по степени токсичности 4. По кумуляции – накоплению яда в организме в результате неполной детоксикации и вывода из организма или усилении эффекта действия: ¡ вещества, обладающие сверхкумуляцией, коэффициент кумуляции меньше 1; ¡ выраженной кумуляцией, коэффициент кумуляции 1 - 3; ¡ умеренной кумуляцией, коэффициент кумуляции 3 – 5; ¡ слабо выраженной кумуляцией, коэффициент кумуляции более 5. Пестициды, характеризующиеся сверхкумуляцией и выраженной кумуляцией, способны циркулировать в пищевых звеньях и постепенно накапливаться в организме. Наличие и величина кумулятивного действия определяется в опытах на животных при неоднократных обработках их пестицидами. Показатель величины кумуляции – коэффициент кумуляции. Ккум = ЛД 50 (в хроническом опыте) ЛД 50 (в остром опыте) Чем меньше коэффициент кумуляции, тем более выраженным кумулятивным действием характеризуется препарат. 89
Классификация пестицидов по степени токсичности Материальная кумуляция - накопление в организме токсического вещества в результате повторных контактов. (ХОС) Функциональная кумуляция – характеризуется не накоплением яда, а суммированием эффекта действия. (ФОС) 5. По стойкости в почве: ¡ очень стойкие – период полураспада 1 -2 года ¡ стойкие – период полураспада 6 месяцев -1 год ¡ умеренно стойкие – период полураспада 1 – 6 месяцев ¡ мало стойкие – период полураспада до 1 месяца. Очень стойкие препараты не должны применяться в сельском хозяйстве. С точки зрения гигиены целесообразнее использование умеренно стойких и малостойких препаратов. 90
Регламенты применения пестицидов При применении пестицидов следует руководствоваться утвержденным Государственным реестром пестицидов, а также инструкциями по применению включенных в него препаратов. В Госреестре приводятся: - названия пестицидов, - их нормы расхода в борьбе с вредителями, болезнями и сорняками на определенных культурах, - ограничения в сроках и кратности обработок , использовании обработанной продукции, - МДУ, - ПДК. Ответственность за выполнение всех требований и регламентов применения пестицидов и регуляторов роста растений, указанных в Госреестре, возлагается на производителей с. х. продукции. Контроль за применением пестицидов осуществляется Государственной инспекцией по семеноводству, защите растений и карантину, санитарно-эпидемиологическими службами и природоохраными органами. 91
Меры безопасности при хранении, выдаче, перевозке и применении пестицидов Хранение пестицидов возможно только в специально построенных по типовым проектам складах или приспособленных помещениях, отвечающих санитарно-гигиеническим требованиям (площадка для обеззараживания тары, навес для ее хранения, два отделения в складе – для хранения и выдачи препаратов и для хранения СИЗ). Для получения препаратов с базовых складов необходима справка, подтверждающая готовность склада к приему пестицидов. Выдается она районной инспекцией по семеноводству при наличии санитарного паспорта на право хранения и получения пестицидов. , защите растений и карантину. Склады должны быть обеспечены первичными средствами пожаротушения (огнетушители, бочки с водой, ящики с песком). На складах запрещается курить, пользоваться открытым огнем. 92
Меры безопасности при хранении, выдаче, перевозке и применении пестицидов Складировать пестициды можно штабелями на поддонах и стеллажах в три яруса. Категорически запрещено хранение навалом. На каждой упаковочной единице должна быть маркировка: наименование изготовителя, его товарный знак, название препарата, процент д. в. , группа пестицида, класс опасности и т. д. ) Предупредительные полосы пестицидов: красная – гербициды, белая - дефолианты, черная - инсектоакарициды и нематициды, зеленая – фунгициды, синяя – протравители, желтая – зооциды. 93
Меры безопасности при хранении, выдаче, перевозке и применении пестицидов Ответственность за прием, хранение и выдачу пестицидов несет кладовщик, который должен знать их токсические, пожароопасные свойства, назначение, правила обращения. Обязанности кладовщика: прием и выдача пестицидов, инвентаризация, наблюдение за целостностью тары, отбор и отправка проб на анализ, уборка склада. Все поступившие на склад пестициды регистрируются в приходно-расходной прошнурованной и пронумерованной книге. В конце года проводится инвентаризация пестицидов и составляется акт снятия остатков. 94
Меры безопасности при хранении, выдаче, перевозке и применении пестицидов. Ответственность за охрану труда, технику безопасности и выполнение всех требований при работе с пестицидами возлагается на руководителей хозяйств и организаций, их применяющих. Все мероприятия по защите растений проводятся под руководством специалиста по защите растений высшей и средней квалификации. Лица, привлекаемые к работе с пестицидами: - должны быть старше 18 лет, не допускаются беременные женщины, а также мужчины старше 55 лет и женщины старше 50 лет. - знакомятся с правилами техники безопасности с обязательной отметкой в соответствующем журнале - ежегодно проходят медицинский осмотр с регистрацией с медкнижке. Продолжительность рабочего дня – с чрезвычайно опасными и высоко опасными пестицидами должна составлять 4 часа с доработкой 2 часов на работах без применения пестицидов, с остальными препаратами – 6 часов. 95
Меры безопасности при хранении, выдаче, перевозке и применении пестицидов ¡ Перевозка пестицидов осуществляется специализированным или приспособленным транспортом в соответствии с «Правилами перевозок автомобильным транспортом минеральных удобрений и химических средств защиты растений» . ¡ Категорически запрещена перевозка пассажиров и продуктов питания в одной машине с пестицидами. 96
Обезвреживание транспортных средств, тары, помещений и спецодежды Транспортные средства, тару, спецодежду обезвреживают на специальной площадке с твердым покрытием и стоком воды на открытом воздухе. Транспорт для перевозки и аппаратуру обезвреживают не реже 2 раз в месяц путем нанесения разрешенных веществ (10% ДИАС, 25% хлорная известь и др). Бумажную и деревянную тару сжигают в отведенном месте. Металлическая и полимерная тара чистая наружи подлежит возврату. Металлическую и стеклянную тару из-под ФОС обезвреживают щелочными растворами (сода, известь, древесная зола). Категорически запрещено использование тары из-под пестицидов для хранения пищевых продуктов, питьевой воды и фуража. 97
Обезвреживание транспортных средств, тары, помещений и спецодежды ¡ Уборка помещений, загрязненных пестицидами, проводится 0, 5% раствором кальцинированной соды, затем 10% раствором хлорной извести. ¡ Участки земли, загрязненные пестицидами, обезвреживают хлорной известью и перекапывают. ¡ Защитные средства по окончании каждой смены подлежат очистке 3 -5% раствором кальцинированной соды, известковым молоком, затем промыть водой. Лицевые части противогаза и респиратора дезинфицируют ватным тампоном, смоченным в 0, 55% растворе перманганата калия или в спирте. ¡ Спецодежду ежедневно нужно очищать от пыли с помощью пылесоса и проветривать под навесом на открытом воздухе. Не реже, чем через 6 рабочих смен спецодежда должна подвергаться стирке и обеззараживанию с предварительным замачиванием в горячем 0, 5% содовом растворе в течение 6 -8 часов и последующей стиркой с горячем мыльно- содовом растворе. 98
Правила личной гигиены при работе с пестицидами Все работники обеспечиваются средствами индивидуальной защиты. Не ближе 200 м с наветренной стороны оборудуются площадки для отдыха и приема пищи с бачком питьевой воды, шкафом для хранения СИЗ, умывальником с мылом и индивидуальными полотенцами , шкафчиком с аптечкой. Принимать пищу, пить, снимать средства индивидуальной защиты можно только во время отдыха на специально оборудованной площадке. При первой жалобе руководитель работ должен отстранить от дальнейшей работы, принять меры по оказанию первой помощи и вызвать медработника. В местах работы с пестицидами не должны находиться посторонние лица. 99
Скачать презентацию ЗАЩИТА РАСТЕНИЙ Виды учебных занятий ¡
Методы и средства защиты растений 1.ppt