Существует альтернатива химическому методу борьбы с сорняками и нужно иметь в Украине собственное производств гербицидов? Такие вопросы для обсуждения на высоком академическом уровне поднимает новая научная работа ученых Института физиологии растений и генетики НАН Украины.
По данным международной организации FAO, средние мировые потери урожая основных сельхозкультур от массового присутствия сорняков в посевах составляют: озимой пшеницы — 24%, кукурузы — 29%, риса — 34%, сои — 35%, сахарной свеклы — 37%. Ориентировочные мировые годовые потери от засоренности посевов превышают $ 100 млрд. Об приоритетность проблемы свидетельствует мировая структура объемов реализации пестицидов: гербициды — 46%, инсектициды — 28%, фунгициды — 22% и другие пестициды — 4%. Каждый год на приобретение гербицидов в мире тратится $ 16-17 млрд.
Особую актуальность проблема борьбы с сорняками приобрела в Украине. Вследствие нарушения севооборотов, использование упрощенной агротехники резко возросла потенциальная засоренность пахотного слоя почвы, которая по различным почвенно-климатическим зонам Украины достигла уровня 1,14-1,47 млрд шт / га. За вегетационный период на одном квадратном метре пахотных земель способны прорастать от 1100 до 2300 всходов сорняков. В результате потери государственного и общественного контроля над сельскохозяйственными землями и их использованием, более 80 процентов площадей пахотных земель в Украине имеют разные степени засоренности. Снижение производительности сельхозкультур вследствие конкуренции, которую создают сорняки, может составлять 20-50% возможного уровня урожайности для сплошных посевов, и 40-80% — для посевов пропашных культур.
Возможные пути решения проблемы является предметом дискуссий, как в Украине, так и во всем мире. Производственники и большая часть специалистов по защите растений в основном склоняются к необходимости обеспечения агропроизводства соответствующим ассортиментом гербицидов. Экологи же отмечают вредных последствиях массового применения гербицидов. При этом у обеих сторон есть веские аргументы. Таким образом возникает вопрос о выборе стратегического направления развития агропроизводства. Для Украины этот выбор является особенно актуальным, поскольку обеспечение отечественного сельского хозяйства пестицидами осуществляется, в основном, путем импорта. На долю гербицидов приходится более 50% общих расходов на импорт пестицидов, а общая сумма расходов, все увеличивается, превышает $ 100 млн. Так что этот вопрос имеет большое государственное значение. От характера ответа на него зависит, следует нашей стране развивать собственное производство пестицидов, или зависимость от импорта является временной, а главное внимание надо обратить на поиск альтернативных методов защиты.
Большой интерес в контексте этой дискуссии вызывает фундаментальная монография «Гербициды» в двух томах, авторами которой являются сотрудники Института физиологии растений и генетики НАН Украины: известный всей Украине специалист в области борьбы с сорняками и изучения физиологии действия гербицидов Юрий Мережинский и его ученики — доктор биологических наук, член-корреспондент НАН Украины Виктор Швартау и доктор биологических наук Евгений Мордерер.
Несмотря на то, что главная часть исследований авторов посвящена именно применению гербицидов как главного элемента интегральных технологий защиты, они не являются фанатичными сторонниками химического метода и не отрицают возможной его опасности. Во вступительной части монографии проанализированы основные факторы, которые определяют приспособленность сорняков к существованию в агроценозах. Во-первых, это огромная, по сравнению с культурными растениями, семенная продуктивность, которая позволяет быстро восстанавливать популяцию и поддерживать постоянный запас семян в почве. Во-вторых, наличие явления органического покоя семян. Многолетние виды сорных растений кроме этого могут эффективно выживать за счет вегетативных органов размножения. Органический покой семян эволюционно возник как приспособление к существованию в условиях меняющегося климата, но этот механизм оказался идеальным и для выживания в условиях вторичных сукцессий, каковы посевы культурных растений. Благодаря особенностям механизма регуляции органического покоя происходит рассинхронизация прорастания семян сорняков, гарантирует сохранение и восстановление популяции. Значительного уменьшения гербицидного нагрузки можно было бы достичь, если бы удалось разработать методы стимуляции прорастания семян сорняков, находящегося в состоянии органического покоя. Внедрение этих методов позволило бы получать массовые всходы сорняков, которые легко можно было в дальнейшем уничтожить агротехническими средствами. Однако многолетние исследования не привели к раскрытию механизма регуляции состояния покоя. Анализ современного состояния исследований по этой проблеме свидетельствует, что механизм регуляции органического покоя семян является достаточно сложным: скорее всего, не существует единого индуктора, с которым был бы связан выход зародыше из покоя и возможность прорастания. Пребывания семян в состоянии покоя и выход из него определяются взаимодействием нескольких веществ, которые являются компонентами сложной системы регуляции. Итак, нет основания ожидать, что в ближайшем будущем удастся разработать эффективные методы прерывания покоя и стимуляции прорастания семян сорняков. Другой путь, который бы позволил отказаться от массового использования гербицидов, заключается в повышении конкурентоспособности культурных ценозов, которое базировалось бы на отказе от необходимости ежегодного их восстановления и переходе от монокультуры к выращиванию нескольких культур. Однако этот путь означает одновременное изменение всей системы земледелия, коренное изменение методов сбора и переработки продукции растениеводства, а также изменение традиционной системы питания. Этот путь настолько радикальным, что без достаточного и достаточно длительной проверки всех последствий такого выбора не может быть и речи о его внедрения.
Таким образом, авторы монографии приходят к выводу, что в обозримом будущем гербициды оставаться основным звеном системы защиты посевов. Возникает вопрос, а возможно в таком случае обеспечить экологическую безопасность. Впрочем, все известные факты негативного влияния гербицидов на окружающую среду, которые используются противниками химического метода, связаны не со свойствами самих гербицидов, а с неправильным и нерациональным их использованием. Поэтому в монографии обосновывается рациональное применение гербицидов, которое обеспечивает эффективное контроля сорняков и гарантирует отсутствие негативного влияния на окружающую среду. В монографии рассмотрены также физиологические основы комплексного применения гербицидов, благодаря которым достигается повышение эффективности и селективности их действия за счет расширения спектра видов контролируемых сорняков и оптимизации эффектов взаимодействия препаратов с различными механизмами фитотоксичности. Проанализированы методы регуляции фитотоксичного действия за счет использования синергистов и антидотов, влияние элементов минерального питания на эффективность и селективность действия гербицидов. Приведены примеры высокоэффективных технологий применения гербицидов в посевах основных для Украины сельскохозяйственных культур, помимо повышения эффективности и пролонгованости защиты позволяют уменьшить пестицидную нагрузку на агроэкосистемы за счет уменьшения норм внесения отдельных препаратов и сокращение кратности обработок. При соблюдении этих технологий исключается возможность попадания остатков гербицидов в трофические пути людей и животных, накопление остатков гербицидов в окружающей среде.
Большое внимание в работе уделено методам поиска новых гербицидов. С применением современных биотехнологических методик можно существенно ускорить и удешевить поиск высокоэффективных действующих веществ гербицидов с отличными от существующих механизмами фитотоксичности. Особое значение этот материал имеет для отечественных специалистов, поскольку при решении вопроса о целесообразности начала отечественного производства гербицидов необходимо осознавать, что продукты этого производства должны выдерживать конкуренции с продукцией ведущих мировых производителей, годовой доход которых измеряется миллиардами долларов США. На соответствующем же уровне находятся и инвестиции в научные исследования и развитие.
Понятно, что читатель может воспринимать аргументацию авторов монографии или в каких-то вопросах не соглашаться с ними. Однако большой заслугой авторов является то, что монография «Гербициды» поднимает дискуссию по решению проблемы защиты посевов от сорняков на высокий академический уровень.