Загрязнение почвы ядохимикатами и патология животных
Загрязнение почвы ядохимикатами, минеральными удобрениями, средствами защиты растений, которое выступает как мощный экологический эдафический фактор, может стать причиной заболеваний сельскохозяйственных животных.
Пестициды. Среди ядохимикатов, представляющих наибольшую опасность, особое место занимают пестициды – химические средства борьбы с вредителями, болезнями растений и животных.
По производственной классификации пестициды подразделяют на: инсектициды – химические соединения, предназначенные для уничтожения насекомых; акарициды – против клещей; фунгициды – против грибов; гербициды – против травянистых сорных растений; арборициды – против кустарников и древесных растений. К пестицидам также относят репелленты – вещества, отпугивающие насекомых, аттрактанты – привлекающие насекомых, дефолианты – вещества, применяемые для удаления листьев.
Пестициды – биологически активные вещества. Они могут оказывать токсическое влияние на организм животных. По степени токсичности пестициды подразделяют на:
– сильнодействующие ядовитые вещества с величиной ЛД50 до 50 мг/кг массы тела;
– высокотоксичные – ЛД50 от 50 до 200 мг/кг;
– среднетоксичные – ЛД50 от 200 до 1000 мг/кг;
– малотоксичные – ЛД50 свыше 1000 мг/кг.
ЛД 50 – летальная доза для 50 % животных стада.
Ядохимикаты, загрязняющие почву, включаются в пищевые цепи и биотический круговорот. Мигрируя по пищевым цепям, они оказывают воздействие на животные организмы. В различных организмах, составляющих пищевые цепи, ядохимикаты накапливаются в неодинаковых концентрациях. Концентрация ядов возрастает и достигает летальной степени в тех организмах, которые составляют конечные звенья пищевой цепи. Попадая в организмы сельскохозяйственных животных минеральные удобрения и средства химической защиты, могут вызывать острые, подострые или хронические отравления. Зарегистрированы случаи отравления животных хлорорганическими, ртутьсодержащими, фосфорорганическими соединениями, фторидами, мочевиной.
Хлорорганические соединения (ХОС) представляют собой производные углеводородов алифатического ряда (гексахлорэтан, дихлорэтан); алициклического ряда (гексахлоран, линдан); полихлортерпенов (полихлоркамфен, полихлорпинен); производные ароматических углеводородов (ДДТ, гексахлорбензол, тедион); производные полихлорциклодиенового ряда (алдрин, дилдрин).
Хлорорганические соединения в своем большинстве среднетоксичные пестициды. Проникая в организм животного, они хорошо всасываются в желудке и кишечнике, накапливаются в жирах и липоидах, способствуя накоплению в организме избыточного количества ацетилхолина, не проявляя при этом антихолинэстеразного действия. ХОС проникает через клеточные мембраны гепатоцитов, нарушая белковообразовательную, антитоксическую и другие функции печени. В патогенезе токсикоза важное значение имеет образование свободных радикалов при дехлорировании ХОС соответствующими ферментами – хлориназами, что приводит к дистрофии органов и тканей. ХОС нарушают воспроизводительные функции сельскохозяйственных животных, некоторые из них оказывают эмбриотоксическое и тератогенное действие.
Клинически острые отравления животных проявляются нарушением функции нервной системы. Отмечают общее угнетение, потерю аппетита, приступы судорог с последующим параличом центра дыхания.
Ртутьсодержащие соединения. Эта группа веществ издавна известна как фармакологические средства – серая ртутная мазь, сулема, каломель. Применяются органические производные ртути – этилмеркурхлорид, фенилмеркурацетат, фенилмеркурбромид. При применении веществ данной группы в качестве эффективных средств защиты семян зерновых, технических культур от поражения их патогенными грибами и микроорганизмами, они попадают и накапливаются в почве и становятся частой причиной отравления животных ртутью. Токсикозы молодняка отмечены при скармливании им гидропонной зелени, выращенной на почвах зараженных ртутьсодержащими соединениями.
В отличие от неорганических производных ртути этилмеркурхлорид и фенилмеркурацетат при поступлении в организм вначале не оказывают раздражающего действия на ткани животного. Накапливаясь до критической массы в органах и тканях, они производят токсическое действие, нарушая функциональное состояние нервной, кроветворной, сердечно-сосудистых систем, печени, почек. Ртуть способна проникать через плацентарный барьер и оказывать эмбриотоксическое и тератогенное действие. Клиническая картина ртутной интоксикации зависит от дозы яда и времени его накопления в органах и тканях животного. При ртутном токсикозе свиней клинические признаки отравления проявлялись через 2-3 недели. У животных отмечали общее угнетение, снижение аппетита, повышенную жажду, нарушение координации движений, уменьшение чувствительности кожи, ослабление, а иногда потерю зрения, конъюктевит, синюшность кожных покровов, судороги.
Соединения свинца. Один из основных загрязнителей почвы – тетраэтилсвинец. Выделяясь с выхлопными газами, тетраэтилсвинец оседает на почву, сельскохозяйственные культуры, проникает в подземные воды. Препараты свинца обладают выраженными кумулятивными свойствами. Попадая в организм животных, они фиксируются в нервной ткани, костях, печени, почках. Под влиянием тетраэтилсвинца подавляется активность фермента – холинэстеразы, нарушается углеводный обмен. Клиническая картина отравления свинцом выражена признаками нарастающей слабости, потливости, повышенной утомляемости, потерей аппетита, беспокойством, усилением перистальтики кишечника. При хронической форме токсикоза отмечают прогрессирующее исхудание, снижение продуктивности, запоры, поражения суставов, появление на деснах язв.
Соединения мышьяка. В форме органических производных соединения мышьяка применяют в качестве фармакологических препаратов. Неорганические производные мышьяка используют как средства защиты растений. Из препаратов органического ряда наибольшее токсикологическое значение имеют осарол, новарсенол, соварсен. Неорганические производные представлены соединениями с трехвалентным мышьяком (арсенитами) и пятивалентными (арсенатами).
Источник
Чем опасна «химия» для почв?
О вреде пестицидов, чрезмерном использовании химии, вреде на почву и производимую продукцию написано и сказано многое. Но фермеры все же продолжают использовать пестициды и химикаты. О том, как минимизировать вред от их использования и чем они опасны, рассказала корреспонденту «КазахЗерно.kz» кандидат сельскохозяйственных наук, заведующая отделом разработки новых технологий ТОО «Казахский Научно-исследовательский институт почвоведения и агрохимии им. У. Успанова» Людмила Колесникова.
— В Казахстане уже не первый год ведется активная работа с фермерами по вопросам использования вместо ядохимикатов биопрепаратов. Однако, далеко не все фермеры перешли или собираются переходить на биопрепараты и пользуются традиционными химическими удобрениями и ядохимикатами. Расскажите, как использование химии влияет на почву? В чем опасность?
— Применение минеральных удобрений, несомненно повышает урожайность, но неумеренное использование может привести к снижению плодородности, усилению вреда после воздействия пестицидов, загрязнению земли и воздуха, выбросу парниковых газов, при этом наносится вред окружающей среде и здоровью человека. Использование химических препаратов может иметь неблагоприятные последствия для рек и водоемов, так как избыток составляющих такой продукции практически всегда со сточными водами попадает в природные водные источники.
Нитраты, которые являются компонентами удобрений (натриевая, кальциевая, калиевая и аммиачная селитра) в окружающей среде могут синтезировать нитрозосоединения. Большинство из них имеют мутагенные и канцерогенные свойства. При большом содержании нитратов в зеленой массе растений нитрозосоединения могут синтезироваться и попадать в почву с органикой. Они являются сильными химическими канцерогенами. Некоторые нитроз соединения проникают в организм плода при беременности.
Чем опасна «химия» для почв?
Людмила Колесникова
— Значительную роль в загрязнении почвы играют фосфатные удобрения…
— Фосфаты малоподвижны, только 2% их вымывается из пахотного слоя. Поэтому при чрезмерном применении фосфатных удобрений они накапливаются в почве в таком количестве, которое способно тормозить процессы ее самоочищения.
— Как ведут себя минеральные удобрения?
— Минеральные удобрения содержат соли и другие соединения, не поглощающиеся растениями, а накапливающиеся в грунте. Эти соединения могут изменять химический состав почвы, нарушая баланс, который потом приходится восстанавливать. Минеральные вещества перемещаются в земле при помощи влаги, причем в легких песчаных почвах их движение быстрее, чем в тяжелых. При недостаточном увлажнении, усваиваемость удобрений растениями снижается. В почвах может происходить более 30 различных химических реакций и процессов. Часть из них имеет общий характер для всех почв, часть присуща только отдельным почвенным типам.
Из-за снижения доли органики, химические удобрения могут стать причиной окисления почвы.
Постоянное употребление минеральных препаратов приводит к истощению запасов основных питательных веществ в земле. В результате плоды, выращенные на этих почвах, имеют меньшее содержание витаминов и минералов.
— И все же, какие основные негативные эффекты возникают из-за применения большого количества минеральных удобрений?
— Основные негативные эффекты, возникающие при применении минеральных удобрений: загрязнение верхних слоев почвы потенциально опасными тяжелыми металлами, галогенами, радионуклидами и тому подобное; изменение кислотно-основных свойств почвы при применении минеральных удобрений; влияние на биологическую активность почвы; активизация процессов миграции токсичных и биогенных элементов в горизонтальном и вертикальном направлениях. Изменения, происходящие в почве, вызывают определенные нарушения в смежных компонентах агроэкосистемы. Через почву минеральные удобрения косвенно влияют на физиологические процессы в растениях, становится причиной ухудшения их гигиенического качества.
— А что можете сказать про пестициды и средства борьбы с сорняками и вредителями?
— Сорняки и вредители наносят огромный вред сельскому хозяйству, ежегодные потери во всем мире от сорняков и вредителей составляют 34 %. Они снижают качество продукции, а в отдельных случаях могут полностью уничтожить урожай.
Пестициды также наиболее часто применяемые и агрессивные препараты. А переход все большего числа фермеров на систему no-till (нулевая обработка земли, без вспашки) количество применения ядохимикатов при возделывании сельскохозяйственных культур будет расти.
Почва — это сложная, комплексная система, включающая в себя не только неживые компоненты, но и различные органические, минеральные, химические вещества и живые микроорганизмы. В состав живой фазы почвы входят разнообразные микроорганизмы (бактерии, грибы, актиномицеты, водоросли), почвенная микро- и мезофауна (простейшие, насекомые, черви и т. д.), корневые системы зеленых растений, которые помимо всего прочего служат важнейшим фактором почвообразования. По сути, почва живой организм.
Уничтожение вредителей разрушает сложные экологические системы и способствует гибели многих животных. Некоторые ядохимикаты постепенно накапливаются по трофическим цепям и, поступая с продуктами питания в организм человека, могут вызывать опасные заболевания. Некоторые биоциды воздействуют на генетический аппарат сильнее, чем радиация.
Попадая в почву, пестициды растворяются в почвенной влаге и переносятся с ней вниз по профилю. Длительность нахождения пестицидов в почве зависит от их состава. Стойкие соединения сохраняются до 10 лет и более.
Мигрируя с природными водами и переносясь ветром, стойкие пестициды распространяются на большие расстояния. Известно, что ничтожные следы пестицидов были обнаружены в атмосферных осадках на просторах океанов, на поверхности ледниковых щитов Гренландии и Антарктиды. В 1972 на территории Швеции с атмосферными осадками выпало ДДТ больше, чем производилось этой стране.
— Как много времени требуется, чтобы после химических препаратов восстановить плодородность почв? Убрать негативный эффект от использования химии? И что необходимо делать?
— Охрана почв от загрязнения пестицидами предусматривает создание возможно менее токсичных и менее стойких соединений. Разрабатываются приемы уменьшения доз без снижения их эффективности. Очень важно сокращение авиационного распыления за счет наземного, а также применение строго выборочной обработки.
Несмотря на принимаемые меры, при обработке полей пестицидами лишь незначительная их часть достигает объекта воздействия. Большая часть накапливается в почвенном покрове и природных водах. Важная задача – ускорить разложение ядохимикатов, распад их на нетоксичные компоненты. Установлено, что многие пестициды разлагаются под воздействием ультрафиолетового облучения, некоторые ядовитые соединения разрушаются в результате гидролиза, однако наиболее активно пестициды разлагаются микроорганизмами.
На продолжительность нахождения ядохимикатов влияют несколько факторов в частности это содержание органики. Как правило, инсектициды дольше сохраняются в почвах с большим содержанием органических веществ.
Чем опасна «химия» для почв?
Людмила Колесникова
Значительное влияние на разложение пестицидов в почве оказывают температура и влажность. Так, линдан быстрее разлагается в сухой почве, чем во влажной, тогда как алдрин дольше удерживается в сухой почве. Фосфороргаиические препараты в сухой почве сохраняются дольше, чем во влажной.
Уменьшению их остаточных количеств способствует солнечный свет и ультрафиолетовое облучение почвы.
Устойчивость пестицидов в почве зависит также от применяемой агротехники и покровных культур.
Существенное влияние на устойчивость пестицидов в почве оказывают способ внесения и форма применения препарата. Дольше сохраняются в почве гранулированные препараты.
Разложение фосфорорганических инсектицидов в значительной мере происходит в результате деятельности микроорганизмов почвы. В почвах, бедных микроорганизмами, они сохраняются значительно дольше. Аналогичное явление установлено в отношении ДДТ.
Установлено, что многие пестициды разлагаются под воздействием ультрафиолетового облучения, некоторые ядовитые соединения разрушаются в результате гидролиза.
Пестициды действительно опасны для биосферы, однако, и это следует подчеркнуть специально, хотя они и относятся к веществам, наиболее загрязняющим окружающую человека природную среду, их «лидирующее» положение является временным. Разработка более «короткоживущих» препаратов, полностью распадающихся в течение сезона и даже в более короткие сроки, а также веществ, менее токсичных для человека и теплокровных животных, и, наконец, все более и более широкое использование биологических средств защиты растений с неизбежностью «отодвинут» пестициды на более низкий уровень в ранжированном по степени опасности ряду загрязнителей.
— Почему химические препараты становятся менее действенными?
— Главная причина все большего распространения всевозможных заболеваний растений, состоит в том, что вызывающие эти болезни патогенные микроорганизмы и грибы обладают способностью приспосабливаться к неблагоприятным внешним факторам, в том числе и к химикатам. Доказано, что чем выше уровень развития вредителя, тем более развит и гибок механизм его приспосабливаемости и выживания. На верхней ступени эволюции микроорганизмов находятся грибы. Именно этот класс вредителей причиняет растениям особо большие неприятности.
Механизм приспосабливаемости патогенных микроорганизмов к ядохимикатам различен. В каких-то случаях, особенно при малых дозах яда, идут постепенные изменения внутренней структуры клеток вредителя, вследствие которых яд на них просто перестает действовать. Более того, как показали последние очень серьезные и кропотливые научные исследования, в почве патогенные микроорганизмы обретают способность извлекать из состава предназначенных для их уничтожения пестицидов необходимые химические элементы. После этого и без того ядовитые химикаты становятся еще более токсичными и даже мутагенными, только уже не для патогенов, а для растений и человека.
— Чем отличается работа биопрепаратами и химическими? Сколько лет нужно пользоваться только биопрепаратами, чтобы увидеть результат?
— Биопрепараты повышают иммунитет растений, и они растут крепкими и здоровыми. Наши ученые разработали технологию производства весьма дешевого по себестоимости и высокоэффективного жидкого удобрения «БиоЭкогум». Применение его позволяет не только повысить урожай зерновых, овощных и кормовых культур, но и получить экологически чистую продукцию. Причем затраты на его применение крайне низкие, а эффективность в повышении урожайности вышеперечисленных культур — высокая.
Замачивание семян зерновых культур позволяет повысить урожай зерна этих культур на 7-30 %, а одно- и двукратное опрыскивание растений картофеля, кукурузы, овощных и зерновых культур повышало урожай этих культур на 7-20 и более процентов. Причем в большинстве случаев применение «БиоЭкогум» при опрыскивании растений различных сельскохозяйственных культур и применения половинной дозы минеральных удобрений дает такую же прибавку урожая, как и в случае применения одних минеральных удобрений, если они применяются в полной норме. Результаты многочисленных исследований и производственные испытания «БиоЭкогум» в сельскохозяйственных предприятиях показали следующее.
Во-первых, этот препарат дает сравнительно высокую прибавку урожая сельскохозяйственных культур, под которые он применялся в крайне малых дозах.
Во-вторых, себестоимость этого биологического препарата является самой низкой из всех применяемых биопрепаратов органического происхождения, а доход от его применения в виде прибавки урожая получается самым высоким на единицу денежных затрат.
В-третьих, применение этого препарата в сельском хозяйстве позволяет возможность получать экологически чистые продукты питания для человека и корма для животных. Более того, сам препарат не причиняет вреда ни фауне, ни флоре.
Новость на Казах-зерно:
— Можно ли бесконтрольно использовать биопрепараты (превышать дозировки, не соблюдать сроки и тд) и чем это чревато и для растений и для почв?
— Биопрепараты работают с высокой эффективностью. Отрицательный эффект при превышении дозировки невозможен. Биопрепараты не только полезны, но и безопасны для человека и окружающей среды. Это же касается сроков обработки, потому что биопрепараты в основном направлены на профилактику болезней и вредителей. И рекомендованные сроки учитывают периоды наиболее эффективного применения биопрепаратов с учетом биологии сорных растений, возбудителей болезней и вредителей. То есть их активности и уязвимости.
Биоудобрения действуют в трех направлениях: оздоровление почвы, перевод элементов питания из недоступных форм в доступные, питание растений и стимуляция их роста и развития. Рекомендуемые сроки обработки сроки обработки, также учитывают особенности растений. Для зерновых, например, рекомендуется обработка семян, что увеличивает процент взошедших семян и силу роста. Следующая обработка рекомендуется в период закладки вегетативных и генеративных органов (закладка колосков и закладка цветков), то есть в фазу кущения и выхода в трубку. Далее следует период не менее важный — колошение и налив зерна. В этот период растение также необходимо обеспечить питательными веществами, так как при их недостатке происходит отмирание боковых побегов, отмирание нижних листьев и продуктивность фотосинтеза снижается. А все эти факторы влияют на урожайность.
— Почему часть фермеров все еще пользуется химическими препаратами и на рынке их становится все больше?
— Недостаток информации, ограниченный ассортимент и высокая стоимость импортных биопрепаратов.
Южные регионы уже оценили преимущества биопрепаратов, прекрасные результаты были получены на хлопке. Нашим НИИ в Шымкенте был открыт завод по производству биоминеральных удобрений и жидких гуминовых удобрений.
Сейчас мы разработали линейку гуминовых удобрений с учетом требований различных культур.
И все же, использовать ли органические или химически удобрения – решает каждый фермер для себя сам. Однако, спрос на органическую продукцию в мире растет с каждым днем. Европейские фермеры уже отказались от использования химических препаратов. Возможно, скоро и у нас все большее число аграриев станет более осознанно относиться к выбору препаратов.
Источник