Produkcja zwierzęca- skutki
Produkcja zwierzęca- skutki
Nawozy mineralne
Nawozy mineralne
Pestycydy
Pestycydy
Schemat systemu produkcji wołowiny
Nguyen,2010, J.of Cliner Prod
Ekwiwalenty CO2
Ekwiwalenty CO2
1 kg CH4 = 25 CO2 eq
1 kg N2O-N = 298 CO2 eq
Oba gazy istotnie wpływają na powstawanie efektu
szklarniowego
Tyle razy mają wyższą absorpcję termalną niż CO2
ale
ich stężenie w atmosferze w porównaniu do CO2 jest
niewielkie
CO2 ok. 400 ug/l
CH4 1.7 ug/l
N2O 0.3 ug/l
Lądowe przepływy azotu
Lądowe przepływy azotu
Tg* N rok-1 Tg* N rok-1
Zmineralizowany N 3000 Wykorzystanie 1200
glebowy przez rośliny
Wprowadzony Straty
wiÄ…zanie N2 denitryfikacja
175 135
nawożenie NH3 do
85 62
atmosfery
wyładowania atm
20
wymywanie
antropogeniczny
40 90
erozja
25
deszczowa
Ogólnie 320 Ogólnie straty 312
wprowadzony
*Tg= 10 12 g Ok. 10% zmineralizowanego rocznie N jest tracone
WiÄ…zanie azotu N2 w systemach symbiotycznych
WiÄ…zanie azotu N2 w systemach symbiotycznych
" Motylkowate (700 rodzajów, 1400 gatunków)
" Zdolność wiązania N2 u motylkowatych  grupa bakterii
wielu rodzajów rizobia (Rhizobium, Frankia), intensywny
proces na pastwiskach i w drzewiastych obszarach
leśnych
" Asymbiotycznie wiążące N2 bakterie beztlenowe z
rodzaju Clostridium wyizolował Winogradsky w roku
1890
" Cyjanobakterie (sinice) wiążą N2 (siedliska wodne i
powierzchnie gruntów), występują jako wolnożyjące i w
asocjacjach.
Rola wiÄ…zania N2 w funkcjonowaniu ekosystemu
Rola wiÄ…zania N2 w funkcjonowaniu ekosystemu
" Zamiennik dla mineralnego nawożenia azotowego
" Możliwe jest zwiększenie wiązania u motylkowatych
poprzez modyfikację roślin i bakterii
" Wyselekcjonowana w Michigan lucerna daje plon
22 000 kg/ha /rok , dzięki wykorzystaniu rizobiów
" Stosuje siÄ™ szczepionki rizobiowe dodawane do nasion
Mineralizacja N
Mineralizacja N
Stopień utlenienia i stan fizyczny atomu N może być różny
od -III (NH3) do +V (NO3-)
Organizmy glebowe uczestniczÄ… w zmianach stopnia
utlenienia N (formy nieorganiczne sÄ…Å‚atwo tracone z
ekosystemu)
Forma azotanowa (NO3-) podlega wymywaniu (transport z
wodÄ…)
Formy NH4+- NH3 ulatniają się , są wiązane przez materiały
ilaste i substancjÄ™ organicznÄ… gleby
W nieorganicznej puli pozostaje mało azotu, związki te
charakteryzuje bardzo szybkie tempo rotacji
Mineralizacja N
Mineralizacja N
Formy biologiczne N:
- białka,
- składniki ściany komórkowej mikroorganizmów (chityna,
polipeptydoglikan)
- kwasy nukleinowe
Mineralizacja N  degradacja białek, aminocukrów i
kwasów nukleinowych do NH4+ (forma mineralna)
Aminocukry z bakteryjnych ścian komórkowych lub z
grzybowej chityny to główne z
ródło N podczas
mineralizacji
Losy jonu amonowego
Losy jonu amonowego
Amonifikacja  uwalnianie NH3 lub NH4+ podczas rozkładu
materii organicznej (białka)
1. Pobrany przez rośliny (ale& najczęsciej adsorbowany na
minerałach ilastych i niedostępny dla roślin)
2. Wykorzystany do wzrostu mikroorganizmów
Czy NH4+ zostanie zimmobilizowany lub zakumuluje siÄ™
w glebie zależy od zapotrzebowania mikroorganizmów
na N do wzrostu
u grzybów C:N od 15:1 do 4.5 :1
u bakterii od 5:1 do 3:1
Proces asymilacji N obejmuje inkorporacjÄ™ NH4 w
aminokwasy (często po redukcji NO3-)
3. NH3+ zatrzymywany w kompleksie wymiennym
(zastÄ…piony przez inne kationy kompleksu glebowego)
Losy jonu amonowego
Losy jonu amonowego
4. Ma taką wielkość jak jon K+, wchodzi w przestrzenie
międzywarstwowe minerałów ilastych. W glebach
przesuszonych mocno związany. Tak uwięziony uwalnia
się powoli, podczas gdy N organiczny zużywa się w
uprawach
5. Z SOM tworzy kompleksy chinon-NH2  ważne dla
stabilizacji SOM na minerałach ilastych i niedostępny dla
roślin)
6. Nie zaadsorbowany w oborniku (starzejÄ…ce siÄ™ resztki
roślinne) intensywnie się ulatnia, straty nawet do 50% N
w warunkach polowych
7. Może być wykorzystywany jako z
ródło energii przez
autotrofy w procesie nitryfikacji
Nitryfikacja
Nitryfikacja
" Proces aerobowy
" Przekształcenie NH4+ i NO2- do NO3-, wynikiem tej
reakcji jest saletra (KNO3)
" NitryfikacjÄ™ prowadzonÄ… bakterie chemoautotroficzne
oraz heterotroficzne
" Klasyfikacja bakterii nitryfikacyjnych opiera siÄ™ na tym
czy utleniajÄ… NH4+ do NO2 (Nitroso-) czy do NO3- (Nitro-)
" W większości siedlisk są zasocjowane i rzadko
akumuluje siÄ™ NO2-
" Azotan najtrwalsza forma azotu  większość aktywnej
puli w glebie i w wodzie morskiej
Czynniki wpływające na nitryfikację
Czynniki wpływające na nitryfikację
" Kwasowość  gleby i roztworu glebowego  optymalne
dla pH od 6.6.-8.0, tempo nitryfikacji maleje w glebach
uprawnych poniżej 6.0 i jest znikome poniżej 4.5., w
gleby leśne mniej wrażliwe. Wysokie pH hamuje
przemianÄ™ NO2- do NO3-
" Napowietrzanie  konieczna obecność tlenu
" Wilgotność i temperatura  wilgotność wpływa na
napowietrzanie, optimum wilgotności -0.1 do -1 MPa,
optimum temperatury 30-35C.
" Interakcja czynników - efekt sezonowości
Konsekwencje nitryfikacji dla środowiska
Konsekwencje nitryfikacji dla środowiska
" Rośliny łatwo asymilują azotany
" Dawniej biologiczna nitryfikacja wykorzystywana jako
wskaz
nik żyzności gleby
ale
" Azotan jest bardzo mobilny, może być wymywany ze
strefy korzeniowej
" Straty powodowane denitryfikacjÄ…  zanieczyszczenie
atmosfery
" NO3- wymyty powoduje:
eutrofizacjÄ™
problemy zdrowotne (methemoglobinemia u niemowlÄ…t)
tworzenie rakotwórczych nitrozoamin
Nawożenie
Nawożenie
" Stosowanie nawozów dla utrzymania lub zwiększenia
zawartości w glebie składników pokarmowych
potrzebnych roślinom (głównie N, K, P) oraz poprawienia
właściwości chemicznych (odczynu gleby),
fizykochemicznych (zwiększenie zdolności sorpcyjnych),
fizycznych (polepszenie struktury gleby, zwiększenie
pojemności wodnej), biologicznych poprzez wpływ
nawozów na występowanie pożytecznej mikroflory, z
którą wiąże się prawidłowy rozkład resztek pożniwnych.
" Nawożenie zapobiega obniżaniu siężyzności gleby,
która jest skutkiem wywożenia plonów poza
gospodarstwo rolne, a więc i składników mineralnych, z
których się te plony składają, procesów erozyjnych, czy
wypłukiwania składników w głąb gleby, np. w czasie
obfitych opadów.
Historia
Historia
" W cesarstwie rzymskim i starożytnej Grecji powszechnie
używano obornika, kompostów, popiołów drzewnych,
wapna, odpadów powstałych przy produkcji oliwy a także
nawozów zielonych (uprawy roślin motylkowatych,
Å‚ubinu, grochu, wyki)
" W średniowieczu nawożono obornikiem, odchodami
owiec i bydła
" Pod koniec XVIII wieku zaczęto uprawiać rośliny
motylkowate jako zielony nawóz
Prawo Liebiga
Prawo Liebiga
 Ojciec nawozu , udowodnił teorię o
mineralnym odżywaniu się roślin, twórca nowoczesnej
chemii rolnej. Początkowo używano jedynie naturalne
nawozy mineralne (saletra chilijska).
Przemysłowe wytwarzanie nawozów sztucznych umożliwiło
dostępność i wpłynęło na rozwój rolnictwa XIX w.
Sformułował prawo minimum - ten czynnik, którego jest
najmniej (jest w minimum) działa ograniczająco na
organizm.
Profesor Adam Prażmowski (Belina) (1853-1920)
Profesor Adam Prażmowski (Belina) (1853-1920)
Twórca polskiej mikrobiologii, agronom - rola bakterii
brodawkowych w wiÄ…zaniu azotu
Zasady nawożenia
Zasady nawożenia
" Sposób nawożenia rośliny uwzględnia wymagania
pokarmowe, czyli najmniejszą ilość składników
pokarmowych potrzebnÄ… do uzyskania odpowiedniej
wysokości plonu oraz potrzeby nawozowe, które określają
rodzaj i ilość nawozu potrzebną w celu uzyskania dobrej
jakości plonu w odpowiednich warunkach glebowych
(rodzaj gleby, dotychczasowa zawartość składników w
glebie) i klimatycznych w konkretnym płodozmianie
" Im lepsze warunki wzrostu (cieplne, świetlne, powietrzne,
wodne) i im lepsze warunki agrotechniczne (uprawa roli,
odmiana roślin, odchwaszczanie) ma roślina, tym
intensywniejsze może być nawożenie
" Nawozimy tyle, ile roślina może wykorzystać lub ile dana
gleba może zatrzymać.
Oznaczanie potrzeb nawozowych
Oznaczanie potrzeb nawozowych
" Stacje chemiczno-rolnicze określają potrzeby nawozowe
roślin i zasobność gleb w przyswajalne dla roślin składniki w
poszczególnych gospodarstwach, tworząc mapy zasobności
gleb. Wielkość dawek na 1 ha powierzchni określić można
doświadczalnie lub za pomocą metod chemicznych,
fizykochemicznych czy mikrobiologicznych.
" Aby sklasyfikować glebę do określonego kompleksu
przydatności rolniczej należy wziąć pod uwagę:
" charakter, właściwości gleby: typ, rodzaj, gatunek
" właściwości fizyczne, chemiczne, fizykochemiczne,
" stopień kultury roli,
" warunki klimatyczne,
" stosunki wodno-powietrzne w glebie,
" rzez
bÄ™ terenu;
Nawozy mineralne
Nawozy mineralne
" Zwane nawozami sztucznymi, substancje wydobywane
z ziemi i przetworzone lub produkowane chemicznie,
wzbogacające glebę w składniki mineralne niezbędne
dla rozwoju roślin, poprawiające strukturę gleby lub
zmieniające jej kwasowość.
" Do najważniejszych składników nawozów należą: azot
(N), fosfor (P), potas (K) ("nawozy NPK ).
" Wysokoprocentowe, zawierają proste, bezpośrednio
przyswajalne dla roślin lub po niewielkich tylko
przemianach w glebie zwiÄ…zki chemiczne
" Surowcami do produkcji sÄ… kopaliny, rudy, odpady
przemysłu hutniczego, także odpady pochodzenia
zwierzęcego  produkcja wymaga dużych nakładów
energii
Rodzaje nawozów mineralnych
Rodzaje nawozów mineralnych
" azotowe, najważniejsze z nawozów mineralnych, dzielą się na:
 saletrzane
 amonowe
 saletrzano-amonowe
 amidowe
 roztwory azotowe
 azotowe o spowolnionym działaniu
" fosforowe
" potasowe
" magnezowe
" siarkowe
" mikroelementowe
" wieloskładnikowe (coraz większe znaczenia w intensyfikacji
rolnictwa, produkuje się ich coraz więcej (np. amofos, nitrofoska,
polifoska, azofoska itp.); wyróżnia się tu nawozy mieszane i
kompleksowe;
Wzrost zużycia nawozów sztucznych na świecie
Wzrost zużycia nawozów sztucznych na świecie
" Ocenia się, że zużycie nawozów sztucznych na świecie
będzie dalej rosło.
" W 2009/10 r. zwiększyło się ono o 7%,
w 2010/11 r. wzrost ten szacuje siÄ™ na 4,7%,
a w 2011/12  na 3,8%.
" Produkcja nawozów azotowych
w 2014 r. będzie o 30% większa niż w 2009 r., nawozów
potasowych  o 25%,
a fosforowych  o 31%.
Reakcja zbóż na nawożenie azotem
Reakcja zbóż na nawożenie azotem
" Azot jest składnikiem pokarmowym najbardziej
wpływającym na wzrost i rozwój zbóż, przy czym
niekorzystny jest zarówno jego niedobór, jak i nadmiar.
" Niedobór azotu hamuje wzrost roślin i ogranicza ich
możliwości plonotwórcze
" Nadmiar azotu powoduje zbyt intensywny wzrost masy
wegetatywnej, opóz
nia drewnienie tkanki mechanicznej,
przez co rośliny są bardziej podatne na wyleganie i
porażenie przez choroby grzybowe liści i z
dz
beł.
" Dostępność azotu korzystnie wpływa na kształtowanie
się cech struktury plonu i właściwej architektury łanu
zbóż, na liczbę kłosów i plon ziarna z kłosa oraz
zwiększa wyrównanie wysokości pędów kłosonośnych i
ich produkcyjność.
" Z badań przeprowadzonych z odmianami pszenicy jarej
wynika, że u genotypów reagujących wzrostem plonu
ziarna na wysoki poziom N wystąpiło istotne zwiększenie
liczby kłosów, masy ziarna z rośliny i liczby ziaren z
kłosa.
" Wyniki badań wskazują, że w obrębie odmian pszenżyta
ozimego można wydzielić grupę reagującą wyraz
nÄ…
obniżką plonu ziarna przy wysokim poziomie nawożenia
azotem na skutek zmniejszenia masy 1000 ziaren.
" W badaniach odmian owsa wykazano, że zwyżka plonu
ziarna pod wpływem wzrastających dawek azotu wynika
głównie ze zwiększenia liczby pędów produktywnych na
roślinie, która rekompensuje spadek plenności wiech, ale
tylko u odmian o dużej masie i liczbie ziaren z
pojedynczej wiechy.
" Wielkość optymalnej dawki azotu pod zboża zależy od
warunków glebowych (skład mechaniczny, żyzność i
zasobność w składniki pokarmowe, pH i uwilgotnienie),
od rodzaju przedplonu, terminu siewu oraz warunków
pogodowych w okresie wegetacji roślin.
" Wszystkie te czynniki stanowią kompleks warunków
środowiska, które limituje wykorzystanie różnych dawek
nawożenia azotem.
Rośliny strączkowe jako pasza
Rośliny strączkowe jako pasza
" Ze względu na dużą zawartość białka i aminokwasów
egzogennych oraz wysoką strawność składników
pokarmowych nasiona roślin strączkowych są
wykorzystywane jako podstawowy surowiec do produkcji
pasz treściwych.
" Pełnią ważną rolę w diecie człowieka, ale zawarte w nich
tanina czy alkaloidy ograniczajÄ… zastosowanie w
żywieniu zwierząt.
" W Polsce roczne zapotrzebowanie paszowe obejmuje
około 1 mln ton białka, które pokrywa się głównie
poprzez import śruty sojowej.
" W 95% pochodzi ona z upraw
modyfikowanych genetycznie,
Jej wysoka cena zwiększa
koszt produkowanych z niej pasz.
" Obecnie, do produkcji pasz wysokobiałkowych zużywa
się około 200 tysięcy ton roślin strączkowych i około 600
tysięcy ton śruty rzepakowej.
" Poza znaczeniem paszowym rośliny strączkowe (groch
siewny, bobik łubin) mogą być wykorzystywane do
zwiększenia żyzności gleby, przerywają w płodozmianie
częste następstwo zbóż po sobie, zwiększają zawartość
próchnicy, wzbogacając kompleks sorpcyjny gleby.
" Głęboki, dobrze rozwinięty system korzeniowy umożliwia
pobieranie z głębszych warstw gleby znaczne ilości Ca,
P i K i przemieszczanie ich do powierzchniowych
warstw.
" Wprowadzenie do uprawy pozwala na ograniczenie
stosowania nawozów mineralnych. Pozostawiają w
resztkach pożniwnych do 80 kg azotu, 25 kg fosforu i 35
kg/ha potasu, co wpływa na zwiększenie plonu roślin
następczych. Udział roślin strączkowych w zmianowaniu
ogranicza zachwaszczanie zbóż i porażanie ich przez
choroby grzybowe.
Wykorzystanie alg w rolnictwie i ogrodnictwie
Wykorzystanie alg w rolnictwie i ogrodnictwie
" Bretońscy rolnicy od dawna wykorzystujążyjące w
wodach Atlantyku wodorosty do nawożenia pól
uprawnych.
" Brunatnice, główny składnik  nawozu są zasobnym
z
ródłem substancji fizjologicznie czynnych stymulujących
rośliny do aktywacji odżywiania mineralnego, fotosyntezy
i przyrostu biomasy.
" Dzięki ich zastosowaniu francuscy rolnicy uzyskiwali
wyższe plony dużo lepszej jakości. Doświadczenia
Bretończyków skłoniły naukowców i producentów
nawozów oraz środków pomocniczych stosowanych w
rolnictwie, do innowacyjnych rozwiązań
agrotechnicznych opartych na bazie filtratów z
wodorostów, które powodowałyby wzrost potencjału
plonotwórczego.
Fizjoaktywatory
Fizjoaktywatory
" Doświadczenia pozwalają na opracowanie technologii,
która zapewnia pozyskanie fizjologicznie aktywnych
składników z surowca i ich transfer do produktu
końcowego, zachowanie wysokiej aktywności
fizjologicznej wszystkich składników i ich maksymalną
koncentracjÄ™ uzyskiwanÄ… w procesie filtracji oraz
zróżnicowanie rodzajów filtratów w zależności od potrzeb
konkretnych upraw.
" Zanim końcowy produkt trafi do rolnika, poddawany jest
wielu badaniom laboratoryjnym, których celem jest
zagwarantowanie utrzymania najwyższej jego jakości, a
przez to maksymalnych walorów użytkowych.
Fizjoaktywatory
Fizjoaktywatory
" Producenci fizjoaktywatorów prowadzą badania
współpracując z ośrodkami naukowo-badawczymi i
uniwersytetami, których badania potwierdziły wpływ
filtratów z Ascophyllum nodosum na wzrost plonowania
upraw.
" Badania te pozwalają identyfikować najbardziej aktywne
składniki i określać ich rolę w stymulacji kluczowych dla
roślin procesów fizjologicznych.
" Wzmagają pobieranie substancji odżywczych i aktywność
enzymów (reduktazy azotanowej i fosfataz)
Środki ochrony roślin
Środki ochrony roślin
Substancje, mieszaniny oraz żywe organizmy, przeznaczone
do ochrony roślin uprawnych przed organizmami szkodliwymi,
niszczenia niepożądanych roślin, regulowania wzrostu,
rozwoju i innych procesów biologicznych w roślinach uprawnych
(z wyjątkiem nawozów) oraz do poprawy właściwości
lub skuteczności tych substancji (adiuwanty).
Nawozy inteligentne
Nawozy inteligentne
" Srebrny i brÄ…zowy medal w dziedzinie ochrony
środowiska zdobyli na Światowej Wystawie Innowacji w
Brukseli naukowcy z Politechniki Krakowskiej.
" Srebrny medal specjaliści z Brukseli przyznali za
opracowanie inteligentnych nawozów i środków ochrony
roślin. Zespół dr J. Polaczka, prof. K. Pielichowskiego i
mgr inż. B. Tyliszczak opracował metodę, która polega
na uwięzieniu środka chemicznego i wody w sieci
polimerowej, z której jest on stopniowo uwalniany do
gleby.
" Rolnik zamiast zużywać kilogram nawozu, taki sam
skutek odnosi, stosujÄ…c 1/3 substancji....
Chwasty
Chwasty
" Najbardziej niepożądane jest zachwaszczenie
występujące w pierwszych tygodniach po wschodach
kukurydzy, która rośnie wtedy powoli, a jej pionowy
pokrój oraz siew w znacznej rozstawie powodują, że w
międzyrzędziach chwasty mają doskonałe warunki do
rozwoju.
" Duże zagrożenie stanowią chwasty jednoliścienne, które
często występują w znacznym nasileniu i charakteryzują
się sporą siłą konkurencyjną. Są to ciepłolubne gatunki
jednoroczne, określane wspólnym mianem chwastów
prosowatych: chwastnica jednostronna, włośnica sina i
włośnica zielona. Są to rośliny spokrewnione z
kukurydzą i mające zbliżone wymagania siedliskowe.
Ekspansja tych gatunków na obszarze Europy
Środkowej i Północnej wiąże się z rozpowszechnieniem
upraw kukurydzy.
Pestycydy
Pestycydy
(łac. pestis  zaraza, pomór, caedo  zabijam) 
substancje syntetyczne lub naturalne, stosowane do
zwalczania organizmów szkodliwych lub niepożądanych,
używane głównie do ochrony roślin uprawnych, lasów,
zbiorników wodnych, ale również zwierząt, ludzi,
produktów żywnościowych, a także do niszczenia
żywych organizmów, uznanych za szkodliwe, w
budynkach inwentarskich, mieszkalnych, szpitalnych i
magazynach.
Termin pestycydy jest pojęciem szerszym niż pojęcie
środki ochrony roślin, ponieważ obejmują one również
zwalczanie organizmów szkodliwych poza produkcją
roślinną.
Historia
Historia
500 lat p.n.e siarka do ochrony plonów, a póz
niej arsen,
miedz
, rtęć i ołów
Pierwsze pestycydy naturalne, w postaci naparów z
tytoniu, były stosowane już 200 lat temu do tępienia
mszyc
Pierwszy syntetyczny pestycyd (dinitroortokrezolan)
wprowadzono w 1892 roku
Od poczÄ…tku lat 40. do lat 60. XX wieku stosowano
powszechnie owadobójczy DDT - pestycyd, który okazał
się bardzo szkodliwy dla środowiska naturalnego. Z tego
względu został wycofany, a jego użycie zabronione.
Zużycie pestycydów w Europie
Zużycie pestycydów w Europie
W chwili obecnej roczna produkcja pestycydów sięga 4
milionów ton
Stosowanie pestycydów powoduje szczególne problemy
w krajach Trzeciego Świata gdzie często używa się
substancji wysoce szkodliwych wycofanych z użycia w
krajach rozwiniętych.
Ilość zabiegów z zastosowanie pestycydów wzrosła w
ostatnich 15 latach z około 5 do 28 na sezon.
Rocznie notuje się 1,5 miliona przypadków zatruć ludzi
pestycydami. Większość przypadków ma miejsce w
krajach Trzeciego Åšwiata.
Związane jest to z niezachowaniem ostrożności w czasie
zabiegów z użyciem pestycydów (np. brakiem ubrań
ochronnych).
Wzrost światowego zużycia pestycydów
Wzrost światowego zużycia pestycydów
" Ocenia się, że światowe zużycie pestycydów w latach
2009-14 będzie rosnąć o 2,9% rocznie (w 2004-2009
4.1% rocznie)
" Wartość zużytych pestycydów wzrośnie w tym czasie od
34 mld euro do 39 mld euro.
" Najszybciej, o 5,4% rocznie, będzie rosło zużycie
pestycydów w Ameryce Środkowej i Południowej.
" W Ameryce Północnej tempo wzrostu wyniesie jedynie
2,2%, ale zużycie pestycydów ogółem w tym kraju
pozostanie w dalszym ciągu największe na świecie.
" W Azji wzrost zużycia wyniesie 3,1% rocznie.
Zastosowania
Zastosowania
Pestycydy stosuje siÄ™ do:
zwalczania szkodników (owadów, gryzoni),
zwalczania chorób grzybowych i chwastów,
zwalczania komarów roznoszących choroby (ochrona
zdrowia)
zwalczania insektów w budynkach mieszkalnych,
zwalczania szkodników w lasach,
konserwacji drewna, odzieży
zwalczania nadmiernego rozwoju niepożądanych roślin
w zbiornikach wodnych.
Podział pestycydów ze względu na zastosowanie
Podział pestycydów ze względu na zastosowanie
Zoocydy - środki do zwalczania szkodników
zwierzęcych:
1. Insektycydy - środki owadobójcze,
2. Rodentycydy - środki gryzoniobójcze,
3. Moluskocydy - środki mięczakobójcze,
4. Nematocydy - środki nicieniobójcze,
5. Larwicydy - środki larwobójcze,
6. Aficydy - środki mszycobójcze,
7. Akarycydy - środki roztoczobójcze,
8. Owicydy - środki do niszczenia jaj owadów i
roztoczy.
Podział pestycydów ze względu na zastosowanie
Podział pestycydów ze względu na zastosowanie
Fungicydy - środki grzybobójcze.
Herbicydy - środki chwastobójcze.
Regulatory wzrostu - środki stymulujące lub hamujące
procesy życiowe roślin:
1. Defolianty - środki do odlistniania roślin,
2. Desykanty - środki do wysuszania roślin,
3. Defloranty - środki do usuwania nadmiernej ilości
kwiatów.
Atraktanty - środki zwabiające.
Repelenty - środki odstraszające.
Podział pestycydów ze względu budowę chemiczną
Podział pestycydów ze względu budowę chemiczną
Pestycydy nieorganiczne
1. Insektycydy arsenowe: zieleń paryska, arsenian
ołowiu PbHAsO4,
2. Insektycydy fluorkowe: kryolit, fluorek sodu,
fluorokrzemian sodu,
3. Herbicydy nieorganiczne: amidosulfonian amonu,
boraks, chloran sodu
4. Fungicydy nieorganiczne: zasadowy chlorek
miedzi(II), ciecz bordoska, siarka.
Podział pestycydów ze względu budowę chemiczną
Podział pestycydów ze względu budowę chemiczną
Pestycydy organiczne
1. Pestycydy chloroorganiczne, np. HCH, DDT
(dichlorodifenylotrichloroetan), metoksychlor,
2. Pestycydy fosforoorganiczne, np. monokrotofos,
chlorfenwinfos, fenitrotion,
3. Karbaminiany, np. aminokarb, propoksur,
karbaryl,
4. Pochodne kwasu fenoksyoctowego, np. 2,4-D;
2,4-DB; 2,4,5-T,
5. Pochodne triazynowe, np. symazyna, atrazyna,
propazyna.
Czym powinny charakteryzować się pestycydy?
Czym powinny charakteryzować się pestycydy?
" duża toksyczność w stosunku do szkodników,
" mała toksyczność w stosunku do pozostałych
organizmów, głównie wodnych i człowieka,
" odpowiednia trwałość, tak aby mogły spełnić
swoje zadanie,
" duża podatność na degradację, tak aby po
spełnieniu swojej funkcji szybko zanikały w
środowisku.
Trwałość pestycydów w środowisku
Trwałość pestycydów w środowisku
Podział pestycydów ze względu na trwałość w środowisku
Grupa Trwałość w środowisku
Bardzo trwałe powyżej 18 miesięcy
Trwałe do 18 miesięcy
Nietrwałe do 6 miesięcy
Szybko zanikające do 3 miesięcy
Trwałość pestycydów w środowisku
Trwałość pestycydów w środowisku
Trwałość w środowisku wybranych pestycydów
chlorowcoorganicznych.
Związek Czas rozkładu w 95 % [lata]
DDT 4 - 30
Lindan 3 - 10
Aldryna 1 - 6
Dieldryna 5 - 25
Heptachlor 3 - 5
Jak pestycydy dostają się do środowiska?
Jak pestycydy dostają się do środowiska?
" spływ powierzchniowy, erozja gleby, przesiąkanie
" bezpośredni opad na powierzchnię wody przy
spryskiwaniu pól i lasów przy użyciu samolotu,
" ze ściekami powstającymi przy produkcji
pestycydów,
" ze ściekami powstającymi przy myciu urządzeń
służących do spryskiwania,
" ze ściekami miejskimi (fungicydy i bakteriocydy),
" przy bezpośrednim stosowaniu do zwalczania
roślin wodnych i owadów,
" ze ściekami z zakładów stosujących pestycydy, np.
włókienniczych.
Los pestycydów w środowisku
Los pestycydów w środowisku
Zastosowane pestycydy, przechodzÄ… cykl przemian,
fizycznych, chemicznych i biologicznych. ZanieczyszczajÄ…
glebę, wody i są przenoszone do tkanek roślinnych i
zwierzęcych a nawet ludzkich.
Cząsteczki pestycydów w szczególności chlorowych,
pozostające w glebie i wodzie mogą akumulować się w
tkankach bezkręgowców, ryb, ptaków, i ssaków.
Rozkład pestycydów zachodzi na drodze biochemicznej
(działanie bakterii), fotochemicznej (rozkład pod wpływem
światła słonecznego) i chemicznej (utlenianie, redukcja,
hydroliza, etc.).
Produkty rozpadu pestycydów mogą być bardziej toksyczne
niż związek wyjściowy.
Klasy toksyczności pestycydów
Klasy toksyczności pestycydów
Klasa toksyczności LD50 [mg/kg] Stopień zagrożenia
I do 50 Trucizny
II 51 - 150 Trucizny
III 151 - 500 Substancje szkodliwe
IV 501 - 5000 Substancje szkodliwe
V Powyżej 5000 Praktycznie nieszkodliwe
Toksyczność pestycydów jest zależna od organizmu,
warunków środowiskowych oraz rodzaju, formy i sposobu
podawania pestycydu.
Ekologiczne skutki stosowania pestycydów
Ekologiczne skutki stosowania pestycydów
Pestycydy, używane wyłącznie do walki z określonym
szkodnikiem roślin, mogą wywołać istotne zmiany w całym
ekosystemie.
Ekstynkcja jednego gatunku z ekosystemu prowadzi do
zachwiania równowagi opartej na współzależnościach
biologicznych, które rozwijały się przez długi okres.
Walka ze szkodnikiem upraw zmniejsza ilość pożywienia dla
innych organizmów, które z kolei ginąc z powodu braku
pokarmu obniżają następnie liczebność swoich konsumentów,
etc.
Redukcja ilości flory na uprawnych powierzchniach redukuje
również bogactwo fauny z powodu braku pożywienia oraz
trudności w tworzeniu gniazd. Podobne zjawiska wynikają z
zanieczyszczenia wód. Zniknięcie zooplaktonu i larw owadów
powoduje śmierć głodową fauny wodnej.
Ekologiczne skutki stosowania pestycydów
Ekologiczne skutki stosowania pestycydów
Zmniejszenie liczby gatunków - spadek bioróżnorodności
Spadek rozwoju gatunków, które w normalnych
okoliczności konkurują w rozwoju z innymi, pozwala na
ekspansję tych ostatnich. Stąd gatunki, występujące w
małych populacjach przed stosowaniem pestycydów,
poprzez zanik swoich konkurentów mogą wykazać
wzmożony wzrost wielkości populacji.
Zaburzenia w zespołach organizmów ciągle wzmagają
uzależnienia upraw od stosowania pestycydów i powodują
ciągły wzrost stosowanych ilości chemicznych środków
ochrony roślin.
Wpływ azotu na rozkład pestycydów
Wpływ azotu na rozkład pestycydów
Rozkład cypermetrinu oraz aktywność dehydrogenazy w glebie z
dodatkiem różnych stężęń azotu NH4NO3 (0, 27, 54, 81, 122 mg/kg)
Pedobiologia_2008_ Wen-Jun
Przepływ substancji toksycznych w łańcuchach
Przepływ substancji toksycznych w łańcuchach
troficznych
troficznych
" Ostateczny skutek oddziaływania substancji toksycznych na
zespoły organizmów i ekosystemy zależy nie tylko od
stężenia substancji w środowisku, ale także od procesów
ekologicznych i interakcji z innymi czynnikami
" Pestycydy- najważniejsze zanieczyszczenia pól uprawnych
(transfer pozostałości z roślin)
" DDT  lata 60 XX w.  ekstynkcja szczytowych drapieżników
pomimo stosunkowo niskich dawek
(rotan)
biokoncentracja
!
!
Biokoncentracja i biomagnifikacja
Biokoncentracja i biomagnifikacja
" niektóre zanieczyszczenia są przyswajane przez
organizmy w większym stopniu niż inne.
corg
Cn+1
BCF =
BMF =
Cśrod
Cn
" w przypadku związków nieorganicznych wielkość
długoterminowej bioakumulacji zależy od tempa
wydalania, budowy organizmu i metabolizmu
silna akumulacja kadmu, bo powolne wydalanie przy
stosunkowo szybkim wchłanianiu
zwierzęta z wapiennym szkieletem wchłaniają ołów i stront
silniej niż bezszkieletowe
Pozytywne skutki
Pozytywne skutki
" W gospodarce rolnej i leśnej pestycydy zwiększają
uzyskiwane z uprawy plony roślin jadalnych, zmniejszają
częstość epidemii zwierząt hodowlanych i ptactwa,
zwiększają produkcję mleka, jajek, mięsa i skór. Dzięki
temu zwiększyła się produkcja i podaż żywności.
" Powszechne zastosowanie pestycydów doprowadziło do
zmniejszenia częstości występowania epidemii chorób
zakaz
nych, zwłaszcza w krajach rozwijających się.
Przyczyniło się do wzrostu higieny życia, a tym samym
do zmniejszenia śmiertelności.
" Pestycydy mają też zastosowanie w poprodukcyjnej
gospodarce żywnością - zabezpieczają plony przed
szkodnikami w czasie przechowywania i transportu.
Środki te zwiększają również trwałość produktów
przemysłowych takich jak papier i tekstylia oraz
przedłużają eksploatację dróg, torów i lotnisk dzięki
zapobieganiu rozwojowi niszczących je chwastów.
Biofumigacja
Biofumigacja
" Bardziej ekologiczna technologia
" Polega ona na wykorzystaniu naturalnych związków
występujących głównie w roślinach kapustowatych w
zwalczaniu szkodników i drobnoustrojów atakujących
uprawy rolne.
" Właściwości biobójcze tych roślin wynikają z obecności
glukozynolanów, z których na drodze hydrolizy
enzymatycznej powstajÄ… lotne izotiocyjaniany.
" Substancje te niszczą niepożądane grzyby, bakterie i
szkodniki, ale również mają pozytywny wpływ na
biologiczną jakość gleby i są bezpieczne w stosowaniu.
" Grupa związków chemicznych, znanych głównie z
występowania w roślinach takich jak chrzan i rzepak,
może być rozwiązaniem problemów wywołanych przez
szkodniki upraw
" Międzynarodowy zespół ekspertów, opierając się na
dokonanych niedawno odkryciach uważa, że jest to
całkiem prawdopodobne przy użyciu roślin z rodziny
kapustowatych (Brassicaceae), liczącej około 3500
gatunków.
" Niektóre wytwarzane przez te rośliny związki są bardzo
skuteczne jako środki zwalczające żyjące w glebie
szkodniki i chwasty.
" Wysiewanie niektórych przedstawicieli kapustowatych
jako międzyplonu może przynieść wyraz
ne korzyści
ekonomiczne i społeczne, takie jak zwiększenie plonów,
czyli wzrost opłacalności prowadzenia upraw.
" Zmniejszenie ilości stosowanych dzięki biofumigacji
pestycydów syntetycznych oznacza korzyści dla
zdrowia ludzkiego oraz ochrony środowiska.
" Międzyplony Brassicaceae były już używane do
zapobiegania chorobom roślin uprawnych, ale
prowadzone badania pozwalajÄ… na optymalizacjÄ™ ich
wykorzystania oraz na poprawę wydajności i jakości
zbiorów.
" W najbliższych latach możliwe będzie zrezygnowanie z
części syntetycznych pestycydów, co ucieszy
konsumentów.
Naturalne pestycydy
Naturalne pestycydy
" Kapustę wyhodowaną na skażonym terenie można
korzystnie zagospodarować, np. do produkcji preparatu
chroniÄ…cego uprawy.
" Roślina może być używana jako naturalny biopestycyd.
Zawiera dużo związków siarki i azotu, które są istotne
dla wzrostu roślin, bo chronią przed szkodnikami i są
niezbędne do wzrostu i rozwoju roślin (naukowcy
Politechniki Gd, UR w Krakowie i IChP w Wwie- projekt
AGROBIOKAP)
Zastosowanie atraktantów w uprawach
Zastosowanie atraktantów w uprawach
" Ponad 80% roślin na świecie zapylanych jest przez
owady. Owocowanie większości tych roślin nie byłoby
możliwe bez zapylenia, czyli przeniesienia ziarna pyłku
na znamię słupka.
" Rośliny wykazują szereg przystosowań do zapylaczy.
By zwabić owady zapylające, wytwarzają duże i barwne
kwiaty lub duże skupiska drobnych kwiatów tworzących
kwiatostany. U niektórych roślin część kwiatów w
kwiatostanie jest bezpłodna i służy wyłącznie do
zwabiania zapylaczy intensywnÄ… barwÄ… lub zapachem, a
także słodkim nektarem.
" Plony obcopylnych gatunków roślin w dużej mierze
zależą od warunków sprzyjających oblotowi owadów
zapylających, szczególnie pszczół. Pszczoła miodna i
inne owady zapylajÄ…ce poszukujÄ…c pokarmu kierujÄ… siÄ™
zapachem wydzielanym przez kwitnące rośliny.
" Wykorzystując silną reakcję pszczół na zapach, można
kierować je na uprawy wymagające lepszego zapylenia.
Jest to możliwe dzięki opryskiwaniu roślin atraktantami.
Najczęściej są to preparaty pochodzenia roślinnego,
które stanowią kompozycję kilku związków
zapachowych, służące przywabianiu pszczół do roślin,
których kwiaty są mało atrakcyjne.
" Dzięki zastosowaniu atraktantów w efektywny sposób
podnosi się atrakcyjność kwiatów różnych roślin i
przyczynia się do zwiększenia wydajności pracy pszczół
i innych owadów zapylających, w następstwie czego
uzyskuje się wzrost wielkości i jakości plonu.
" Aktywne składniki preparatów imitują feromon
wydzielany przez pszczoły zwiadowczynie dla wskazania
zbieraczkom z
ródła pożytku. Silny, kwiatowy zapach
zwabia pszczoły, trzmiele oraz inne owady zapylające.
Zwiększa to atrakcyjność kwiatów, które w normalnych
warunkach byłyby uznane przez nie za mało atrakcyjne,
np. z powodu zapachu lub małej ilości wydzielanego
nektaru.
" Pszczoły odnajdują opryskaną plantację i nie szukają
nektaru na kwiatach konkurencyjnych. Na plantacji
potraktowanej atraktantem pojawia się więcej pszczoł i
pracują aktywniej. Dzięki temu zwiększa się efektywność
zapylenia, wzrasta jakość i wielkość plonu.
" Prawidłowe wykształcenie owoców, regularność kształtu
oraz ich wielkość jest w dużym stopniu związana z
właściwym zapyleniem i wykształceniem nasion. Np. do
pełnego zapłodnienia kwiatów jabłoni potrzeba ok. 10
ziaren pyłku, w przypadku ogórka niezbędne są setki
ziaren pyłku. Wówczas ilość nasion jest maksymalna a
owoce są dobrze rozwinięte.
" Owoce powstające przy niepełnym zapłodnieniu są
często mniejsze, niekształtne, mają mniejszą ilość
nasion zgromadzoną najczęściej w silniej rozwiniętej
części owocu. Większa ilość nasion w owocu wpływa nie
tylko na wzrost ich wielkości i właściwy kształt ale
poprawia również ich zdolność przechowalniczą. Wiąże
się to z dodatnim wpływem liczby nasion na zawartość
wapnia w owocach.
Zjawisko odporności chwastów na herbicydy w
Zjawisko odporności chwastów na herbicydy w
uprawach rolniczych
uprawach rolniczych
" Od 50 lat w Polsce regulacjÄ™ zachwaszczenia w
uprawach rolniczych wykonuje siÄ™ stosujÄ…c metody
zintegrowane, z użyciem herbicydów selektywnych dla
rośliny uprawnej oraz skutecznych w niszczeniu
chwastów.
" Według najnowszych danych, zidentyfikowano dotąd
183 gatunki chwastów odporne na różne substancje
aktywne herbicydów. Wśród nich 110 to chwasty
dwuliścienne, a 73  jednoliścienne.
" Wśród rozpoznanych gatunków dominuje przede
wszystkim odporność na herbicydy z grupy triazyn,
sulfonylomocznika i imidazoli, a także na graminicydy z
różnych grup chemicznych.
Konsekwencje odporności
Konsekwencje odporności
" Oznacza to utratę skuteczności chwastobójczej
herbicydu, spadek plonowania rośliny uprawnej,
niemożność dalszego stosowania tego samego
herbicydu, a często także z innych grup chemicznych w
przypadku występowania odporności krzyżowej i
wielokrotnej.
" Aby ustrzec się przed selekcją biotypów odpornych
opracowuje siÄ™ efektywne i szybkie metody identyfikacji
odporności oraz sposoby przeciwdziałania temu
zjawisku.
" Działania te wymagają współpracy producentów
środków ochrony roślin, jednostek naukowych i rolników.
Ograniczenie selekcji biotypów odpornych
Ograniczenie selekcji biotypów odpornych
" zmianowanie roślin (unikanie monokultury),
" odpowiedni dobór herbicydów,
" ograniczanie uproszczeń w uprawie i racjonalną
agrotechnikÄ™,
" optymalizację chemicznych metod zwalczania chwastów
z uwzględnieniem jednoczesnego stosowania metod
mechanicznych i biologicznych.
Najprostszym rozwiÄ…zaniem wydaje siÄ™ ograniczenie lub
zapobieganie występowaniu zjawiska odporności
pojedynczej na jednÄ… specyficznÄ… substancjÄ™ aktywnÄ…
herbicydu lub też odporności krzyżowej na grupę
herbicydów o tym samym mechanizmie działania.
" Pozytywny efekt chemicznej metody zabezpieczenia
upraw rolniczych przed chwastami odpornymi na
herbicydy można uzyskać stosując odpowiednio dobrany
środek, zastosowany we właściwym terminie i
warunkach sprzyjających jego działaniu.
" Temperatura powietrza < 10°C nie sprzyja skutecznemu
działaniu herbicydów nalistnych. Niska wilgotność
powietrza osłabia wnikanie herbicydu przez tkankę liści
chwastów, natomiast niska wilgotność gleby hamuje
kiełkowanie nasion chwastów i pobieranie przez nie
substancji aktywnej herbicydu.
" Stosowanie herbicydu zbyt póz
no, gdy zwalczane
gatunki chwastów znajdują się już w zaawansowanych
fazach rozwojowych daje szanse przeżycia najstarszym
egzemplarzom, które wydając nasiona wzbogacają bank
diaspor w glebie.
Dobór i dawka herbicydu
Dobór i dawka herbicydu
" Herbicyd dobrany niewłaściwie do składu florystycznego
zbiorowiska roślin eliminuje gatunki wrażliwe i pozostawia
tolerancyjne, nie wykazujące reakcji na określoną substancję
aktywną, niezależnie od zastosowanej dawki. Stosowanie
herbicydów w obniżonych dawkach może być jednym z czynników
sprzyjających uodparnianiu się chwastów.
" Uzasadnieniem do obniżenia dawek herbicydów są przesłanki
ekonomiczne i ochrona środowiska. Stosowany herbicyd w
obniżonej dawce musi zabezpieczać roślinę uprawną przed
konkurencją chwastów. Można to osiągnąć poprzez całkowite ich
wyeliminowanie z plantacji lub ograniczenie wzrostu i rozwoju tak,
aby gatunki te nie zakwitły i nie wydały nasion. Obniżenie dawki
herbicydu często nie powoduje całkowitego zniszczenia
występującej na polu populacji chwastów, lecz poprzez osłabienie
ich kondycji, zahamowanie wzrostu i rozwoju nie dopuszcza do
wytworzenia przez rośliny nasion.
" U biotypów odpornych obniżona dawka herbicydu nie ogranicza
generatywnego rozmnażania chwastów, sprzyjając tym samym
procesowi ich dalszego rozprzestrzeniania siÄ™.
Wpływ herbicydów na morfologię roślin
Wpływ herbicydów na morfologię roślin
" Najczęściej spotykanymi objawami negatywnego
działania herbicydów na morfologię jest żółknięcie
blaszek liściowych, zasychanie brzegów i wierzchołków
liści,a przy silniejszej reakcji danej odmiany nawet całych
blaszek.
" Dość często można zaobserwować przejściowe
przyhamowanie wzrostu roślin. Tego rodzaju reakcja
może być często powodowana przez herbicydy z grupy
pochodnych sulfonylomocznika (np.Apyros 75 WG,
Granstar 75 WG, Harmony Extra 75 WG), znacznie
rzadziej występuje po zastosowaniu herbicydów z grupy
fenylomocznika (np. Dicuran 80 WP). Stosowanie
niektórych środków (np. Solar 200 EC, Segal 65 WG)
może prowadzić do wystąpienia chlorotycznych plam na
blaszkach liściowych.
Stan polskich gleb
Stan polskich gleb
" Intensywna gospodarka rolna, wykorzystująca duże ilości
środków chemicznych obniża jakość użytków rolnych.
" Na stan gleb w Polsce wpływają także tradycyjne dla
poszczególnych regionów sposoby prowadzenia upraw i
kultura rolna.
" Rolnicy najłatwiej radzą sobie z przywróceniem żyzności
chemicznej użytkowanych przez nich gruntów.
Zastosowanie odpowiednich nawozów mineralnych
pozwala na osiągniecie pożądanego celu, problemem jest
utrzymanie właściwego pH gleby.
" Świadomość rolników odnośnie regularnego wapnowania
przy tradycyjnym nawożeniu mineralnym jest coraz
większa, jednak nadal większość z nich zaopatruje się w
wapna tlenkowe, które nie dają odpowiednich efektów.
" Problemem jest odbudowa fizycznej i biologicznej
żyzności polskich gleb. Degradacja jest konsekwencją
chemizacji, zasolenia i nieprawidłowo
przeprowadzanych zabiegów agrotechnicznych.
" Stosowanie nowoczesnych i ciężkich maszyn, przy
zwiększonej liczbie ich przejazdów po polach również
nie wpływa korzystnie na ich stan. Jednak najmniej
docenianym przez rolników aspektem jest przywrócenie
żyzności biologicznej polskich gruntów.