В 2014 году продолжилось расширение посевных площадей ячменя в России, что связано с растущим спросом на данную культуру, как на российском, так и на мировых рынках. Посевные площади ячменя в России устойчиво возрастают с 2011 года. Суммарные посевные площади ячменя в России в 2013 году составили 9,0 млн га, средняя урожайность составляет 19,2 ц/га. В РФ увеличение спроса наблюдается в первую очередь на фуражный ячмень, который является одним из ключевых составляющих кормовой базы животноводства [2, 3].

Яровой ячмень – основная яровая колосовая культура в Ростовской области. В последние годы в зерновом производстве страны доля ячменя увеличилась. В условиях Ростовской области  яровой ячмень является основной зернофуражной культурой и ежегодно занимает 350-400 тыс. га. Для животноводства используют до 80% валовых сборов зерна.

Одним из важных факторов устойчивого развития сельскохозяйственного производства Ростовской области является предотвращение потерь урожая от комплекса вредных организмов. Грамотное применение средств защиты растений от вредителей способствует увеличению количества и качества получаемой продукции.

Защита растений, являясь неотъемлимой частью системы земледелия, призвана осуществлять надежную защиту урожая от вредных организмов, предотвращать потери урожая от вредителей. Для решения поставленной задачи используются методы защиты растений, количество и интенсивность использования которых определяется общим уровнем развития технологий возделывания сельскохозяйственных культур [4, 5].

Основным вредителем ярового ячменя в Ростовской области является хлебная пьявица.

Материалы и методы. В 2013-2014 гг. на полях отдела общего земледелия лаборатории защиты растений ФГБНУ «ДЗНИИСХ» Аксайского района Ростовской области исследовали влияние ряда инсектицидов против хлебной пьявицы.

В ходе полевых опытов была изучена эффективность четырех. Химические составляющие действующих веществ, входящих в состав инсектицидов, имеют характерные биологические и технологические особенности. Были испытаны инсектициды на основе трех групп химических соединений, чаще всего используемые для защиты от вредителей на зерновых культурах: препараты из класса синтетических пиретроидов – Децис Профи, ВДГ-0,04 кг/га, Арриво, КЭ-0,2 л/га, фосфорорганический препарат – Парашют, МКС-0,5 л/га, смесевой препарат (пиретроиды + неоникотиноиды) Эфория, КС-0,2 л/га.

Площадь одной делянки 100 м², повторность опыта трёхкратная, расположение делянок рендоминизированное. Учеты вредителей проводили методом визуального осмотра и кошения энтомологическим сачком, уборку урожая прямым комбайнированием САМПО-500, математическую обработку данных – по Б.А. Доспехову (1985) [6].

Сорт ярового ячменя – Медикум 157. Количество продуктивных стеблей 400-420 стеб./м², предшественник – озимая пшеница. Технология возделывания культуры была типичной для приазовской зоны Ростовской зоны.

Результаты исследований.

В результате исследований установлено, что наибольшие потери урожая зерна ярового ячменя, размещенной после озимой пшеницы, были получены от жизнедеятельности хлебной пьявицы. Различают два периода активной вредоносности: первый связан с перезимовавшими жуками, второй с отродившимися личинками вредителя [7].

Перезимовавшие жуки появляются на посевах озимых злаков, затем переходят на всходы яровых колосовых культур. Жуки выедают вдоль жилок листьев сквозные узкие отверстия. Через 2 недели после дополнительного питания самки откладывают яйца на листьях злаков. Плодовитость одной самки 120-300 яиц. Эмбриональное развитие продолжается 12—14 дней. Личинки в своем развитии проходят четыре возраста, питаются паренхимой с верхней стороны листьев.  Повреждения выглядят как белые полоски, которые при сильном повреждении сливаются, листья желтеют и засыхают, растения задерживаются в росте, значительно снижается урожайность. Вредоносность личинок резко повышается при теплой влажной весне. Окукливаются личинки в верхнем слое почвы. Часть молодых жуков остаются в коконах до весны следующего, а другая часть жуков в начале июля дополнительно питается на листьях злаков. В этот период они представляют опасность поздним посевам кукурузы, особенно при недостаточной влажности почвы и отсутствии осадков летом [8].

В процессе исследований была определенна численность фитофага ярового ячменя взрослых особей и личинок (таблица 1). При анализе численности жуков установлено приближение к ЭПВ (экономический порог вредоносности), что в свою очередь, привело к необходимости применения пестицидов.

Таблица 1 – Количество жуков и личинок хлебной пьявицы на ячмене сорта Медикум 157.

Количество личинок хлебной пьявицы как видно из приведенных данных значительно превышало ЭПВ, что привело к применению инсектицидов для снижения численности вредителя.

По своей структуре очаг распространения фитофага представляет участок поля, заселенный листоедом, где численность всех стадий изменяется количественно и качественно. Очаг состоит из «ядра» – места первичного заселения имаго и максимального скопления всех следующих стадий развития пьявицы.

Многочисленным исследованиям установлено, что наибольший вред культуре ячменя наносят личинки хлебной пьявицы. Жуки не наносят ощутимого вреда, так как концентрируются на ограниченной площади, активно питаясь только в период предшествующий размножению и массовой яйцекладки (таблица 2).

Таблица 2 – Биологическая эффективность инсектицидов из разных химических классов против личинки хлебной пьявицы (2012-2014 гг.)

Результаты, проведенных испытаний инсектицидов из разных химических классов показали, что против хлебной пьявицы наиболее высокую биологическую эффективность по всем датам учета и наиболее длительный период защитного действия отмечен у инсектицида Эфория в норме расхода 0,2 л/га. Его применение вызывало почти 100 % гибель вредителя по всем датам учета. Незначительно уступал ему препарат Парашют, вызывая гибель вредителя на 7 день после применения 92,0 %

Личинки фитофага распределяются на посевах более равномерно, питаясь листьями верхнего фотосинтезирующего яруса, который оказывает основное влияние на формирование урожая (таблица 3).

Таблица 3 – Урожайность ярового ячменя при использовании инсектицидов (2012-2014 гг.)

Примечание: П-пиретроиды, П+Н-пиретроиды+неоникотиноиды

На продуктивность культуры большое влияние оказало количество вредителя в зависимости от варианта обработки пестицидами. Повреждая вегетативную массу ярового ячменя хлебная пьявица оказала влияние и на продуктивные качества ярового ячменя, что особенно заметно на контроле.

Анализируя полученные результаты за 2012-2014 гг. отмечается зависимость урожая ячменя от процента повреждений растений вредителем. Наибольшая средняя урожайность за период исследований была получена на варианте с применением смесевого препарата Эфория – 23,1 ц/га. Наименьшая урожайность при применении пестицидов была получена на варианте обработки культуры препаратом класса пиретроидов Арриво – 20,8 ц/га. Вариант контроля показал наихудший результат 8,2 ц/га вследствие наличия большого количества повреждений нанесенных личинками хлебной пьявицы, в среднем от 50 до 80 % листовой поверхности растений.

Вывод. Применение инсектицидов против основного вредителя ярового ячменя выявило наиболее эффективные препараты, Парашют и Эфория, относящиеся к различным химическим классам. Применение указанных препаратов способствовало 100 % гибели личинок хлебной пьявицы и соотвественно получение наибольшей урожайности. Применение препаратов Арриво и Децис Профи не обеспечивало 100 % гибель вредителя за период исследований, и как следствие снижение урожайности по сравнению с остальными препаратами.

Последствия применения минеральных удобрений:

Наибольшую угрозу представляют применение азотных удобрений вследствие большой подвижности нитратного азота. Наибольший ущерб водоемов и загрязнение им грунтовых вод наносит обогащение связанным азотом, биофильными элементами, которые приводят к увеличению водорослей. Водоросли отмирая, подвергаются анаэробному бактериальному разложению, что вызывает гибель водных обитателей из-за недостатка кислорода.

В меньшей степени угрозу представляют фосфорные удобрения. Однако значительное количество фосфатов попадают в водоемы вследствие водной эрозии, что приводит к увеличению биомассы фитопланктона, которые снижают уровень кислорода в воде и ухудшают ее качество. Также в почве вследствие применения фосфорных удобрений накапливается ряд других элементов: стабильный стронций, фтор, естественные радиоактивные соединений урана, радия, тория.

Третий основной элемент минеральных удобрений – калий, влияние которого на окружающую среду не значительно. Однако вместе с калийными удобрениями вносится много хлора, что приводит к нежелательным последствиям: калиево-натриевое и сульфатно-хлоридное засоление уравновешенности почвенного раствора и баланса элементов (кальция, магния, натрия и бора).

Последствия применения пестицидов:

В сельском и лесном хозяйстве используется пестицидов в огромных количествах, что привело к масштабному загрязнению окружающей среды. Молекулы химиката, включаясь в природные процессы миграции и круговорота веществ, разносятся атмосферными потоками на большие расстояния. Также они включаются в пищевые цепочки: почва, вода, растения, животные, птицы, человек.

Однако со временем вредные насекомые приспосабливаются к ядовитым свойствам этих веществ и эффективность пестицидов уменьшается, в следствие чего приходится использовать более токсичные и устойчивые пестициды.

Устойчивые к определенным пестицидам, флора и фауна могут накапливать их без разложения. В результате концентрация токсического вещества в организме может превысить исходную концентрацию его в окружающей среде. Этот процесс биологического концентрирования имеет особенно серьезное экологическое значение в пищевых цепях. Например, ДЦТ — типичное хлорорганическое соединение — способен более 50 лет циркулировать в биосфере. Более того, продукты его разложения (например, ДДЕ) — опасные и стойкие вещества, которые более токсичны, чем исходное вещество.

По результатам индийских ученых, использование пестицидов в огромных количествах способно вызвать развитие раковых заболеваний и мутаций в организме человека. Также наиболее стойкие пестициды способны накапливаться в жировой ткани людей и животных, что в будущем приведет к заболеваниям нервной и сердечно-сосудистой системы.

Наибольшую опасность пестициды представляют для детей. Так по результатам проведённых исследований заболевания кожи, пищеварительного тракта, органов дыхания и т.д. в районах масштабного применения пестицидов в 4,6 раза выше, чем в районах с наименьшей химизацией.

Таким образом, для предотвращения загрязнения окружающей среды при работе с микроудобрениями и пестицидами необходимо: вносить оптимальные нормы в соответствующие сроки; выбирать оптимальный способ использования; применять распределять их по удобряемой площади. Труднее устранить токсичность микроэлементов, чем их недостаток.

Многие из пестицидов были связаны с проблемами здоровья и окружающей среды, и сельскохозяйственное использование некоторых пестицидов было прекращено. Воздействие пестицидов может происходить через контакт с кожей, прием внутрь или вдыхание. Тип пестицида, продолжительность и способ воздействия, а также состояние здоровья человека (например, дефицит питательных веществ и здоровая/поврежденная кожа) являются определяющими факторами в возможном исходе заболевания. В организме человека или животного пестициды могут метаболизироваться, выделяться, храниться или биоаккумулироваться в жировых отложениях. Многочисленные негативные последствия для здоровья, связанные с химическими пестицидами, включают, среди прочего, дерматологические, желудочно-кишечные, неврологические, канцерогенные, респираторные, репродуктивные и эндокринные эффекты. Кроме того, высокое профессиональное, случайное или преднамеренное воздействие пестицидов может привести к госпитализации и смерти.

Остатки пестицидов можно найти в большом разнообразии повседневных продуктов питания и напитков, включая, например, приготовленные блюда, воду, вино, фруктовые соки, прохладительные напитки и корма для животных . Кроме того, следует отметить, что промывка и шелушение не могут полностью удалить остатки. В большинстве случаев концентрации не превышают законодательно установленных безопасных уровней. Однако эти “безопасные пределы” могут недооценивать реальный риск для здоровья, как в случае одновременного воздействия двух или более химических веществ , которое происходит в реальных условиях и может иметь синергетические эффекты. Остатки пестицидов также были обнаружены в образцах грудного молока человека, и есть опасения по поводу пренатального воздействия и воздействия на здоровье детей.

Современная сельскохозяйственная практика включает широкое производство и широкое использование химических веществ, известных своей способностью оказывать негативное воздействие на здоровье людей и диких животных и ухудшать состояние окружающей среды. Поэтому необходим срочный стратегический подход для сокращения использования агрохимикатов и внедрения устойчивых практик. Кроме того, нынешнее сельское хозяйство должно внедрять более экологически чистые методы, которые представляют меньший риск для здоровья населения. Реформирование сельскохозяйственной практики, приведенной в соответствие с этими критериями, является шагом на пути к устойчивости сельскохозяйственного сектора в отличие от точного земледелия.

Однако при сокращении использования агрохимикатов путем их применения только тогда и там, где это необходимо, необходимо учитывать пространственно-временную изменчивость всех почвенных и растениеводческих факторов данного поля. Эта изменчивость включает в себя урожайность, поле, почву и изменчивость урожая, но также и такие факторы, как повреждение ветром или наводнение. Технологические системы, такие как географические информационные системы, глобальные системы позиционирования и различные датчики, могут быть полезны. Эти технологические системы разрабатываются методом точного земледелия, который мы, конечно , не одобряем, но считаем, что выбранные технологические инструменты могут быть использованы для снижения рисков загрязнения окружающей среды и воды и повышения экономических выгод, вытекающих из сокращения использования химических продуктов.

Индустриализация сельского хозяйства породила ряд проблем, включая экономические, социальные и экологические последствия, с которыми местное население не может справиться. Кроме того, перепроизводство продовольствия, ориентированные на экспорт монокультуры, спрос на дешевую рабочую силу и другие характеристики индустриализации явно не смогли решить проблемы голода и недоедания. Напротив, несправедливое распределение продовольствия, чрезмерная эксплуатация земельных и водных источников, чрезмерное использование агрохимикатов и деградация природной среды являются одними из результатов доминирующей сельскохозяйственной модели. Продовольственный суверенитет способствует социальной, экономической и экологической устойчивости, например, посредством защиты коренного населения и производства продовольствия для распределения на местных рынках, и в настоящее время предпринимаются усилия по его признанию в качестве основного права человека.

Доминирующая сельскохозяйственная модель увеличила химическую нагрузку на природную среду. Кроме того, международные агрохимические компании поглощают традиционные сельскохозяйственные компании , что приводит к индустриализации сельскохозяйственной модели и оставляет местных фермеров и мелких производителей перед лицом последствий . Во многих случаях эти люди вынуждены применять экологически неблагоприятные методы для увеличения своего производства, чтобы выжить на рынке, вызывая еще большую деградацию окружающей среды. Однако в связи с тем, что продовольственный суверенитет не обязательно означает производство экологически чистых продуктов питания без пестицидов и поскольку он не определяет уровни использования пестицидов, по этой причине следует применять международные экологически чистые стандарты. Люди должны быть свободны в выборе способа производства собственных продуктов питания, и важная составляющая этого решения касается агрохимических продуктов. Таким образом, решение жителей отказаться от пестицидов можно считать шагом в этом направлении.

Хлопок — это род растений семейства Мальвовые (Malvaceae), культивируемый преимущественно ради волокна, которое покрывает семена в коробочке. Хлопок является самым распространенным натуральным волокном в мировой текстильной промышленности.

• Основные культивируемые виды:
  • Gossypium hirsutum (длинноволокнистый, занимает ≈ 90% мирового производства).
  • Gossypium barbadense (высококачественный, экстра-длинноволокнистый).

Исторически хлопок сыграл ключевую роль в мировой экономике, став двигателем промышленной революции и фактором глобальных торговых отношений.

Агробиологические требования и агротехника

Хлопок является теплолюбивой и светолюбивой культурой с длительным вегетационным периодом (150–200 дней).

• Требования к почве: Предпочитает плодородные, хорошо дренированные почвы.
• Водоемкость: Хлопок известен как культура с высокой потребностью в воде, особенно в период цветения и формирования коробочек. Это делает его культивирование в аридных зонах (таких как Центральная Азия или Египет) критически зависимым от ирригации. Неэффективная ирригация часто приводит к засолению почв.
• Борьба с вредителями: Культура высоко подвержена поражению вредителями (например, хлопковая совка, долгоносик), что исторически привело к интенсивному использованию инсектицидов.

Экономическое значение

Хлопок является стратегическим товаром и важнейшим источником дохода для многих развивающихся стран.

• Текстильная промышленность: Волокно используется для производства одежды, домашнего текстиля и технических тканей.
• Побочные продукты: Семена после отделения волокна перерабатываются. Хлопковое масло используется в пищевой промышленности, а жмых — как высокобелковый корм для скота.
• Глобальный рынок: Цена на хлопок (“белое золото”) подвержена значительным колебаниям на мировых сырьевых биржах (например, NYMEX), что влияет на экономическую стабильность стран-экспортеров.

Экологические и социальные вызовы

Интенсивное производство хлопка традиционно сопряжено с серьезными экологическими и социальными проблемами.

Экологический след

Хлопок имеет один из самых высоких экологических следов среди сельскохозяйственных культур:

• Водный кризис: Высокий расход воды критически истощает местные водные ресурсы (например, трагедия Аральского моря, вызванная ирригацией для хлопчатника).
• Химическое загрязнение: Интенсивное применение пестицидов и дефолиантов загрязняет почву, воду и угрожает здоровью рабочих и потребителей.

Социальные вопросы

В ряде стран (исторически, в Узбекистане и Туркменистане) хлопковый сектор был связан с практикой принудительного труда, что приводило к международным бойкотам и давлению со стороны правозащитных организаций.

Технологии и устойчивое развитие

Современные технологии и инициативы направлены на снижение негативного воздействия хлопкового производства.³

Биотехнологии (ГМ-хлопок)

Внедрение генетически модифицированного (ГМ) хлопка, в первую очередь Bt-хлопка (устойчивого к насекомым-вредителям), и RR-хлопка (устойчивого к гербицидам), позволило резко сократить использование инсектицидов и снизить производственные затраты. Сегодня ГМ-хлопок доминирует в мировом производстве.

Устойчивые инициативы

• Better Cotton Initiative (BCI): Глобальная некоммерческая организация, продвигающая принципы устойчивого земледелия, включая эффективное водопользование, снижение применения химикатов и улучшение трудовых условий.⁴
• Органический хлопок: Выращивание без использования синтетических удобрений и пестицидов, а также ГМ-семян. Этот сегмент рынка демонстрирует устойчивый рост.

Заключение

Хлопок остается критически важным сырьевым продуктом, связывающим сельское хозяйство с глобальной легкой промышленностью. Достижение устойчивости в хлопководстве требует сбалансированного подхода: использование водосберегающих технологий (капельное орошение), дальнейшее развитие биотехнологических решений для защиты растений и, что не менее важно, институциональные реформы для обеспечения этических трудовых практик. Будущее отрасли определяется способностью стран-производителей интегрировать эти устойчивые практики.

Агрохимикаты — собирательное название для химических веществ, используемых в сельском хозяйстве для повышения продуктивности. К ним относятся пестициды (инсектициды, гербициды, фунгициды) и минеральные удобрения. С середины XX века их интенсивное применение стало краеугольным камнем “Зеленой революции”. Однако, химическая стабильность и широкое распространение этих веществ привели к их аккумуляции в окружающей среде, создав угрозу для здоровья.

Основные пути и механизмы воздействия

Воздействие агрохимикатов на человека происходит по трем основным путям:

Профессиональное воздействие

Наиболее высокий уровень риска приходится на сельскохозяйственных рабочих, занятых распылением и непосредственным обращением с химикатами. Воздействие происходит через кожный контакт (основной путь), ингаляцию и проглатывание.

• Механизм: Многие органофосфатные инсектициды являются нейротоксинами, которые необратимо ингибируют фермент ацетилхолинэстеразу (AChE), нарушая передачу нервных импульсов.

 Диетическое (пищевое) воздействие

Воздействие происходит через потребление продуктов питания, содержащих остаточные количества пестицидов (ОКП). Регуляторные органы устанавливают максимально допустимые уровни (МДУ), но даже уровни ниже МДУ могут вызывать кумулятивные эффекты при длительном потреблении.

• Механизм: Некоторые пестициды (например, хлорорганические соединения) являются липофильными (жирорастворимыми), что приводит к их накоплению в жировых тканях человека и биоаккумуляции по пищевой цепи.

Экологическое (парапрофессиональное) воздействие

Воздействие на жителей, проживающих вблизи сельскохозяйственных угодий, происходит через загрязненную питьевую воду (поверхностный и грунтовый сток) и воздух (дрейф аэрозолей при распылении).

Влияние на здоровье человека

Исследования устанавливают связь между хроническим воздействием агрохимикатов и рядом серьезных заболеваний:

Неврологические и нейропсихиатрические расстройства

Органофосфаты и карбаматы, даже в низких дозах, связывают с увеличением риска развития болезни Паркинсона и Альцгеймера. У детей воздействие пестицидов связывают с задержкой нейропсихического развития и повышенным риском расстройств аутистического спектра (РАС) и синдрома дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ).

Эндокринные нарушения

Многие фунгициды и гербициды (например, атразин, некоторые фталаты) классифицируются как эндокринные разрушители (Endocrine Disrupting Chemicals, EDCs). Они имитируют или блокируют действие природных гормонов (эстрогенов, андрогенов, гормонов щитовидной железы), что может привести к:

• Нарушениям репродуктивной функции (снижение фертильности).
• Сбоям в развитии иммунной и нервной систем плода и младенца.

Онкологические заболевания

Гербицид глифосат классифицирован Международным агентством по исследованию рака (IARC) как “вероятно канцерогенный для человека” (Группа 2А), с потенциальной связью с неходжкинской лимфомой. Ряд других пестицидов связан с повышением риска развития рака простаты и молочной железы.

Пути снижения рисков и устойчивые альтернативы

Снижение воздействия агрохимикатов требует многоуровневых усилий:

• Регуляторные меры: Ужесточение процедур регистрации и пересмотр МДУ на основе современных данных о токсичности, особенно для EDCs и нейротоксинов.
• Защита рабочих: Обязательное использование средств индивидуальной защиты (СИЗ) и проведение обучения по безопасному обращению с химикатами.
• Переход к устойчивым системам:
  • Интегрированная борьба с вредителями (IPM): Применение биологических и агротехнических методов контроля, сводя к минимуму использование химикатов.
  • Органическое и низкохимическое земледелие: Полный или частичный отказ от синтетических пестицидов и удобрений, который является наиболее эффективным способом защиты здоровья.

Заключение

Воздействие агрохимикатов представляет собой значительный, но часто недооцениваемый риск для общественного здравоохранения. Особую уязвимость демонстрируют работники сельского хозяйства и дети. Долгосрочная стратегия обеспечения продовольственной безопасности должна включать не только повышение урожайности, но и минимизацию вреда здоровью и окружающей среде. Научные исследования, направленные на разработку безопасных биопестицидов и продвижение устойчивых агротехнологий, являются ключевыми для достижения этого баланса.