Введение к работе
Актуальность проблемы. Современное сельское хозяйство
не может продуктивно развиваться без эффективных мер по загайте
растений от вредителей, болезней и сорняков. За счет применения
пестицидов в мире обеспечивается около 20% общего прироста про
изводства растениеводческой продукции. Ежегодно гербициды и дру
гие пестициды позволяют получать нашей стране дополнительной
продукция на 7-8 млрд. рублей (при затратах около 1,2-1,3 млрд.
руб.). Стоимость пестицидов, используемых сельским хозяйством
развитых стран, в середине 70-х гг. составляла 40-60% стоимости
минеральных удобрений и имеет тенденцию к дальнейшему увеличе
нию, В 1880. г. в СССР пестицидами обработано около 140 млн. га
посевов и насаждений, в том числе гербицидами - 65-68 млн. га
/Никонов, 1981; Чураев, 1881/. Решением июльского U978 г.) Пле
нума ЦК КПСС и 'Основными направлениями экономического и со
циального развития народного хозяйства СССР на 1981-1985 годы
и на период до 1990 года* намечено значительное увеличение объ
ема, расширение и улучшение ассортимента производимых пести
цидов,
' В настоящее время пестициды почти повсеместно превратились в постоянно действующий антропогенный экологический фактор. Кроме вредных организмов пестишшы практически всегда действуют и на биоту, не являющуюся объектом их применения, мигрируют в экосистемах и между ними, кумулируются в звеньях трофической цепи, могут накапливаться в процуктах урожая. По этой причине возникает необходимость в оценке их сопутствующего действия и последействия. При создании новых пестицидов, кроме системы скрининга и мероприятий по повышению их эффективности, должны быть предусмотрены экотоксккопогкческая* оценка этих, препара— . тов и методы контроля за содержанием их остатков в объектах внешней среды.
До недавнего времени работа по контролю за проведением мероприятий, направленных на предупреждение и ликвидацию эагряэнё-
имени К."А. ТиичНяаева
ЦНБ нменн НИ. Желеэнова
Фонд научный литературы
1 № д-ЩйЦд.
*Экотоксикология — научная дисциплина. | изучающая поведение
ксенобиотичесхих и природных ітоксичєскіі^>ДОя№5Х^; экосисте
мах и ландшафтах. *' -*"*'*
ния объектов внешней среды остатками пестицидов, возлагалась на органы и учреждения санитарно-эпидемиологической службы Министерства здравоохранения СССР к министерств здравоохранения союзных республик. В последние годы возникла потребность в мониторинге пестицидов, в прогнозах возможных отрицательных последствий их применения, в мероприятиях по предотвращению и ликвидации нежелательного последействия пестицидов. В определенной степени эти меры предусматриваются Постановлением UK КПСС и СМ СССР (от 9 августа 1979 г., №765), в свете которого на органы Государственной агрохимической службы и ВПНО 'Союзсель— хоэхимкя* возложено обеспечение "... контроля за строжайшим соблюдением колхозами, совхозами и другими сельскохозяйственными предприятиями установленных регламентов по применению пестицидов, обеспечивающих недопущение накопления ядохимикатов в сельскохозяйственной продукции, в почве, в водных источниках и других объектах внешней среды выше установленных безопасных норм"
' "ТГель1 if -^а-н-а-іш—"Седел гця~аяиА.^Тенерализованная и~ ло^3— кальная оиенка~кового~экологического фактора, каким явля:отся пестициды, и дальнейшее совершенствование способов их применения определили основную цель наших исследований. Она заключалась в том, чтобы разработать научные принципы и методологию экоток-сикологии пестишщов, в частности ее эколого-агрохимический аспект, а также предложить и теоретически обосновать некоторые более рациональные и эффективные приемы применения гербицидов (производных феноксиуксусной кислоты и фекиламидных соединений), используемых в орошаемых и богарных условиях.
Основные задачи исследований, способствующие достижению поставленной цели, предусматривали: „gsm&it.*.* «'«'ff^/iC.?:^
изучение поведения гербицидов в opotoAe/том" ландшафт^;
эхотоксикологическую оценку последствий применения пестицидов ' для роагщчиы* рее но» он -/TCCFJ
обоснование экопого-агрохимического моделироаа*ния и разработку отдельных элементов экспериментальной зкотокси к алогической модели;
оценку факторов избирательности и фитотоксичности рабочих растворов послевсходовых гербицидов при управлении параметрами опрыскивания;
совершенствование методов индикации и анализа михроколи-честв остатков гербицидов в почве и других объектах.
""- Организация исследований. В соответствии с междисциплинарным и многоплановым характером исследований и их комплексными задачами к работе были привлечены специалисты разного профиля. На отдельных этапах исследований в их реализации совместно с коллективом лаборатории миграции и метаболизма герби-цидоз ИАП АН СССР участвовали сотрудники других подразделений ИАП, а также коллективы или отдельные исполнители ряда академических, отраслевых и учебных институтов. Сотрудники этих учреждение (соисполнители работ) я&ляются соавторами ряда наших 2
публикаций. Автор очень признателен им всем за участие в работе, е обсуждении программы и результатов исследований.
В основу диссертации положены результаты той части упомяну-тьех комплексных исследований, которая выполнялась во время работы автора в ИАП и ВНИИФ в период с 1965 г. по 1981 г. В выполнении отдельных разделов исследований участвовали аспиранты, работавшие под руководством диссертанта: В.В.Изубенко, В.С.Род— кик, Р.В.Галиулин, Л.Б.Шостак, Г.К.Васильева, В. П. Сух шарова, а также научные сотрудники Л.Л.Кныр, В.П.Стрекоэов, Г.К.Тгоркжа-нова, А.П.Чубенко, Н.Д.Ананьева, Е.Б.Соколова; им всем автор выражает глубокую признательность.
Большинство лабораторных экспериментов с гербицидами и про
дуктами их трансформации выполнено в ИАП и ВНИИФ, полевые
эксперименты проводились на экспериментальных базах БелНИИЗ
(пос. Устье Витебской обл.), ВНИИР Іпос. Рисоопытный Красно
дарского края), ВНИИФ (Горки Раменские Московской обл.) и
Приморского филиала ВНИИФ (г. Камень-Рыболов Приморского
края), на экспериментальной станции ИАП (г. Пушино Московской
обл.), в рисосовхоэе Красноармейский Краснодарского края, а так
же на стационарных пунктах европейской токсикологической экспе
диции ИАП (Карельская АССР, Воронежская обл., города Kifr-
ровск и Батуми).
Научная новизна. В связи с проблемой эффективного и безопасного использования пестицидов в работе обосновываются принципы экотоксикалогической оценки поведения этих соединений в почвах и ландшафтах. На примере производных феяоксиуксусной кислоты и фениламидных гербицидов, а также продуктов их трансформации детально изучено поведение этих соединений в богарных и орошаемых условиях.
В работе впервые:
теоретически обоснованы мероприятия по уменьшению нежелательного сопутствующего действия гербицидов, используемых в рисоводстве;
разработана экспериментальная эк токсикологическая модель (ЭЭМ), позволяющая в унифицированных условиях получать эколо-го-агрохимические характеристики органических ксенобиотиков;
теоретически обоснованы оптимальные параметры высокопроизводительного управляемого способа внесения гербицидов - моко-дисперсного малообъемного опрыскивания;
составлена экотоконкологическая характеристика 72 пестицидов, рекомендованных для применения в СССР в IX пятилетке;
обосновал картографический метоп оценки и на его основе дан прогноз возможного отрицательного последействия пестицидов в делом для СССР и отдельных регионов страны.
Результаты выполненных региональных, полевых, лабораторных и концептуально-аналитических исследований сводятся к следующим основным положениям, которые выносятся на зашиту:
1. Гербициды и другие пестициды второй генерация, испольэуе-
мые в сел^^-ком хозяйстве, являются в настоящее время постоянным экологическим фактором. Б го действие необходимо оценивать не только с традиционных позиций гигиены к токсикологии, но и с учетом экологического эффекта пестицидов, а также агрохимических и почвенных процессов, на которые зти соединения могут оказывать влияние. В связи с этим/ все применяемые пестициды предлагается снабжать специальной экотоконк алогической (эколого-аг-рохимической) характеристикой, для получения которой рекомендуется использовать элементы ЭЭМ. Последняя предусматривает унификацию и стандартизацию методов испытаний. Под первоочередным контролем должна находиться группа особо опасных для биосферы веществ; лимитирующие показатели и нормативы следует вырабатывать в первую очередь для соединений этой группы,
-
Среднегодовая нагрузка пестицидов (в расчете на пашню и на всю земельную территорию региона) должна согласовываться с интенсивностью самоочищения ландшафта от органических ксенобиотиков. В качестве интегрального показателя самоочищения почв использована величина подстилочно-спадочного коэффициента*. С учетом этих данных, величины модуля водного стока и с применением картографических методов прогнозируется потенциальное загрязнение вод отдельных рек и водоприемников остатками пестицидов.
-
Наибольшая эффективность гербицидов при послевсходовом применении достигается при использовании монодисперсного мале— объемного опрыскивания с учетом степени покрытия**. В этом случае существенно повышается производительность труда, исключается снос мелких капель за пределы обрабатываемое участка
и обеспечивается наибольшая избирательность действия гербицида.
4. Объектами экотоконкологических исследований и экологиче
ского мониторинга должны быть не только стойкие пестициды м
перси стентиые продукты их трансформации, но и среднестойкие со
единения, в первую очередь те, которые используются в орошаемом
земледелии. При этом особенно тшательно оцениваются масштабы
их поверхностного и внутрипочвеиного переноса. Наиболее важным
является исследование судьбы соединений в почве и воде, в систе
мах почва-вода и почва-растение. В итоге таких исследований вы
рабатываются мероприятия, направленные на уменьшение нежела
тельного сопутствующего действия пестицидов.
Практическая ценность и реализация результатов исследований.
- Составлены тематігческпе карты использования пестицидов и условий их, детоксикацин для СССР (М 1:5, 1:4 млн.), Не«ерноэем-
* Под етил очно-олад очный коэффициент {безразмерная величина) — отношение запасов органического вещества в подстилке к запасам растительного вешества в годичном спаде.
**Степень покрытия — это отношение (в %) суммарной площади, занятой следами капель, к единице площади обрабатываемой горизонтальной поверхности.
ной зоны РСФСР 1М Ы,5 млн.), УССР и МССР (М 1:1 млн.). Карты использую. -я пла:іируюшими и научными учреждениями для обоснования ассортимента пестицидов и оценки их последействия.
Осуществлена экотоксихологическая классификация пестицидов, на основании которой предложена очередность их экологс—агрохи-мическог-о изучения и экспериментального нормирования для почвы. Составлен и обоснован прогноз масштабов применения гербицидов и других пестицидов в растениеводстве СССР до 2000 г.
Разработаны и усовершенствованы методики анализа микроко-ліічеств 12 гербицидов и продуктов их трансформации. Методы анализа Э соединений рекомендованы в качестве официальных и используются учреждениями МЗ СССР, союзных республик и других ведомств для контроля качества продуктов урожая и природных сред.
Разработаны регламенты монодисперсного малообъемного опрыскивания яровых ячменя и пшеницы аминяой солью 2,4-Д, льна-лолгунца - натриевой солью 2М—4Х н риса — проланидом.
По итогам многолетних исследований в условиях рисовых оросительных систем дельты реки Кубани предложена система мероприятий, позволяющая резко уменьшить нежелательное сопутствующее действие фениламидных гербицидов; отдельные рекомендации разработаны на уровне изобретения и реализованы в рисосеющих хозяйствах Краснодарского края.
Результаты законченных исследований в установленном порядке передавались во ВНТИНентр ГКНТ, в Совет по производительным силам при Госплане СССР (г, Москва), в Институт экспериментальной метеорологии Госкомгвдромета 1г, Обнинск), в Специально конструкторско-технопогнческое бюро * Союзволэлектропика* НПО * Союзеедпроект* ММиВХ СССР и в Госкомитет АзССР по охране природы. В цепом все разделы диссертации являются завершенными этапами исследований и в той или иной мере реализуются ка практике.
Апробация и публикация результатов исследований. Результаты работы по теме диссертации докладывались автором на 40 симпозиумах, съездах, конференциях и совещаниях - международных, всесоюзных, региональных 1см. список в конце автореферата) .
Результаты работы по теме диссертации представлены в 5 монографиях, 8 брошюрах, 5 авторских свидетельствах, 16 аналитических обзорах литературы и 102 статьях, а также более чем в 50 опубликованных докладах и тезисах докладов. Трижды (в 1975. 1975, 1930 гг.) результаты исследований экспонировались на ВДНХ СССР, а в 1974 г, - на международной выставке 'ЭКСПО-74* (США, г. Спокан).
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, обших выводов и предложений, списка цитируемой литературы-и приложений. Основной материал изложен на 291 С-*Р-машинопиского текста и иллюстрирован 1 таблицами и 125" рисунками; список литературы (712 наименований, в т.ч. 250 работ на иностранных языках) занимает 74 стр.
