Środki chemiczne

Dlaczego środki chemiczne należy stosować w rolnictwie?

Przedmiot: „Gospodarka a środowisko”

Wydział: Ekonomii i Zarządzania

Kierunek: Ekonomia

II rok, grupa 1

Środki ochrony roślin

Są to specjalne środki chemiczne wyprodukowane w celu zwalczenia pewnych organizmów żywych zagrażających uprawom rolniczym. Jeszcze do niedawna były nazywane pestydydami. Obecnie odchodzi się od tego sformułowania na rzecz zbiorczej nazwy jaką jest termin “środki ochrony roślin”. Wśród środków ochrony roślin wyróżnia się:

• insektycydy: są to środki przeznaczone do ograniczania populacji szkodliwych owadów.

• akarocydy: do zwalczania szkodliwych pajęczaków

• nematocydy: do zwalczania szkodliwych nicieni.

• Moluskocydy: do zwalczania ślimaków

• Rodentycydy: do zwalczania gryzonii

• Fungicydy: do zwalczania chorób grzybowych

• Herbicydy: do zwalczania chwastów

• Atraktanty i repelenty: do wabienia i odstraszenia szkodników

• Regulatory wzrostu: do zapobiegania wylęgnięciu oraz do przerzedzania zawiązków owoców, przyspieszenia dojrzewania itp.

• Feromony: do wabienia szkodników

Warunki obrotu i stosowania środków ochrony roślin są ujęte ustawowo w Rozdziale 4 Ustawy z dnia 12 lipca 1995 roku “o ochronie roślin uprawnych”. Natomiast szczegółowe wymagania o środkach ochrony roślin zawarte są w Rozporządzeniu Ministra Rolnictwa i Gospodarki Żywnościowej z dnia 12 marca 1996 roku “w sprawie szczegółowych zasad wydawania zezwoleń na dopuszczenie środków ochrony roślin do obrotu i sprzedaży”. W tym to rozporządzeniu znaleźć można wszystko co dotyczy środków ochrony roślin. Przytaczam jedynie klasy toksyczności.

1.Klasy toksyczności dla ludzi

I-bardzo toksyczne

II-toksyczne

III-szkodliwe

IV-mało szkodliwe

2.Dla pszczół i ryb

I-toksyczne

II-szkodliwe

III-mało szkodliwe

IV-praktycznie nieszkodliwe

Metoda chemicznego zwalczania stosowana w ochronie roślin polega na niszczeniu lub odstraszaniu szkodników za pomocą różnych związków chemicznych. W leśnictwie walkę chemiczną na skale gospodarczą prowadzono już przed ostatnią wojną, i to nawet przy użyciu samolotów. W Polsce w latach 1953-1962 zastosowano zabiegi chemiczne w leśnictwie na 230 000 ha, ale tylko w 1980 roku na powierzchni około 500 000 ha, co jednakże w stosunku do całej powierzchni leśnej stanowiło jeszcze niewielki procent. Poważna chemizacja środowiska leśnego nastąpiła w związku z ogromnym gradacyjnym wystąpieniem brudnicy mniszki, co zmusiło do walki chemicznej z tym szkodnikiem na powierzchni około 6 milionów hektarów, wliczając w te liczbę powierzchnie traktowane insektycydem dwu-, a nawet trzykrotnie. Na skutek zawyżonego w stosunku do rzeczywistych potrzeb stosowania, głównie w rolnictwie, związków chemicznych doszło do ostrych protestów wobec groźby zatrucia ludzi i zwierząt wyższych, zaburzeń w biocenozach, powstawania odpornych ras szkodników i innych ubocznych, niekorzystnych skutków zwalczania. Ponieważ główny produkt gospodarki leśnej, drewno, nie jest artykułem spożywczym czy paszowym, a jak wspomniano powyżej, dotąd obejmujemy zwalczaniem chemicznym tylko wyjątkowo większy procent powierzchni leśnej, trudno na razie mówić o nadmiernej chemizacji środowiska leśnego.

- 1 -

Jest to pocieszające, ponieważ najczęściej tańsza, łatwo sprawdzalna i w pełni skuteczna metoda zwalczania szkodliwych owadów jest metoda chemiczna.

Biorąc pod uwagę z jednej strony konieczność częstego stosowania metody chemicznej, a z drugiej uboczne, niekorzystne jej skutki, musimy przyjąć jako jedyne wyjście rozsądne, fachowe a w rezultacie bezpieczniejsze jej stosowanie. Skuteczna droga prowadząca do tego celu jest na przykład selektywizacja zabiegów chemicznych. Najprościej byłoby realizować ten postulat przez stosowanie selektywnie działających preparatów ochrony roślin. Niestety, tego rodzaju związki należą jeszcze dziś do rzadkości. Wyraźnym osiągnięciem w tej dziedzinie jest stosowanie preparatów układowych (systemicznych) wchodzących w obieg soków chronionej rośliny, gdyż zabijają one tylko owady żywiące się tkanką roślin. Ciekawym sposobem ekologizowania zabiegów chemicznych w czasie jest wybór takiego terminu zabiegu zwalczania, w którym najważniejsi wrogowie naturalni są niedostępni dla działania trucizny. Na przykład, zwalczanie gąsienic brudnicy mniszki wczesną wiosna, gdy jej główny pasożyt muchówka Parasetigena segregata Rob. przeleguje jeszcze w stadium poczwarki w ściółce leśnej. Przykładem przestrzennej ekologizacji zabiegów chemicznych jest traktowanie tylko części zagrożonego terenu lub części rośliny. Do tego rodzaju postępowania zaliczamy wprowadzanie granulowanych insektycydów tylko pod sadzonki, a nie na całej powierzchni lub natryskiwanie na pień drzewa pierścieni toksycznych zamiast traktowania całego drzewostanu.

Toksyczność, zależy od dawki i stężenia, to jest udziału substancji czynnej zawartej w preparacie owadobójczym.

O nasileniu toksyczności pestycydu, szczególnie dla ludzi i zwierząt wyższych, informuje nas pojecie LD50, co oznacza letalną dawkę, przy której ginie 50% testowanych organizmów.

- 2 -

Dawkę te wyrażamy również liczba miligramów substancji czynnej na 1 kg wagi ciała testowanego obiektu, najczęściej szczurów. Oprócz substancji czynnej w skład insektycydów wchodzi nośnik, zwany także wypełniaczem lub rozcieńczalnikiem. Poza tym zawierają one w swym składzie środki (związki) zwiększające przyczepność preparatu do rośliny.
Istotny wpływ na skuteczność zabiegu mają światło, temperatura i inne czynniki środowiskowe, a także stadium rozwojowe szkodnika. Wyższe temperatury z reguły zwiększają toksyczność insektycydu ,a najbardziej wrażliwe są pierwsze stadia rozwojowe owadów. Rozróżniamy insektycydy żołądkowe, oddziaływujące na owady dopiero po dostaniu się wraz z pokarmem do jego przewodu pokarmowego, insektycydy o działaniu kontaktowym, przenikające przez okrywę ciała i porażające układ nerwowy owada, oraz oddechowe, przenikające w gazowej formie do systemu tchawek. Ostatnio coraz częściej produkowane są preparaty o łącznym kontaktowym, żołądkowym i oddechowym działaniu. Specjalną grupę tworzą insektycydy o działaniu układowym (systemicznym) lub o działaniu wgłębnym.
Insektycydy układowe mają zdolność przenikania do wewnątrz rośliny,

gdzie wchodzą w obieg jej soków. Preparaty te mogą być stosowane w formie podlewania, opryskiwania lub zakładania opasek czy past przesyconych insektycydem na strzały drzew.
Insektycydy o działaniu wgłębnym przenikają tylko w głąb tych tkanek (liści czy pędów), na które zostały naniesione. Natomiast insektycydy, które po naniesieniu na roślinę nie przenikają do niej, nazywamy owadobójkami powierzchniowymi. W zależności od formy stosowania wyróżniamy środki do opylania, granulaty, środki płynne do opryskiwania oraz preparaty do gazowania: Preparaty do opylania są to drobno zmielone proszki, w których nośnikami substancji czynnej są talk, bentonit itp., o średnicy cząsteczek do kilkudziesięciu mikronów. Opylanie jest już jednak nieco przestarzała forma stosowania walki chemicznej i przede wszystkim ze względu na konieczność stosowania dużych ilości preparatu na jednostkę powierzchni (około 20 kg/ha) oraz łatwe ich zmywanie i zwiewanie z powierzchni roślin.

- 3 -

Nie rekompensują tych wad: brak potrzeby stosowania rozcieńczalników ani taniość opakowań, ani mało skomplikowana aparatura do ich stosowania. Insektycydy granulowane stosowane zwykle doglebowo składają się z dość dużych cząstek (granulek) o około 2 mm średnicy i zawartości substancji czynnej od 5 do 25%.

W formie granulowanej produkuje się insektycydy należące do różnych grup związków chemicznych, jednakże najczęściej są to związki fosforoorganiczne o działaniu układowym. Zadane do gleby, rozpadają się stopniowo pod wpływem wilgoci, przenikając Przez korzenie w obieg soków roślin.
Stosowanie granulatów w leśnictwie należy jeszcze do rzadkich przypadków choć osiągnięte już wyniki badań świadczą o ich dużej przydatności, szczególnie w zwalczaniu szkodników żerujących w drewnie, w paczkach lub pędach, niedostępnych dla kontaktowych insektycydów stosowanych w formie opylania czy opryskiwania. Istotna zaleta granulatów jest także możliwość punktowego stosowania insektycydów - wyłącznie pod zaatakowana roślinę, co istotnie ogranicza chemizacje środowiska. Granulaty systemiczne zabijają tylko szkodniki żywiące się tkanka roślinna, dlatego jedynie w minimalnym stopniu mogą redukować liczebność pasożytniczych i drapieżnych owadów, tak masowo dziesiątkowanych przy stosowaniu tradycyjnych form owadobójek. Preparaty do opryskiwania roślin produkowane są jako rozpuszczalne substancje stale służące do sporządzania roztworów, jako preparaty olejowe do bezpośredniego zużycia bądź służące do sporządzania emulsji wodnych lub jako proszki zwilżalne, z których przygotowuje się zawiesiny wodne. Ta ostatnia forma jest wygodniejsza od stosowania emulsji, gdyż nie wymaga użycia szklanych lub metalowych opakowań. Wyróżniamy opryskiwanie grubo kropliste o średnicy kropel od 150 do 500 mikronów, co powoduje konieczność zużycia kilkuset litrów cieczy roboczej na 1 ha i stad nie nadaje się do stosowania na dużych obszarach leśnych. Przy wielkości kropel 50-100 p mamy do czynienia z drobnokroplistym opryskiwaniem (zraszaniem), a przy kroplach o średnicy mniejszej od 50 p. z zamgławianiem lub aerozolowaniem.

- 4 -

Stosowana u nas samolotowa aparatura do zamgławiania pozwala na zużycie 5-10 kg cieczy na 1 ha. Przy zastosowaniu sprawnej aparatury oraz specjalnych dysz i preparatów osiąga się nawet zużycie cieczy w granicach 1 kg/ha, są to tzw. ultraniskoobjetościowe zabiegi. Rozróżniamy aerozole gorące (kondensacyjne) wytwarzane na zasadzie odparowywania stężonych preparatów, aerozole zimne (dyspersyjne) wytwarzane przez rozdrobnienie cieczy bardzo silnym strumieniem powietrza oraz aerozole reakcyjne, gdy preparat rozdrobniony zostaje za pomocą reakcji chemicznych. Wada stosowania zbyt drobnych aerozoli w otwartym środowisku jest znoszenie wytworzonej chmury insektycydu na duże odległości nawet przy słabej sile wiatru. Wreszcie środkami do gazowania nazywamy pestycydy łatwo przechodzące w stan gazowy. W leśnictwie stosowane są one bardzo rzadko, co najwyżej do dezynsekcji drewna, zwalczania szkodników żerujących wewnątrz pozyskanych nasion

Podstawę produkcji żywności pochodzenia roślinnego i zwierzęcego stanowi rolnictwo. Chemizacja rolnictwa (nawozy sztuczne, chemiczne środki ochrony roślin) przyniosła intensyfikację produkcji i zwielokrotnienie plonów, ale także zaowocowała niekorzystnymi skutkami ubocznymi. Stosowanie nawozów sztucznych na olbrzymich obszarach zniszczyło układ biologicznej równowagi w glebie, a często wręcz pozbawiło ją mikroorganizmów odpowiedzialnych za obieg pierwiastków w przyrodzie i tym samym za naturalną żyzność gleby. Równowaga biologiczna została naruszona w dużym stopniu także przez monokultury roślin uprawnych na dużych areałach. Takie uprawy wymagają stosowania chemicznych środków ochrony roślin, co powoduje postępującą degradację i zanieczyszczenie środowiska przyrodniczego; dramatycznym w skutkach przykładem było stosowanie preparatu chemicznego Azotox.

- 5 -

Zarówno używane w nadmiarze nawozy sztuczne, jak i masowo stosowane chemiczne środki ochrony roślin przyniosły niepożądany skutek: obce przyrodzie związki chemiczne gromadzone w płodach rolnych i trafiające do produktów spożywczych, pogarszają walory odżywcze i smakowe żywności,
a często nawet zagrażają zdrowiu ludzi i zwierząt.

Obecny postęp nauk biologicznych i rozwój biotechnologii wydaje się tworzyć alternatywę dla obecnej produkcji rolnej. Akcenty biologicznego sposobu rozwiązywania problemów rolnictwa są już widoczne: z jednej strony są to koncepcje rolnictwa naturalnego, czy ekologicznego, z drugiej natomiast propozycje biotechnologiczne. Sukcesy biotechnologii w rolnictwie zostały zainicjowane przez wprowadzenie szczepionek bakteryjnych wzbogacających mikroflorę gleby (np. w symbiotyczne dla roślin bakterie wiążące azot atmosferyczny) oraz bioproduktów do ochrony upraw przed chorobami grzybowymi i bakteryjnymi oraz szkodnikami (owadami). Uruchomiono wielkotonażową produkcję antybiotyków (produktów pochodzenia drobnoustrojowego) przeznaczonych wyłącznie dla rolnictwa; przykładami są: blastycydyna S, milidomyksyna, polioksyna, walidamycyna, tetranaktyna. Produkowane są również antybiotyki stosowane jako dodatki do paszy zwierząt; przykłady: awoparcyna, tiostrepton, moenomycyna, tylozyna. Warunkiem stosowania antybiotyków w rolnictwie i chowie zwierząt jest brak wywoływania przez te antybiotyki oporności krzyżowej na antybiotyki stosowane w lecznictwie. Antybiotyki stosowane jako dodatki do pasz wyróżniają się selektywnym działaniem na mikroflorę przewodu pokarmowego zwierząt prowadząc do wytworzenia się jej bardziej korzystnego składu, poprawiającego stan zdrowotny zwierząt i sprzyjającego efektywnemu wykorzystaniu paszy. Typowymi promotorami wzrostu zwierząt są inne bioprodukty pochodzenia drobnoustrojowego. Przykładem jest zearalenon - hormon płciowy grzyba Giberella zeae, który u zwierząt wykazuje silną aktywność anaboliczną. Do pasz dodawane są również enzymy, co pozwala na bardziej efektywne wykorzystanie przez zwierzęta trudno przyswajalnych składników materiału roślinnego.

- 6 -

Produkty przemysłu biotechnologicznego są stosowane do ochrony roślin upawnych (i drzewostanu lasów) przed atakiem owadów. Przykładem powszechnie stosowanego bioinsektycydu jest preparat białkowy (toksyna bakteryjna) z hodowli Bacillus thuringensis.

Genetyka, biologia komórki i biologia molekularna oraz laboratoryjne techniki kultur komórkowych, tkanek i organów roślinnych in vitro (w szkle; inaczej ex vivo ? poza organizmem) zaowocowały wielu cennymi osiągnięciami (najpierw w uprawie roślin ozdobnych, a później roślin pokarmowych): biotechnologicznym doskonaleniem roślin i selekcją nowych cennych odmian uprawnych. Inżynieria genetyczna na poziomie molekularnym zaowocowała organizmami transgenicznymi. W odniesieniu do zwierząt transgenicznych za wcześnie jeszcze mówić o sukcesach, natomiast wprowadzenie do upraw genetycznie modyfikowanych roślin stało się faktem. Pomidory i ryż oporne na choroby wirusowe, kukurydza i ziemniaki odporne na szkodniki (w tym ziemniaki na stonkę), rzepak i soja wykazujące tolerancję na Glufosinat i Rundup - to przykłady pierwszych wdrożeń agrobiotechnologicznych w mijającym dziesięcioleciu.

- 7 -

Źródła:

J. Boczek, Owady i ludzie, PWN, Warszawa 1990.

P. Garbaliński, Odporność na insektycydy - nowe zjawisko w świecie owadów leśnych, Sylwan, 3: 101-106, 1997.

Cz. Jura, H. Krzanowska (red.), Leksykon biologiczny, Wiedza Powszechna, Warszawa 1992.

G. Łabanowski, L. Orlikowski (red.), Ochrona roślin iglastych i wrzosowatych, Wydawnictwo Plantpress, Kraków 1997.

S. A. Ostrumow, Wprowadzenie do ekologii biochemicznej, PWN, Warszawa 1992.

D. Pimentel i inni, Środowiskowe i ekonomiczne koszty użycia pestycydów [w:] "BioScience" nr 42(10), ss.750-760; Soil Association, "Counting the Costs of Industrial Agriculture", wrzesień '96.

- 8 -

---