Хімічний захист рослин використовується людством вже з 2000 р. до н.е. Першим відомим пестицидом був елементарний сірчаний пил, що використовувався в стародавньому Шумері приблизно 4500 років тому. В Ріґведі (тобто близько 4000 років тому), згадується використання отруйних рослин для боротьби із шкідниками.  До 15-го століття токсичні хімікати, такі як миш’якртуть і свинець, застосовувалися для знищення шкідників. У 17 столітті нікотин сульфат був витягнутий з листя тютюну для використання в якості інсектициду. Багато речовин, які раніше вважались ефективними, пройшли великий шлях до моменту виявлення їх токсичності. Наприклад, в Індії садівники вважали хорошим інсектицидом коріння деррісу та лонхокарпусу, які містять таку токсичну речовину як ротентон. На початок 20 ст. їх використання поширилось і в Європі, однак пізніше було вияснено, що ротентон вбиває не тільки шкідливу, а й корисну фауну. Втім, в США ротентон продається і на сьогоднішній день.

Низка речовин, які в сучасній аграрній галузі вносяться фермерами в якості мікроелементів, раніше використовували як засоби захисту рослин, просто в більшій нормі внесення. Наприклад, французький натураліст Ісаак Бенедікт Прево у 1807 році сприяв розповсюдженню використання сульфату міді у лікуванні головешки – у Франції, Швейцарії, Великобританії та Нідерландах. Неорганічна хімія 19 ст. розробила фунгіциди на основі сульфату міді (наприклад, в суміші з вапном) – проти грибкових захворювань винограду та картоплі, які негативно впливали на ґрунти через велику кількість міді.

У 1880-х роках вперше в якості пестициду в Каліфорнії почали використовувати синильну кислоту – для фумігації цитрусових дерев, силосу, млинів. Пізніше вона використовувалась в якості хімічної зброї під час Першої Світової Війни, а під час Другої Світової Війни стала складовою частиною препарату «Циклон Б», який використовувався як сильний інсектицид та став головним знаряддям вбивства людей нацистами в концтаборах.

На початку 20 ст. почали використовувати солі ртуті для протруювання насіння. У 1982 році через токсичність вони були заборонені в деяких країнах Європи, у 1991 році їх заборонили у країнах Організації економічного співробітництва та розвитку. В Україні дозвіл на використання сполук ртуті у сільському господарстві досі не відміняли.

Епоха синтетичних пестицидів починається у 1930 році, виходячи з розвитку хімічної галузі під час Першої Світової Війни.

Зокрема, в гру в якості інсектициду вступає ДДТ, який було синтезовано у 1874 році австрійським хіміком Отмаром Цайтлером (тоді він не знайшов сфери його використання), а 1939 року швейцарський хімік Пауль Мюллер відкрив інсектицидні властивості цієї сполуки. У 1970 цей пестицид був заборонений в ЄС. Залишки ДДТ (він володіє високою стійкістю до розкладання) ще досі знаходиться на ділянках масового використання та негативно впливають на флору та фауну. Особливо негативним фактором є те, що він здатен накопичуватись в живих організмах.

Під час Другої Світової Війни проводиться багато досліджень, які стають поштовхом для розвитку та відкриттів в області сімейства органофосфатів, які спочатку розроблялись як бойові отрутні речовини, а згодом почали використовуватись в якості інсектицидів. Найпопулярніший з цієї групи інсектицид та акарицид – малатіон. Цей препарат використовується і на сьогоднішній день, але здебільшого його витіснили більш ефективні та менш токсичні речовини.

У 1950-1955 роках на ринок вийшли такі гербіциди з лінурон та діурон – останній був розроблений компанією Bаyer. Діурон став дуже популярним, оскільки ефективно показував себе у боротьбі з бур’янами. Згодом було досліджено, що він має серйозну токсичність для екосистеми, в Європі його заборонили, і на сьогодні, приміром, в США його використовують тільки для знищення трави біля залізних доріг, на території промислових підприємств, для видалення водоростей з човнів тощо.

У 1958 році компанією Geigy (сьогодні – корпорація Novartis) був винайдений гербіцид атразін з групи триазинів. На сьогоднішній день в ЄС він заборонений, в США ведуться дискусії на рахунок його використання. Небезпечність цього пестициду криється в його легкому проникненню в ґрунтові води та їх отруєнню. 31 жовтня 1986 року біля 400 літрів атразину потрапили зі стічних вод компанії Ciba-Geigy в Рейн, що в поєднанні з іншим інцидентом по витоку хімікатів в результаті ДТП (Sandoz Group в Базелі) на день пізніше викликало масову загибель риби в Рейні. Атразин ще досі широко розповсюджений в навколишньому середовищі (приміром, його знаходять в печінці річних риб). До нього подібний симазин, розроблений в ті ж роки.

У 1960-х роках почали розповсюджуватись речовини з групи триазолів, які і на сьогодні складають найбільший ринок фунгіцидів, ефективних проти іржі, плямистостей, борошнистої роси.

На початку 1960-х років декілька компаній, зокрема Monsanto та Dow Chemical, на замовлення уряду США розробили суміш синтетично синтезованих дефоліантів та гербіцидів під назвою Agent Orange – для використання в якості хімічної зброї під час війни у В’єтнамі. Ця суміш використовувалася американськими військовими задля спричинення ефекту випадання листя у непролазних джунглях цієї країни. Як виявилось пізніше, речовини, що входили до складу цієї суміші, викликають мутації та незворотні зміни в організмі людей, які контактували з хімікатами, в тому числі – працівники заводів-виробників.

У 1970-х роках з’явився новий клас інсектицидів – піретроїди, які вважаються менш токсичними, ніж інсектициди інших груп, але їх токсичність ще до кінця не вивчена. Їх суттєвим недоліком є те, що вони знищують як шкідливих, так і корисних комах, що чинить серйозну втрату екосистемі.

У 1970 році, завдяки своїм знанням в області синтезу нових речовин, Джон Франц, працівник компанії «Монсанто», пробує створити споріднені речовини, але з більш сильними гербіцидними властивостями. Вже третє синтезоване їм з’єднання виявилось дуже сильним системним гербіцидом, це був гліфосат. Він і досі широко використовується у боротьбі з бур’янами, хоча дискусії з приводу його шкоди для здоров’я людини наразі активно ведуться у світі.

Кількість пестицидів, що використовуються, постійно зростає протягом останніх шістдесяти років. Вони ніби зменшуються в деяких європейських країнах, але в дозі або навіть у вазі активні інгредієнти сьогодні набагато ефективніші ніж в попередніх десятиліттях. В той самий час зростає стійкість рослин і комах до пестицидів.

Сучасні розробки пестицидів

Розвиток фундаментальних досліджень в області біології, хімії, а також нові інструменти в області математики та інформатики, які дозволяють моделювати майбутні молекули, дають можливість заздалегідь отримати інформацію щодо отримання активних діючих речовин.

Вивчаються нові фізіологічні особливості тварин чи рослин з метою розробки продуктів з новими способами дії, продуктами, отриманими з біотехнології або хімічних посередників.

Замислюються на рахунок того, щоб комбінувати традиційну систему захисту з біологічним захистом. Але поки що невідомо, чи зможуть біологічні методи повноцінно замінити хімічний захист, тому наразі роблять більшу ставку на нанотехнології, які дозволять значно зменшити дозу хімічних речовин.

Альтернатива

 Деякі дослідження показують, що альтернативи пестицидам можуть бути настільки ж ефективними, як використання хімікатів.  Дослідження полів кукурудзи на північній Флориді виявило, що застосування відходів компостного двору з високим вмістом вуглецю до азоту в сільськогосподарських полях було дуже ефективним для скорочення кількості нематоди та для збільшення врожайності.

Альтернативи пестицидам включають в себе методи культивування, використання біологічних шкідників, генну інженерію та різні способи втручання в розведення комах. Застосування компостних сміттєвих відходів також було використано як спосіб боротьби з шкідниками. Ці методи стають все більш популярними і часто безпечніші, ніж традиційні хімічні пестициди.

Якщо говорити про ентомофагів, то в Україні зменшувати чисельність шкідників вдається такими: степовий красотіл, рогас, банхус серпоподібний, трихограма бура тощо.

При альтернативних методах важливим є дотримання правильної практики вирощування, а саме полікультури (вирощування декількох видів рослин), сівозміни,  використання пасовищних культур, які привертають шкідників. Розведення природних хижаків або паразитів шкідників є ще одним прикладом альтернативи використання пестицидів.

Втручання у відтворення комах може бути досягнуте шляхом стерилізації самців цільового виду та їх вивільнення, так що вони з’єднуються з самками, але не виробляють потомство. Однак це дорогий, трудомісткий підхід, який працює тільки для деяких типів комах.

Цікавою та інноваційною технологією управління шкідниками є Pushpull. Вона полягає у висаджуванні навколо основного врожаю рослин, які будуть приваблювати та переманювати шкідників. Ця технологія досить поширена в США при вирощуванні кукурудзи та сорго. Трав’яні рослини висаджуються на кордоні навколо кукурудзи та полів сорго, і дорослих метеликів приваблюють хімічні речовини, що виділяються самими травами. Замість посадки на рослини кукурудзи або сорго, комахи рухаються до того, що, як виходить, є смачнішою їжею. Хорошим прикладом ловчої культури, яка може рости і в Україні, є суданська трава з родини соргових – на сьогодні вона відома здебільшого як поживна кормова культура. З тих трав, що не розповсюджені в нашій зоні, це рослини роду Desmodium, Melinis minutiflora, суданська трава тощо. Недоліком технології Push-pull деякі агрономи називають розведення великої кількості шкідників на ловчій культурі, що, як наслідок, може сприяти їх переміщенню на основну культуру згодом.

Підготувала Тетяна Бєлінська

Використані джерела: стаття «Пестициди» в en.wikipedia.org та fr.wikipedia.org

Стаття «Push-pull» в en.wikipedia.org

Статті «Гліфосат», «Агент Оранж», «Діурон», «ДДТ» в ru.wikipedia.org

 

Comments are closed.