CC BY
69
УДК / UDC 574.24 / 632.915 /632.938.2/632.95.026.4
АСПЕКТЫ СНИЖЕНИЯ ПЕСТИЦИДНОЙ НАГРУЗКИ НА ЭКОСИСТЕМЫ
ASPECTS OF REDUCING PESTICIDE LOAD ON ECOSYSTEMS
Дога дина M. А.*, кандидат сельскохозяйственных наук, заведующий кафедрой Dogadina M.A.*, Candidate of Agricultural Sciences, Head of the Department Таракин A.B., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Tarakin A.V., Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor
Игнатова Г.А., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Ignatova G.A., Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor
Степанова Е.И., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Stepanova E.I., Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor Велкова Е.И., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Velkova E.I., Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor Касаточкина М.Ю., магистрант Kasatochkina M.Yu., Graduate Student ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет
имени H.B. Парахина», Орел, Россия Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Education "Orel State Agrarian University named after N.V. Parakhin", Orel, Russia
Правдюк А.И., студент Pravdyuk A.I., Student Криворотова Е.И., студент Krivorotova E.I., Student ФГБОУ ВО «Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева», Орел, Россия Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Education "Orel State University named after I.S. Turgenev", Orel, Russia *E-mail: ma.dogadina@orelsau.ru
В статье проведен анализ рынка пестицидов, их влияние на окружающую среду, динамика применения по основным группам назначения. Представлена стратегия снижения пестицидной нагрузки на агроэкосистемы, включающая характеристику основных требований к современной защите растений. Получение экологически безопасной продукции растениеводства напрямую связано с модернизацией подходов к вопросам интегрированной защиты растений, с внедрением основного тренда современности -«зеленых» технологий, проведении научных исследований, направленных на изучение механизмов нестандартного действия препаратов, а также увеличение доли биологической составляющей в защите и питании растений, цифровизации всех направлений деятельности отрасли растениеводства. Превалирующее значение по объемам ежегодного применения занимают гербициды (55-65%), снизить экотоксикологическое действие которых возможно посредством применения безопасных для окружающей среды гормонов роста сорных растений, приводящих к их быстрому росту, впоследствии истощению и гибели. Ежегодные потери урожая и качества продукции растениеводства от болезней составляют 15-50%, на долю фунгицидов приходится 20-25% общего объема пестицидов. Выведение и использование устойчивых сортов и гибридов, применение эко-удобрений, биоудобрений, биостимуляторов, способствующих повышению иммунноактивности растений, а также применение биофунгицидов позволят снизить патологическое влияние микотоксинов. Возросшее применение инсектицидов за последние 4 года на 200,8% указывает на необходимость поиска альтернативных, экологически малоопасных приемов защиты растений, базирующихся на интегрированном подходе всех известных и нестандартных методов, а также сектора цифровизации мониторинга и защиты растений. Цель работы - анализ рынка пестицидов, динамика применения по видам, влияние на окружающую среду.
Ключевые слова: пестицидная нагрузка, импортозамещение, «зеленые» технологии, рынок пестицидов, цифровизация в защите растений и экологии.
The article analyzes the market of pesticides, their impact on the environment, the dynamics of the main groups application. A strategy for reducing the pesticide load on agroecosystems is presented, including a description of the basic requirements for modern plant protection. Obtaining environmentally safe crop production is directly related to the modernization of approaches to integrated plant protection, with the introduction of the main trend of modernity - "green" technologies, conducting scientific research aimed at studying the mechanisms of non-standard action of drugs, as well as increasing the share of the biological component in plant protection and nutrition, digitalization of all activities of the crop industry. Herbicides (5565%) are of predominant importance in terms of annual use, reducing the ecotoxicological effect of which is possible through the use of environmentally friendly growth hormones of weeds, leading to their rapid growth, subsequent depletion and death. Annual losses of crop yield and quality of crop production from diseases amount to 15-50%, fungicides account for 20-25% of the total volume of pesticides. The breeding and use of resistant varieties and hybrids, the use of eco-fertilizers, biofertilizers, biostimulants that enhance the immune activity of plants, as well as the use of biofungicides will reduce the pathological effect of mycotoxins. The increased use of insecticides over the past 4 years by 200.8% indicates the need to search for alternative, environmentally low-risk methods of plant protection based on an integrated approach of all known and non-standard methods, as well as the digitalization sector of monitoring and plant protection. The purpose of the work is to analyze pesticide market, dynamics of type application, impact on the environment.
Key words: pesticide load, import substitution, "green" technologies, pesticides market, digitalization in plant protection and ecology.
Введение. Значимость применения химических средств защиты растений в агропроизводстве неоспорима. Ежегодные потери урожая сельскохозяйственных культур от вредных объектов составляют более 35%, в том числе от вредителей 13,8%, болезней - 11,6%, сорняков - 9,5% [1]. Отмечается резкое снижение качества полученной растениеводческой продукции. Только грамотный и экологически рациональный подход к защитным мероприятиям позволит сохранить урожай и повысить качество продукции. Важнейшей составляющей в защите растений является их экологическая безопасность [2, 3]. Но для рынка химических средств защиты растений характерен ряд проблем, связанный с отсутствием надлежащего контроля за ввозимыми в страну препаратами и действующими веществами, их высокая токсичность, опасность для окружающей среды и человека. При принятии решения к использованию некоторых препаратов в сельскохозяйственном производстве значение имеет расчет их опасности на основании математической модели, результаты которой не всегда совпадают с испытаниями, проведенными выборочно на предмет опасности пестицида для окружающей среды [4-6]. Имеют место факты осуществления реализации ХСЗР, по которым не выдавалось положительное заключение государственной экологической экспертизы. Это порядка 250 зарегистрированных в Минсельхозе России пестицидов и агрохимикатов [7]. В современном мире на первый план выступает еще одна проблема, появившаяся в результате серьёзных изменений, по меньшей мере, по двум направлениям: в эпидемиологической и социально-политической ситуации - импортозамещение пестицидов.
Цель работы - анализ рынка пестицидов, динамика применения по видам, влияние на окружающую среду.
Основная часть. В нашей стране отмечается ежегодное увеличение посевных площадей под сельскохозяйственными культурами (рис. 1).
80437
79888
2018
2019
2020
2021
2022
79948
Рисунок 1 - Посевные площади сельскохозяйственных культур (по данным Росстата)
На получение высоких и качественных урожаев растений прямое воздействие оказывает применение защитных мероприятий от комплекса вредных организмов. Если в 2018 году объем применяемых пестицидов составлял 65,06 тыс. тонн, то к 2020 году возрос до 188 тыс. тонн, 2021 году -210 тыс. тонн. Превалирующее значение по объемам применения ежегодно занимают гербициды (55-65%), на долю фунгицидов приходится 20-25%, инсектицидов - 8-12%, протравителей - около 10%, десикантов - 5-7%. По всем группам пестицидов видно увеличение объемов применения, если в 2018 году гербициды использовали в количестве 90,7 тонн, фунгициды - 25,9 тонн, инсектициды - 11,6 тонн, то в 2021 году объемы возросли до 120; 36,3; 23,3 тонн соответственно (рис. 2). Биологические средства защиты занимают незначительный процент (3-5%) от объема применяемых средств защиты [8, 9].
Рисунок 2 - Рынок пестицидов по основным группам назначения, тыс. тонн
(по данным Росстата)
Положительная динамика в импортозамещении пестицидов присутствует. Лидирующими российскими компаниями-производителями являются: ЗАО «Фирма «Август», АО «Щелково Агрохим», ООО «Алсико-Агропром», ООО «АгроЭксперт Груп», ООО «Агрорус», ЗАО «ФМРус», из транснациональных компании можно выделить: Syngenta, Bayer CropScience, Monsanto, DuPont, BASF Dow AgroSciences. Полный список российских производителей
■ гербициды "фунгициды "инсектициды
насчитывает около 200 компаний. Но следует отметить полную зависимость отечественного производителя от действующих веществ иностранного производства, поступающих в основном, из Китая.
Известно, что не существует безопасных для искусственных экосистем и живых компонентов этих экосистем химических средств защиты растений. Экологические проблемы применения пестицидов сопряжены с их токсичностью и проявляются в гибели полезных насекомых, опылителей, вредном воздействии на атмосферу, гидросферу, педосферу, полезные микроорганизмы, появлении отдаленных последствий воздействия, вспышечной форме резистентных организмов, передаче по цепям питания с увеличением концентрации токсиканта и т.д. [10, 11]. С учетом современного «зеленого» тренда в аграрном производстве, акцент делается в сторону использования малотоксичных препаратов и биопестицидов. Стратегия экологически безопасного производства сельскохозяйственной продукции должна базироваться на снижении пестицидной нагрузки на агроэкосистемы. Исторические факты показывают динамичные изменения в перераспределении используемых действующих веществ за минувшие десятилетия, с уклоном в сторону менее токсичных. Минимизировано применение хпорорганических препаратов, отличающихся высокой химической стойкостью в объектах окружающей среды, и, к различным воздействиям абиотической природы, некоторых фосфорорганических пестицидов, например на основе глифосата. Большинство европейских и азиатских стран (Австрия, Вьетам, Германия, Люксембург, Мексика, Франция) с 2021 года ввели запрет на использование пестицидов на основе глифосата, что связано с крайне отрицательными токсикологическими характеристиками, установленными опытным путем: эмбриотоксичность, канцерогенность, высокая кумулятивность в объектах окружающей среды и живых организмах, персистентность (период полураспада гербицида составляет более 100 дней); высокая опасность для полезных насекомых, снижение устойчивости растительного организма к неблагоприятным факторам окружающей среды, а также болезням растений [12].
Ключевые аспекты снижения пестицидной нагрузки на агроэкосистемы показаны на рисунке 3.
Современные требования к пестицидам
современный
подход к механизмам действия
Переход на биологическую СЗ и питания растений
•низкая токсичность для экосистем и живых компонентов этих экосистем
•низкая персистентность в объектах окружающей среды •отсутствие соматических и генетических эффектов в организме человека
•высокая биологическая, хозяйственная и экономическая эффективность
•биотрансформация - применение слаботоксичных препаратов (пропестицидов) с превращением их в организме насекомого в избирательное инсектицидное вещество
•применение малоопасных стерилянтов, синергистов, суперфидантов •применение гормонов роста сорных растений, приводящее к их быстрому росту и впоследствии истощению
•фитосанитарный мониторинг технологий дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ)
•расширение спектра новых биопрепаратов, регуляторов роста •естественное воспроизводство природных энтомофагов •выведение и использование устойчивых сортов и гибридов •применение эко-удобрений, биоудобрений
Рисунок 3 - Стратегия снижения пестицидной нагрузки на агроэкосистемы
Современные требования к пестицидам включают целый спектр характеристик, необходимых для минимизации воздействия на окружающую среду. Применяемые препараты должны иметь низкую токсичность для экосистем и живых компонентов этих экосистем; сохраняться непродолжительное время в объектах окружающей среды; не иметь прямых и косвенных отклонений в состоянии здоровья человека и его потомства; при этом быть высокоэффективными в биологическом, хозяйственном и экономическом аспектах.
Применяемые химические средства защиты растений должны отвечать современным требованиям мобильности, высокой результативности и экобезопасности. Применение пропестицидов (препаратов малотоксичных для экосистем), способных в организме насекомого в результате процесса биотрансформации, переходить в ядовитое вещество, вызывающее летальный исход является актуальным и перспективным. Незаслуженно забытые свойства препаратов-стерилянтов, синергистов, суперфидантов позволят снизить численность вредных объектов. Значительный урон урожайности сельскохозяйственных культур наносят сорные растения, численность которых можно снизить, применяя гормоны роста сорных растений, что влечет за собой ультробыстрое их развитие, и как следствие этого энергетическое и питательное истощение, а затем гибель, без образования семян.
Цифровизация направлений в защите растений, агроэкологии, агрономии позволяет снизить негативное воздействие экотокси кантов. Проведение фитосанитарного мониторинга посредством технологий дистанционного зондирования Земли решает ряд важных задач интегрированной защиты растений с созданием информационного продукта [13].
Несмотря на известные преимущества биопестицидов перед химическими, рынок биопрепаратов незначителен. Следует отметить некий подъем производства, начиная с 2017 года (рис. 4).
3,5 ■ 2017
5,6 2018
3,9 ■ 2019
5 Щ 2020
4,4 ■ 2021
Рисунок 4 - Мировой рынок биопестицидов, %
Важным и более масштабным звеном рынка биопрепаратов являются биофунгициды, на долю которых приходится более половины общего рынка. Второе место в этой цепочке принадлежит регуляторам роста, и менее 1% занимают биоинсектициды (рис. 5). В состав биоинсектицидов включают энтомопатогенные организмы: грибы Beaveria Bassiana (Зеленый барьер), Metarhizium anisopliae (Метаризин), аскомицет Lecanicillim lecanii (Биоверт), бактерию Bacillus thuringiensis (Лепидоцид Битоксибациллин, Биостоп), вирусы (ФермоВирин, Мадекс Твин, Хеликовекс); биофунгицидов - бактерии Bacillus subtilis (БисолбиСан, Алирин-В, Бактофит, Гамаир, Витаплан, Фитоспорин), Pseudomonas fluorescens (Ризоплан), Bacillus amyloliquefaciens, метаболиты Pseudomonas; гриб Trichoderma harzianum (Трихоцин, ТрихоПлант); Pseudomonas aureofaciens (псевдобактерин).
■ биофунгициды
■ регуляторы роста
■ биоинсектициды
■ прочие группы
Рисунок 5 - Сегментация рынка биопестицидов, %
Лидерами в производстве биопестицидов в Российской Федерации являются: научно-внедренческое предприятие БашИнком, группа компаний «Агробиотехнология», филиалы ФГБУ «Россельхозцентр», ООО ПО «Сиббиофарм», ООО «Биотехагро», ООО СХП «Нива», «Бионоватик» и другие. Наряду с существующими биопрепаратами в перспективе производство широкого спектра эффективных биологически активных веществ, способных при грамотном подходе защитить растения от комплекса вредных объектов.
Заключение. Научно-обоснованный подход к экологизации вопросов защиты растений, применение интегрированной защиты с замещением химических пестицидов на качественные биологически активные вещества, использование современных подходов к механизмам действия препаратов позволит снизить пестицидную нагрузку на искусственные экосистемы.
1. Отчет об исполнении публичной декларации приоритетных целей и задач Министерства сельского хозяйства Российской Федерации на 2020 год // URL: https://mcx.gov.ru/upload/iblock/c43/c43902eec5c0765ac65e239e5000a19d.pdf?ysclid=l3lj384igl.
2. Бушмакина Е.Ю., Малькова И.Л. Территориальный анализ пестицидной нагрузки в Удмуртии // Вестник Удмуртского университета. Серия «Биология. Науки о Земле». 2005. № 2. С. 43-49.
3. Белицкая М.Н., Грибуст И.Р. Экологические аспекты защиты сельскохозяйственных культур в агролесных ценозах нижнего Поволжья // Научно-агрономический журнал. 2019. № 2 (105). С. 40-44.
4. Самсонов Ю.Н., Макаров В.И. Санитарно-гигиенические риски от первичного и вторичного ветрового сноса пестицидных веществ при разных методах их применения // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2013. № 2. С. 53-59.
5. Эволюция химического метода защиты растений от вредных организмов в условиях влажных субтропиков России и Экобезопасность / H.H. Карпун, Е.А. Игнатова, Э.Б. Янушевская, H.H. Леонов // Сельскохозяйственная биология. 2014. № 3. С. 32-39.
6. Лысов А.К., Корнилов Т.С. Совершенствование технологий применения средств защиты растений методом опрыскивания // Вестник защиты растений. 2017. № 2 (92). С. 50-53.
7. Рынок химических средств защиты растений в России 2021 // URL:https://ag-pl.ru/wp-content/uploads/2021/09/rynok-hszr-v-rossii-2021.-pokazateli-i-prognozy.-versiya-dlya-sajta.pdf.
БИБЛИОГРАФИЯ
8. Комарова О.П., Козенко К.Ю., Земляницына С.В. Биологическая защита растений -оно из основных направлений снижения пестицидной нагрузки на агроценозы // МНИЖ. 2021. № 9-1 (111). С. 98-102.
9. Комарова О.П. Увеличение численности полезных насекомых в агроландшафтах как одно из направлений биологического метода // МНИЖ. 2021. № 10-1 (112). С. 43-47.
10. Тойгильдина И.А., Тойгильдин А.Л., Еремина С.А. Экотоксикологическая оценка применения пестицидов на территории Ульяновской области // Вестник Ульяновской ГСХА. 2014. № 2 (26). С. 38-45.
11. Порсев И.Н., Купцевич НА, Субботин И.А. Органоминеральное удобрение «Биостим» и его роль в повышении продуктивности льна-долгунца в Курганской области // Вестник Курганской ГСХА. 2015. № 1 (13). С. 35-39.
12. Сумароков A.M., Жуков А.В. Показатель восстановления биотического потенциала агроэкосистем при уменьшении пестицидных нагрузок // Ukrainian Journal of Ecology.
2013. № 3 (9). С. 23-31.
13. Разработка прецизионных технологий фитосанитарного мониторинга агроэкосистем на основе использования данных дистанционного гиперспектрального зондирования Земли / Р.Ю. Данилов [и др.] // Достижения науки и техники АПК. 2018. № 10. С. 82-86.
REFERENCES
1. Otchet ob ispolnenii publichnoy deklaratsii prioritetnykh tseley i zadach Ministerstva selskogo khozyaystva Rossiyskoy Federatsii na 2020 god // URL: https://mcx.gov.ru/upload/iblock/c43/c43902eec5c0765ac65e239e5000a19d.pdf?ysclid=l3lj384igl.
2. Bushmakina Ye.Yu., Malkova I.L. Territorialnyy analiz pestitsidnoy nagruzki v Udmurtii // Vestnik Udmurtskogo universiteta. Seriya «Biologiya. Nauki o Zemle». 2005. № 2. S. 43-49.
3. Belitskaya M.N., Gribust I.R. Ekologicheskie aspekty zashchity selskokhozyaystvennykh kultur v agrolesnykh tsenozakh nizhnego Povolzhya // Nauchno-agronomicheskiy zhurnal. 2019. № 2 (105). S. 40-44.
4. Samsonov Yu.N., Makarov V.I. Sanitarno-gigienicheskie riski ot pervichnogo i vtorichnogo vetrovogo snosa pestitsidnykh veshchestv pri raznykh metodakh ikh primeneniya // Interekspo Geo-Sibir. 2013. № 2. S. 53-59.
5. Evolyutsiya khimicheskogo metoda zashchity rasteniy ot vrednykh organizmov v usloviyakh vlazhnykh subtropikov Rossii i Ekobezopasnost / N.N. Karpun, E.A. Ignatova, E.B. Yanushevskaya, N.N. Leonov // Selskokhozyaystvennaya biologiya. 2014. № 3. S. 32-39.
6. Lysov A.K., Kornilov T.S. Sovershenstvovanie tekhnologiy primeneniya sredstv zashchity rasteniy metodom opryskivaniya // Vestnik zashchity rasteniy. 2017. № 2 (92). S. 50-53.
7. Rynok khimicheskikh sredstv zashchity rasteniy v Rossii 2021 // URLhttps://ag-pl.ru/wp-content/uploads/2021/09/rynok-hszr-v-rossii-2021.-pokazateli-i-prognozy.-versiya-dlya-sajta.pdf.
8. Komarova O.P., Kozenko K.Yu., Zemlyanitsyna S.V. Biologicheskaya zashchita rasteniy - ono iz osnovnykh napravleniy snizheniya pestitsidnoy nagruzki na agrotsenozy // MNIZh. 2021. № 9-1 (111). S. 98-102.
9. Komarova O.P. Uvelichenie chislennosti poleznykh nasekomykh v agrolandshaftakh kak odno iz napravleniy biologicheskogo metoda // MNIZh. 2021. № 10-1 (112). S. 43-47.
10. Toygildina I.A., Toygildin A.L., Yeremina S.A. Ekotoksikologicheskaya otsenka primeneniya pestitsidov na territorii Ulyanovskoy oblasti // Vestnik Ulyanovskoy GSKhA.
2014. № 2 (26). S. 38-45.
11. Porsev I.N., Kuptsevich N.A., Subbotin I.A. Organomineralnoe udobrenie «Biostim» i ego rol v povyshenii produktivnosti lna-dolguntsa v Kurganskoy oblasti // Vestnik Kurganskoy GSKhA. 2015. № 1 (13). S. 35-39.
12. Sumarokov A.M., Zhukov A.V. Pokazatel vosstanovleniya bioticheskogo potentsiala agroekosistem pri umenshenii pestitsidnykh nagruzok // Ukrainian Journal of Ecology. 2013. № 3 (9). S. 23-31.
13. Razrabotka pretsizionnykh tekhnologiy fitosanitarnogo monitoringa agroekosistem na osnove ispolzovaniya dannykh distantsionnogo giperspektralnogo zondirovaniya Zemli / R.Yu. Danilov [i dr.] // Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2018. № 10. S. 82-86.
