Пестициды: общие свойства и применение

Введение

Все современные сельскохозяйственные предприятия не могут рассчитывать на стабильную прибыльную работу, если не обеспечит надежную и эффективную защиту возделываемых культур. Известно, что без проведения надлежащих специальных мероприятий потери урожая от комплекса вредителей, болезней и сорняков очень значительные и на различных культурах составляют от четверти до половины и более урожая. И совершенно очевидно, что по мере дальнейшей интенсификации сельскохозяйственного производства роль защиты растений будет возрастать, так как одновременно с созданием более благоприятных условий для роста растений создаются и лучшие условия для развития и размножения вредных организмов. Между тем, многие сельскохозяйственные производители сегодня не располагают всем необходимым для ликвидации угрозы серьезных недоборов урожаев. Снизилась культура земледелия, появилось много брошенных земель, уменьшились объемы применения химических и биологических средств. А причиной всему этому, прежде всего, является нехватка средств. Защитные мероприятия очень дороги. Еще дороже современные машины для применения пестицидов. Но есть путь, который позволяет достигать нужных целей, не прибегая к наращиванию затрат. Его реальность давно доказана учеными, подтверждена опытом. Это интегрированные системы защиты растений. Они предусматривают отказ от тотального истребления вредных организмов и поэтапный переход к созданию стабильных фитосанитарных отношений агроэкосистем, в которых ведет действовать механизм саморегуляции и управления численностью вредных организмов. Вместо массовых химических обработок – выборочные, на основе предварительных обследований и установления явной необходимости применения спецсредств. Рациональное использование химических, биологических и других методов защиты растений при этом позволят не только отвести прямую угрозу, но и создать условия для деятельности полезных природных организмов [1].

Создание методов и средств, предотвращающих или снижающих нежелательные действия пестицидов на культурные растения, осуществляется благодаря совершенствованию технологий применения пестицидов, улучшению их препаративных форм, целенаправленному синтезу новых селективных препаратов, использованию специальных химических соединений, обладающих защитными свойствами в отношении культурных растений, а также возделыванию устойчивых к тем или иным гербицидам сортов.

Использование гербицидов и пестицидов эффективно лишь в то время, когда вредные организмы по численности и развитию превышают экономический порог вредоносности. Комплекс средств химизации в оптимальных дозах не влияет негативно на химический состав зерна, не вызывает накопления нитратов, нитритов, нитрозааминов , тяжелых металлов и др. Решающее значение для безопасности использования имеет совершенствование препаративных форм пестицидов. До недавнего времени пестициды выпускались в основном в виде смачивающихся порошков, концентратов, эмульсий и гранул. В последнее время разработаны новые препаративные формы: текучая суспензия, сухая текучая суспензия или вододиспергируемые гранулы, микрокапсулы, микрогранулы и многие другие, более безопасные для окружающей среды и обслуживающего персонала, обладающие более улучшенными физико-химическими и товарными качествами [2].

1. Пестициды. Общие сведения

Пестициды – это в основном органические соединения с малым молекулярным весом и различной растворимостью в воде. Химический состав, их кислотность или щелочность, растворимость в воде, строение, полярность, величина и поляризация молекул – все эти особенности вместе или каждая в отдельности оказывает влияние на процессы адсорбции-десорбции почвенными коллоидами. Принимая во внимание названные особенности пестицидов и сложный характер связей в процессе адсорбции-десорбции коллоидами они могут быть разделены на два больших класса: полярные и неполярные, а не вошедшие в эту классификацию, например, хлорорганические инсектициды – на ионные и неионные. Пестициды, которые содержат кислотные или основные группы, либо ведут себя при диссоциации как катионы, составляют группу ионных соединений. Пестициды, не обладающие ни кислой, ни щелочной реакцией составляют группу неионных соединений.

На характер химических соединений и способность почвенных коллоидов к адсорбции и десорбции оказывает влияние: природа функциональных групп и групп замещения по отношению к функциональным группам и степень насыщенности молекулы. На адсорбцию молекул пестицидов почвенными коллоидами значительное влияние оказывает характер молекулярных зарядов, причем определенную роль играет полярность молекул. Неравномерное распределение зарядов увеличивает диссиметрию молекулы и ее реактивность. Почва в основном выступает в качестве преемника пестицидов, где они разлагаются и откуда постоянно перемещаются в растения или окружающую среду, либо в качестве хранилища, где некоторые из них могут существовать много лет спустя после внесения.

1.1 Классификация пестицидов

К пестицидам (от лат. реstis — зараза, caedo — убиваю) относится комплекс химических препаратов, предназначенных для борьбы с животными и растениями — это различные инсектициды, гербициды, фунгициды и т.п. Подобные вещества в больших количествах поступают почти во все экосистемы. В зависимости от характера использования пестициды разделяются на следующие группы:

Гербициды - для борьбы с сорными растениями;

Альгициды - для уничтожения водорослей и другой водной растительности;

Арборициды - для уничтожения нежелательной древесной и кустарниковой растительности;

Фунгициды - для борьбы с грибными болезнями растений;

Бактерициды — для борьбы с бактериями и бактериальными болезнями;

Инсектициды - для борьбы с вредными насекомыми;

Акарициды - для борьбы с клещами;

Зооциды - для борьбы с грызунами;

Лимациды - для борьбы с моллюсками;

Нематоциды - для борьбы с круглыми червями

Афициды - для борьбы с тлями.

К пестицидам относятся также химические средства торможения роста растений, препараты для удаления листьев (дефолианты) и подсушивания растений (десиканты).

1.2 Гербициды

Наиболее обширную группу веществ среди пестицидов как по масштабам практического применения (40-50%, так и по ассортименту выпускаемых препаратов (около 40%) составляют гербициды, (от лат. herbum- трава, caedo — убиваю).)

По характеру действия на растения гербициды делятся на две подгруппы:

1. Сплошные: действующие на все виды растений; такие гербициды применяются для уничтожения нежелательной растительности вокруг промышленных объектов, на лесных, вырубках, в питомниках, каналах, водоемах, обочинах шоссейных дорог и т.д.

2. Избирательные (селективные): опасные для одних видов растений и безопасные для других; используются для уничтожения сорняков в агроценозах.

Деление условно, так как одни и те же вещества в зависимости от применяемых концентраций и норм расхода на единицу обрабатываемой площади могут проявлять себя и как сплошные, и как избирательные гербициды[3].

Производство гербицидов

За период с 2008 года по 2010 отечественным производителям гербицидов не удалось увеличить объемы производства. С 2008 года, по мере наступления кризиса, производственные мощности стали убывать. 10 494 тонн было произведено в 2008 году, 7 176 тонн - в 2009 и 5 782 тонн – в 2010 году.

По статистическим данным 2008 -2010 года на такой спад повлияли компании Волгоградской, Московской, Кировской областей и Чувашской республики.

Компания Центрального федерального округа (ЗАО «Щелково агрохим») снизила объемы производства с 3 326 тонн в 2008 году до 1 201 тонн в 2010. Приволжский Федеральный Округ снизил производство с 4 913 тонн в 2008 году до 3 043 тонн в 2010. В Кировской области (ООО «Кирово-Чепецкая химическая компания») объемы производства гербицидов упали с 604 тонн в 2008 году до 490 тонн в 2010. Государственное унитарное предприятие «Опытный завод академии наук Республики Башкортостан» в 2008 году выпускали 4 309 тонн продукции, а в 2010 году уменьшили производство до 2 553 тонн. Производители Чувашской республики (ЗАЛ «ДюПонт Химпром» и филиал ЗАО ФИРМА «Август») снизили объемы до 2 529 тонн в 2010 году, тогда, как в 2008 они составляли 3 965 тонн. Производители Южного округа в 2008 году выпускали 1 975 тонн гербицидов, в 2010 объемы опустились до 817 тонн.

И лишь производителям Сибирского федерального округа удалось увеличить тоннаж выпускаемых гербицидов. Так в 2008 году он был равен 280 тонн, в 2010 году – 721 тонн.[4]

3. Применение пестицидов

Применение пестицидов резко снижает потери урожаев сельскохозяйственных культур, сокращает затраты в сельском хозяйстве в 2-3 раза, позволяет ежегодно экономить сельскохозяйственную продукцию на 10-12 млрд.р. Высокая экономическая эффективность пестицидов обусловливает неуклонный рост масштабов их применения. Годовое производство пестицидов в мире к настоящему времени превысило 2 млн.т; мировой ассортимент пестицидных препаратов насчитывает более 100 тыс. наименований на основе более чем 700 химических веществ, принадлежащих к самым различным классам органических и неорганических соединений. Признавая несомненный положительный эффект химического способа борьбы с сорной растительностью, следует учитывать возможное побочное действие гербицидов на другие компоненты природных экосистем: животный мир, культурные и полезные дикорастущие растения, атмосферу, почвы, водоемы. Нежелательные последствия возникают чаще всего при систематической обработке больших площадей и связаны с появлением как токсикологических, так и экологических проблем. Наибольшую опасность представляют стойкие пестициды и их метаболиты, способные накапливаться и сохраняться в природной среде до нескольких десятков лет. При определенных условиях метаболиты пестицидов могут образовывать метаболиты второго порядка, роль, значение и влияние которых на окружающую среду во многих случаях остаются неизвестными.[3]

2. Биотехнологические средства защиты растений в России

Российский рынок средств защиты растений имеет две составляющих, равноценных по направленности действия препаратов – биотехнологических и химических. До последнего времени рынок биопрепаратов находился в тени рынка химических средств защиты растений. Однако новейшие тенденции в российской биотехнологической отрасли стимулируют рост интереса к рынку биопрепаратов для защиты растений.

По результатам исследования аналитической группы компании Abercade Consulting, на данный момент на российском рынке присутствует около 28 наименований биотехнологических средств защиты растений: 11 фунгицидов и 17 инсектицидов. Производством данных препаратов занимаются 21 частное предприятие и 58 Станций защиты растений (СТАЗР).

Территориально в распределении частных производителей преобладает Московский регион (Москва и Московская область) – 7 из 21 производителей расположены именно здесь. Другие регионы имеют единичные представительства: Екатеринбург, Республика Башкортостан, Волгоград, Краснодар, Анапа, Нижний Новгород, Белгород и Томск.

Таким образом, существует две крупные группы производителей биотехнологических препаратов защиты растений: частные компании и СТАЗРы, имеющие единую структуру в рамках Министерства сельского хозяйства РФ. На СТАЗРах производится 16 из 28 отечественных биотехнологических средств защиты растений, а частные организации производят 23 наименования биотехнологических средств защиты растений в РФ из 28 присутствующих на рынке [5].

2.1 Российский рынок средств  защиты растений, его проблемы  и перспективы до 2015года

Россия является сегодня самым крупным в мире по площади земельного фонда (1709,8 млн. га) государством. Сельскохозяйственные угодья занимают 194,4 млн. га, пашня – 121,8 млн. га, посевные площади – 77,2 млн. га. Природный потенциал и трудовые ресурсы позволяют обеспечивать продовольственную безопасность страны и благоприятные условия для устойчивого развития ее экономики. За годы, прошедшие после распада СССР, значительно изменилась система ведения сельского хозяйства. Крупных предприятий со средней площадью сельскохозяйственных угодий 3 тыс. га сегодня осталось 21,3 тыс., зато возросло количество крестьянских фермерских хозяйств со средней площадью 40 га (264 тыс.). Продукцию производят также 16 млн. личных подсобных хозяйств.  Но на 70 % засеваемой пашни культура земледелия низкая, с минимальным использованием минеральных удобрений и пестицидов. Такая ситуация стала благоприятной для формирования на сельскохозяйственных землях устойчивых комплексов вредных организмов.

При открытости рынка Россия имеет возможности использовать весь мировой ассортимент пестицидов, позволяющий эффективно подавлять большую часть вредителей, болезней растений и сорняков.

Структура импорта средств защиты растений (данные ФТС – Федеральной таможенной службы)

В стране зарегистрировано сейчас примерно 690 препаратов, 207 действующих веществ. Из этого количества в группу инсектицидов входят 50 действующих веществ или их смесей и 177 препаратов, фунгицидов соответственно – 72 и 213, гербицидов – 60 и 182, десикантов – 3 и 21, регуляторов роста – 18 и 73. Они поставляются в виде 37 препаративных форм, среди которых преобладают концентраты эмульсий и смачивающиеся порошки.

Наиболее распространенные препаративные формы пестицидов, зарегистрированные в России.

Наиболее широко в сельском хозяйстве России используются гербициды. Объясняется это тем, что сорняки среди вредных объектов вызывают наиболее существенные потери урожая. Кроме того, применение гербицидов освобождает хозяйство от малопроизводительного, изнурительного и неэстетичного труда на ручных прополках, позволяет осваивать прогрессивные энергоресурсосберегающие системы минимальной и нулевой обработок почвы. В меньших количествах используются фунгициды и инсектициды.

Недостаточный уровень химической защиты растений свойствен даже регионам наиболее интенсивного земледелия, где активное использование пестицидов является главным условием роста урожая. В Южном федеральном округе, например, в пересчете на однократную обработку пестицидами обрабатывают лишь 79,2 % от площади пашни и многолетних насаждений. Это, как правило, является причиной значительных потерь урожая, а значит, и снижения рентабельности производства растениеводческой продукции. Ведь несмотря на высокие затраты на химическую защиту растений, окупаемость этих мероприятий достаточно высокая.

Объемы применения средств защиты растений в Российской Федерации

На 2008 год российский рынок средств защиты растений (СЗР) на 55% формировался за счет внутреннего производства. Недостающую потребность в химикатах мы покрывали за счет импорта. В перспективе ситуация может измениться. К 2015 г. прогнозируют, что объём потребления составит 48736 т [6].

Прогноз потребления средств защиты растений в 2007-2015 гг. (оценка АКПР - Академии конъюнктуры промышленных рынков)

Сегодня в России востребованы как импортные, так и отечественные химические СЗР. 40% объёма предлагаемых пестицидов составляют дженерики. Аналоги некоторых востребованных (оригинальных) препаратов представлены уже десятками. Они предлагаются по более низкой цене и название максимально приближено к наименованию оригинала или действующего вещества. Дженерики являются, обычным явлением на рынке реально опасности они не представляют (в отличие от контрафактной продукции). Доля контрафактной продукции на пестицидом рынке России составляет 10-20%. Хотя бывают случаи, когда как такие «производители» часто заменяют вспомогательные продукты (растворители, ПАВы, антидоты и т.д.) на более дешевые, либо вообще их не включают в состав препарата, а порой и просто снижают долю действующего вещества. Российские химикаты характеризуются неплохим качеством и приемлемыми ценами на препараты. Но, к сожалению, пока отечественные производители средств защиты растений работают «на молекулах» иностранных компаний. В связи с этим перед российскими фирмами стоит ещё одна проблема – сроки поступления препаратов или их составляющих. В основном, они идут морским путём в контейнерах, порты сильно перегружены, и ожидать разгрузки приходиться весьма долго. Мало того, что такое ожидание весьма затратно, могут сорваться поставки препаратов по контрактам. В отношении импортных аналитики отмечают следующее: они поставляются в Россию в достаточно большом количестве, что не дает в полной мере развиваться отечественному рынку. Это связано отчасти и с чиновниками, которые лоббируют продвижение иностранных средств защиты, получая за это определенное вознаграждение. Процесс регистрации или перерегистрации СЗР занимает около двух лет, что тоже не в пользу отечественных производителей. И регистрация препаратов обходится достаточно дорого для компаний, особенно небольших. Иностранные компании не ограничены в средствах, а производимые СЗР обладают низкой себестоимостью, поэтому производятся в очень больших количествах. Россия же выступает, как неограниченный рынок сбыта иностранных СЗР.

Построение прогноза развития рынка СЗР позволяет сделать вывод о том, что объем потребления данных средств, увеличится к 2015 гг. на 48,8% по сравнению с 2006 г. Средний годовой темп роста рынка составит 5% в год.

Прогноз развития рынка, средств защиты растений в 2007-2015 гг., т. (оценка АКПР - Академии конъюнктуры промышленных рынков)

В России в 2005- 2007 гг. около 15 компаний производили химические СЗР. Российский рынок химических СЗР характеризуется ежегодным увеличением объемов производства в среднем на 22%.

Что касается импорта СЗР, то наблюдается тенденция к росту его объема. Например, за первую половину 2007 г. (январь - июнь) было уже импортировано 15347 т данных препаратов, что составило уже на 5% больше, чем в 2006 г.. Основной объем СЗР в 2006 г. поступал из Бельгии (28,2%), Франции (11,3%) и Венгрии (10,7%), совокупный объем импорта СЗР из данных стран составил 50,2% от общего объема импорта. Всего около 28 стран импортировали СЗР на российский рынок в 2006 г.. Общий объем импорта составил 14597 т.

Объем же экспорта в 2006г. составил 1410 т в натуральном исчислении, увеличившись на 23% по сравнению с аналогичным показателем в 2005г.

СЗР экспортируются из РФ примерно в 22 страны. Среди них, наибольший объем СЗР поставляются на Украину (45,8%) и в Казахстан (41,3%), совокупный объем экспорта в эти страны составил 87,1% от общего объема экспорта. [7]

Заключение

Объем средств защиты растений, использованных при обработке культур в России, за последние шесть лет в стоимостном выражении вырос почти в три с половиной раза и сейчас составляет чуть более $500 млн. в год. В России средства защиты растений продают сотни компаний, но в общенациональном масштабе на рынок влияют несколько крупных игроков (международные и российские компании производители). В последние годы российский рынок СЗР активно развивался – ежегодный прирост объёмов продаж составлял 10-15%.

К 2015 г. прогнозируют, что объём потребления, составит 48736 т. Следовательно, снижение объемов российского рынка средств защиты растений носит кратковременный характер, поскольку потенциал сельского хозяйства России весьма велик. В дальнейшем российский рынок будет развиваться и станет одним из важнейших рынков СЗР в Восточной Европе.

Обоснование целесообразности применения химических мероприятий по защите данной культуры. Без применения средств химизации в сельском хозяйстве обойтись невозможно. Особенно это относится к зонам с рискованным земледелием, где из-за развития вредных объектов зачастую могут происходить потери до 100% урожая.

В нашей зоне имеют место значительные колебания по годам погодных условий, когда года с высокой влажностью сменяются годами с сухой и жаркой погодой; года с низкими температурами – годами с высокими температурами. В таких условия часто возникают благоприятные условия для эпифитотийного развития вредителей, болезней и сорных растений. При этом, когда в нашей стране сельское хозяйство находится в таком упадке, что один неурожайный год может привести к полному экономическому краху хозяйства, необходимо иметь надежную защиту от возможных потерь урожая. Такой защитой является правильно построенная система защиты растений. Такая система может обеспечить снижение колебаний урожайности по годам и привести к более стабильной прибыли в сельскохозяйственном производстве, а как следствие – повышение уровня жизни сельского населения.[8]