Химизация сельского хозяйства

Маленькая белокрылая бабочка относится к самым неистреби­мым вредителям на территории европейской части России, в Сибири и на Дальнем Востоке. На почках в закрытом фунте она встреча­ется даже за Полярным кругом. Личинки бабочки, обычно обитающие на нижней стороне листьев, незаметны. Высасывая сок, они вызывают увядание растений. Кроме того, они выделяют сахарис­тую жидкость, на которой поселяется сажистый грибок, «чернь». Белокрылка переносит и некоторые вирусные заболевания. Защита растений с помощью химических препаратов приводит лишь к появлению более устойчивых поколений белокрылки, сохраняющих жизнеспособность и при повышенных концентрациях инсектицидов, а спасенные таким образом урожаи сильно загрязняются ядохимикатами.

Найден новый метод борьбы с бабочкой-вредителем — биотехнический, с помощью оптических раздражителей. Сотрудники Всероссийского института защиты растений Главного ботанического сада выяснили, что любимый цвет белокрылки — желтый. Этот цвет и используется в специальных цветоловушках. Наиболее успешно ме­тод зарекомендовал себя на защищенном фунте — в теплицах, оран­жереях. Он абсолютно безопасен для человека и окружающей среды.

С 1 января 1990 г. в России запрещена химическая обработка в закрытом грунте. Это требует расширения биологических методов борьбы с вредителями. Ведь большая часть продукции теплиц — огурцы, помидоры, салат — идет в пищу без тепловой обработки, и остаточные количества инсектицидов здесь особенно опасны.

Совершенно безвредны для человека, но вызывают гибель кар­тофельных жуков некоторые грибы, паразитирующие на насекомых. Ультрафиолетовые солнечные лучи опасны для культуры грибов, поэтому опрыскивание проводится в конце дня. Уже на следующее утро среди картофельных жуков появляются первые жертвы эпиде­мии, а оставшиеся в живых перестают есть, но еще двигаются, в результате чего становятся легкой добычей птиц. Птицы, поедающие больных насекомых, при этом не проявляют в дальнейшем никаких признаков заражения. Через несколько дней картофельные поля ста­новятся белесоватыми от дохлых картофельных жуков, однако дру­гие насекомые продолжают жить.

Штаммы грибов, проникая в насекомых, начинают там быстро расти. Грибная ткань заполняет насекомое и разрывает хитиновый панцирь, а «агрессор» выходит наружу и нападает на новое насеко­мое. При этом вредители погибают не только из-за того, что bf их разрастается чужеродная ткань, — грибы выделяют ядовитое ве­щество, которое парализует и без того уже ослабленное насекомое.

Насекомо-патогенные грибы обладают значительными преиму­ществами перед химическими средствами борьбы с вредителями. Будучи специализированными паразитами, они жизнеспособны только в организме хозяина и, следовательно, являются идеальным сред­ством для точно нацеленной атаки.

Ни на растениях, ни в теплокровных животных и птицах, кото­рые поедают насекомых, пораженных грибком, эти микроорганизмы существовать не могут. Не угрожает опасность и человеку, когда он соприкасается с веществом гриба.

В России есть заводы, на которых из грибов изготовляют инсек­тициды. Существует каталог, содержащий сведения о том, какие грибы для каких насекомых являются естественными врагами.

4. Трансгенные растения

Трансгенные растения (ТР) — это растения, в собственно гене­тический материал которых «встроены» чужеродные гены, делаю­щие растения устойчивыми к вредителям и болезням. В Северной и Южной Америке сельхозпроизводители проявляют большой интерес к ТР, посевы которых ежегодно увеличиваются. Если в 1996 г. в мире было 1,8 млн га, то в 1999 г. уже почти 40 млн га, в 2000 г. — 60 млн га. Это не считая Китая, который не дает официальной ин­формации, но, по оценкам, около 1 млн китайских фермеров выра­щивают трансгенный хлопок примерно на 35 млн га.

Выгоды очевидны. Расходы на химические средства защиты рас­тений при соблюдении технологии сокращаются. Меньше число об­работок посевов — соответственно меньше расходов на горючее, оплату труда механизаторов. Даже при более высокой стоимости се­мян трансгенных культур (ТК) сеять их выгоднее. Рыночные цены на продовольственные ТК не отличаются от цен на традиционные. По мнению экспертов, когда на рынок выйдут ТК «второй волны» (с улучшенными пищевыми свойствами), цены значительно вырас­тут. Создание сортов ТР — дело дорогое.

Россия ежегодно теряет из-за сорняков и вредителей 34,6% зла­ковых культур, 42% сахарной свеклы, 37% подсолнечника, 42,2% картофеля. Россияне ежегодно потребляют 35 млн т картофеля. В денежном выражении это примерно 7 млрд долларов. Потери от коло­радского жука составляют примерно 3 млрд долларов. Но колорадс­кий жук это еще не все, 10% картофеля гибнет от фитофтороза. Есть трансгенный сорт, устойчивый к этому заболеванию. А картофельные вирусы? И на этой случай имеется трансгенный сорт. В России пока не выращивают ТР.

К настоящему времени созданы и разрешены для использования в питании населения в США, Канаде, Японии, странах Европейского союза несколько десятков трансгенных сельскохозяйственных культур, среди которых соя, картофель, кукуруза, сахарная свекла, тыква, папайя. В РФ после исследований зарегистрированы 4 вида импортных генетически модифицированных (ГМ) продуктов — соя, два вида кукурузы и картофель.

По пищевым свойствам — содержанию белка, витаминов, необ­ходимых аминокислот и других ценных составляющих — ГМ про­дукты на уровне традиционных либо ниже.

Непредсказуемость поведения гена в чужом организме — вот что тревожит ученых, ответственных за здоровье населения. Когда синтезируется новый белок, образуются минорные компоненты, кото­рые не изучены и их трудно определить, но которые могут вызывать негативные последствия, вплоть до мутагенных, канцерогенных и токсических эффектов. В этом отношении необходимо быть осторожным и проявлять разумный консерватизм.

Группа экспертов ВОЗ считает, что встроенный в растение ген может перейти в микрофлору кишечника млекопитающих и вызвать сопротивление микрофлоры антибиотикам.

Подходы к оценке безопасности и качества пищевой продук­ции, полученной из генетически модифицированных источников (ГМИ) в различных странах, отличаются по содержанию и объему проводимых исследований. Понимание того, что традиционные кри­терии и методы оценки безопасности пищи (например, применяв­шиеся в случае пищевых добавок или пестицидов) не могут быть полностью применимы для ГМИ, вызвало необходимость разработ­ки специальных методических подходов и критериев. Большинство ученых считают необходимой поэтапную оценку безопасности и качества ГМИ. Объем проводимых исследований дифференцирован в зависимости от особенностей продукта. В основе этого подхода лежит принцип композиционной эквивалентности, который заключается в сравнении ГМИ с традиционным аналогом по фенотипическим характеристикам, уровню содержания основных нутриентов, антиалиментарных и токсичных веществ и аллергенов, характерных для данного вида продовольствия или определяемых свойствами перено­симых генов. Если в результате оценки композиционной эквивален­тности не обнаруживается отличий ГМИ от традиционных аналогов, то ГМИ причисляют к первому классу безопасности и предлагают считать полностью безвредными для здоровья потребителей.

При обнаружении отличий от традиционного аналога (второй класс безопасности) или полного несоответствия с традиционным аналогом (третий класс безопасности) оценка безопасности ГМИ должна быть продолжена.

Следующие этапы предусматривают исследования пищевых и токсикологических характеристик ГМИ. Оценка пищевых свойств предполагает изучение пищевой ценности нового продукта, его кво­ты в рационе человека, способов использования в питании, биодос­тупности, оценки поступления отдельных нутриентов (если ожидаемые поступления нутриентов превышают 15% от его суточной потребности), влияния на микрофлору кишечника (если ГМИ содержат живые микроорганизмы).

Токсикологическая характеристика включает следующие пока­затели: токсикинетика, генотоксичность, потенциальная аллергенность, потенциальная коллогизация в желудочно-кишечном тракте (в случае содержания в ГМИ живых микроорганизмов), результаты субхронического (90 дней) и токсикологического эксперимента на лабораторных животных и исследований на добровольцах.

На основе международного и отечественного опыта в проведе­нии исследований нового продовольственного сырья и пищевых продуктов в РФ разработан и введен в действие особый порядок оценки безопасности и качества, а также регистрации пищевой продукции, полученной из генетически модифицированных источников. В соот­ветствии с этим порядком распределяются обязанности между ведущими научными учреждениями страны по отдельным направлениям экспертизы (постановление № 7 от 6 апреля 1999 г. Главного госу­дарственного санитарного врача РФ). Этим постановлением предусматривается три направления оценки ГМИ: медико-биологическая, медикогенетическая и технологическая экспертиза.

По мнению института питания РАМН, примерно половину на­шего рациона питания через 20 лет будут составлять генетически измененные продукты.

5. Агрохимикаты и окружающая среда

Агрохимикаты — это удобрения, химические мелиоранты, кор­мовые добавки, предназначенные для питания растений, регулиро­вания плодородия почв и подкормки животных.

Растениям необходимы азот и фосфор, калий и кальций, мно­жество микроэлементов.

Азот. Все почвы мира содержат  150 млрд т азота. Даже самые бедные дерново-подзолистые почвы в пахотном 20-сантиметровом слое содержат 2-4 т азота на гектар, а чернозем содержит 20-30 т. Казалось бы, азота с избытком, а люди вносят и вносят азотные удобрения. Причина кроется в недостаточной доступности для расте­ний азота различных форм.

Медленно разлагаясь, труднодоступные соединения отдают азот постепенно, способствуя непрерывности плодородия. Медленное разложение гумуса — важное условие сохранения необходимых качеств почвы: рыхлости, комковатости, проницаемости для воды, воздуха

и тепла.

В удобрениях азот присутствует в виде аммониевых или нитратных солей, в наиболее усвояемой для растений форме. Однако дей­ствие удобрений недолговечно. Уже на следующий год их эффектив­ность составляет едва 20% первоначальной. Долгое время считали, что главные потери азотных удобрений связаны со стоком в реки и подземные воды. Использование удобрений с азотом, меченных ато­мом I5N, показало иную картину. На легких почвах в условиях высо­кой увлажненности, когда поля еще не заняты растениями, проис­ходит выщелачивание соединений азота. Во всех остальных случаях потери азота происходят под влиянием бактерий-денитрификаторов, восстанавливающих азот до различных окислов и до молеку­лярной формы. Можно сказать, что с полей нашей страны в воздух улетает до 1,5 млн т азота.

Знание законов циркулирования в почве азота и других биологических веществ позволяет выработать основную стратегию увеличения плодородия земель, развивать бездефицитное земледелие. Сроки и количество внесения удобрений нуждаются в тонкой балансиров­ке. Важно, чтобы удобрения усваивались именно растениями, а не наносили вред окружающей среде и здоровью людей. Ведь избыток биогенных веществ загрязняет окружающую среду, пресные воды, ведет к эвтрофикации водоемов и даже угрожает озоновому слою стратосферы.

На долю сельскохозяйственного производства приходится не ме­нее половины связанного азота, поступающего в водоемы. Обогаще­ние воды питательными элементами, в первую очередь связанным азотом, приводит к чрезмерному росту водорослей. Отмирая, они подвергаются анаэробному бактериальному разложению, вызывая дефицит кислорода, а следовательно, гибель рыбы и других водных животных. Эвтрофикация водоемов — явление, к сожалению, распространенное.

Нитраты накапливаются выше допустимых норм не только в воде, но и в растениях — как в продовольственных, так и в кормо­вых. Если сами по себе нитраты не представляют особой опасности для здоровья человека и животных, то легко образующиеся из них нитриты высокотоксичны, вызывают, в частности, тяжелые заболе­вания крови. Из нитритов могут образовываться нитроамины, обла­дающие канцерогенным эффектом.

Подкормки азотными удобрениями способствуют увеличению содержания белка в зерне пшеницы, фосфорными и калийными подпитками повышают содержание крахмала в картофеле и сахара в свекле. Вместе с тем имеется масса свидетельств ухудшения качества продукции, выращенной с применением минеральных удобрений,

особенно хлорсодержащих.

Наука располагает достоверными данными о накоплении нитра­тов в овощах, которые были выращены на полях, получавших сред­ние и даже низкие нормы минеральных удобрений или вообще не получавших. Аккумуляции нитратов способствуют теплые и влаж­ные условия выращивания растений, нарушение режимов освеще­ния вегетирующих культур, а также повреждение и неправильное хранение готовой продукции. Внесение высоких норм навоза также приводит к нитратному загрязнению не только растений, но и грунтовых вод, в том числе и той воды, которая используется для питья. Бактерии-азотфиксаторы, обогащающие почву атмосферным азо­том, могут стать достойным конкурентом азотной промышленности. Эта технология разрабатывается в Санкт-Петербургском НИИ сельскохозяйственной микробиологии. Задача состоит в том, чтобы, во-первых, плотнее заселить ими почву, во-вторых — повысить их азотфиксирующие способности.

На корнях бобовых растений естественным образом поселяются клубеньковые бактерии. Наряду с ними в почве обитают и другие азотфиксирующие микроорганизмы. Надо лишь способствовать созданию условий для их процветания. Этой цели служит агротехника, при которой в севооборотах большое место должны занимать бобо­вые культуры (в нашей стране площади под ними гораздо меньше научно обоснованной потребности).

По данным НИИ сельскохозяйственной микробиологии, в ряде почв соответствующие той или иной бобовой культуре клубенько­вые бактерии могут отсутствовать, а те, что имеются, обладают малопродуктивной системой азотфиксации. В связи с этим микроби­ологи провели селекционную работу. В итоге каждые три года на заводы передаются до десяти новых штаммов клубеньковых бакте­рий, азотфиксирующая способность которых на 10—20% превышает предыдущие эталонные штаммы. Создан и массово производится пре­парат ризоторфин — удобная и практичная форма поставки клу­беньковых бактерий к семенам и растущим корням бобовых.

Клубеньковые бактерии «привязаны» исключительно к семей­ству бобовых растений. Между тем главный хлеб человечества — злаковые культуры. К счастью, найдены бактерии, которые живут на корнях проса, кукурузы, ячменя, пшеницы, риса. С одной сторо­ны, они питаются корневыми выделениями злаков, с другой — связывают атмосферный азот и подкармливают им растения. Кроме того, они, по всей видимости, оказывают комплексное, еще не изученное до конца, благоприятное действие на растения. В НИИ сельскохозяйственной микробиологии разработана эксперименталь­ная технология производства препаратов таких бактерий — часть их не имеет аналогов за рубежом. Применение этих препаратов на полях позволяет поднять урожай перечисленных культур в среднем на 3—4 ц с гектара.

Экологически чистая технология рассматривает навоз как источ­ник питательных веществ, способных к быстрой трансформации: 1) в полноценный белок животного происхождения, пригодный для кормления свиней, кур и прудовой рыбы, и 2) в зернистое гумусное удобрение для полей, отличающееся непревзойденными качествами в смысле повышения плодородия почв и рентабельности их применения.

При переработке дождевыми червями 1 т сухого навоза получа­ется 600 кг сухого гумусного удобрения с содержанием от 25 до 40% гумуса, в котором около 1 % азота, столько же фосфора и калия, все другие микроэлементы, необходимые растениям.

Остальные 400 кг органических питательных веществ трансфор­мируются в 1OO кг полноценного белка в виде биомассы живых червей. Коэффициент перевода 3:1, т. е. лучший из известных коэф­фициентов перевода питательных веществ в живую биомассу.

Такие гранулированные гумусные удобрения превосходят навоз и компосты по содержанию гумуса в 4—8 раз, не обладают инертно­стью действия и дают резкую прибавку урожайности. Вегетацион­ный период у растений при этом сокращается на две-три недели. Плодоовощная продукция наделяется, благодаря их применению, способностью к длительному хранению.

Описанная технология переработки навоза и прочих органикосодержащих отходов промышленных предприятий с помощью дожде­вых червей позволит реанимировать почву, быстро повысить ее плодородие, вернуть ей устойчивость к водной и ветровой эрозии. Кро­ме того, это, пожалуй, единственный способ рекультивации огромных площадей, стерилизованных и отравленных в свое время обезвожен­ным аммиаком и аммиачной водой.

В России изобретено искусственное удобрение, которое в десят­ки раз эффективнее знаменитого биогумуса, получаемого при по­мощи калифорнийских червей, и в 100—150 раз действеннее нату­рального удобрения. По данным Донецкого селекционного центра по зерновым и кормовым культурам, только урожай ярового ячме­ня увеличился с 30,7 до 52,7 ц/га. И это не привело к истощению почвы. Наоборот, содержание питательных веществ в ней возросло и стало подкормкой для урожая будущего года.

Экспертиза МГУ им. М. В. Ломоносова, Почвенного института им. В. В. Докучаева, Ростовского государственного университета подтвердила, что суперкомпост резко повышает содержание гумуса в почве и, как следствие, урожайность зерновых (до 60 ц/на и выше) и овощных культур (в 2—4 раза по сравнению с минеральными удобрениями и в 80—100 раз по сравнению с навозными компоста-ми). При этом появляется возможность управлять процессами почвообразования и резко ускорять их.

Кроме продовольственной проблемы, выпуск нового удобрения поможет решить и социальные. Проектируются заводы по производ­ству суперудобрений на закрываемых шахтах России. Главной составляющей суперкомпоста станут отвалы шахт с небольшими органическими добавками.

Проверка Госкомитетом санитарно-эпидемиологического надзо­ра РФ показала, что суперудобрения экологически безопасны, с их помощью можно получать биологически чистые продукты, пригодные для производства диетического и даже детского питания.

Для России, по ориентировочным оценкам, годовая потребность составляет 100—150 млн т суперкомпоста в год.

Все большее применение во многих странах мира находит ло­кальный способ внесения туков, позволяющий использовать их с наибольшим полезным коэффициентом. Способ быстро внедряется благодаря выпуску комбинированных сеялок, а также специальных приспособлений к культиваторам, дисковым боронам и дизельным плугам. С их помощью минеральные удобрения вносят прямо в по­чву около рядков высеиваемых семян или размещают на поверхнос­ти узкими лентами, а затем заделывают дисками.

Страницы: 1, 2, 3, 4