Модерното конвенционално земеделие се основава на все по-значимото използване на външни вложения под формата на синтетични торове и пестициди. Масовото им употреба крие преки последствия, изразяващи се в в загуба на биоразнообразие, замърсяване на водите и почвите, които представляват преки опасности за здравето на човека и животните. Освен това синтетичните торове и пестицидите допринасят и за промените в климата – като се започне от производството им, свързано с използването на изкопаеми горива и се стигне до дългите им вериги на доставки до крайните потребители. Човечеството, и в частност агробизнесът, има устойчиви и безопасни алтернативи на синтетичните пестициди в лицето на биологичната растителна защита. Тази система на растителна защита, мимикрираща взаимоотношенията в биоценозите, е безопасна за човека и биоразнообразието и в много случаи дори е и по-бюджетна, отколкото методите използвани в конвенционалното земеделие.

Към списъка с очакваните въздействия от климатичните промени, освен наводненията, сушите и пожарите, следва да добавим и вредителите по селскостопанските култури. Плевелите и насекомите ще имат условия да се размножават по-успешно, с по-дълъг вегетационен период и по-топъл климат. Това най-вероятно ще доведе и до по-голяма употреба на пестициди, което само по себе си е отговорно за вредни емисии, допълнително влошаващи изменението на климата. Климатичните промени пряко влияят върху разпространението на нови и инвазивни видове в нетипични за тях досега екосистеми. Това води до употребата на още повече пестициди, за да се контролират успешно тези интродуцирани видове в райони, в които липсват естествените им врагове. Доклад на Междуправителствения панел по климатичните промени (IPCC) установява, че около 30% от глобалните емисии, водещи до изменението на климата, се дължат на селскостопански дейности, включително на употребата на пестициди. Употребата им влияе не само на нашето здраве и околната среда, но играе и пряка или косвена роля в изменението на климата. Например изкопаемите горива се използват както при производството, така и при транспорта на пестициди, използването им създава неустойчиви хранителни вериги и земеделски, производствени системи и това засяга естествените способности на почвата да улавя въглерод.


Фигура 1: Третиране на оризово поле с пестициди. Източник 

Синтетичните пестициди влияят негативно на почвеното здраве

Синтетичните пестициди нарушават сложната мрежа от живот в нашите почви и оказват влияние върху плодородието ѝ. Почвените организми са от решаващо значение за изграждането на почвената органична материя и рециклирането на хранителни вещества и тази загуба на биологична активност на почвата намалява способността на почвата да улавя въглерода. Почвата е един от най-големите поглъщатели на въглерод. Въпреки това над 30% от почвите в света са влошени от неустойчиво управление на земята. В образувалия се порочен кръг се изискват все повече торове, за да осигурят липсващите хранителни вещества в почвата. От друга страна, силно наторените растения стават по-привлекателни за вредителите, което кара фермерите да прилагат още повече пестициди. В една добре управлявана агроекологична система растенията биха били по-издръжливи и вредителите до голяма степен ще се управляват от естествени им хищници.

Пестицидите допринасят и за по-високи емисии 

Производството, транспортирането и прилагането на пестициди създава емисии на парникови газове чрез използване на енергия в производството и освобождаване на активни съставки и „инертни“ добавки в атмосферата. Пестицидите също причиняват допълнителни емисии чрез въздействието си върху почвите – въпреки че тези ефекти все още не са проучени достатъчно задълбочено. 

Агробизнес маркетинг

Производителите на пестициди представят на пазара своите продукти като решения за изменението на климата. Например хербицидите са вид пестициди, които са предназначени за унищожаване на нежелана и плевелна растителност. Използването им за почистване на земята от плевели и стари култури се насърчава като алтернатива на обработката, която обаче разрушава почвата и засяга способността ѝ да улавя въглерода. Въпреки това биоразнообразието на почвата е силно засегнато от хербициди и е от решаващо значение за улавянето на въглерода.

История на използването на пестицидите

От зората на човечеството борбата за повече и по-качествена реколта, способна да го изхрани, върви ръка за ръка с проблемите, създавани от растителните заболявания и вредните насекоми. Това налага търсене на начини и средства за тяхното отстраняване. Първоначално за тази цел се използват различни растителни отвари и естествени материали. Първите сведения за използването на сяра като фунгицид са известни от второто хилядолетие преди новата ера. В началото на 5 век в Китай, при засаждане на ориз обработвали корените му с арсен за борба с вредителите. През 18 век за борба с мравките се използва смес от мед и арсен. Необходимо е да минат две столетия, за да започнат начините за провеждане на растителна защита да придобият съвременните си очертания. И причина за това е аграрно- индустриалната революция. Растителнозащитните мероприятия са се превърнали в задължителен подход в селското стопанство. Затова съдейства и откриването на фитогенните свойства на пиретрума, вид хризантема с инсектицидни свойства. В края на 19 век селските стопани вече успешно прилагат медния арсенат, известен като „парижко зелено“ като инсектицид и бордолезовия разтвор за борба с различни гъбни заболявания. Нов етап в използването на синтетичните средства за растителна защита настъпва в навечерието на Втората световна война с откриването на препарата ДДТ (дихлордифенилтрихлоретан) през 1939 г. Учените предполагат, че значителното увеличение на добивите на култури в много страни по земното кълбо след това не е резултат толкова от отглеждането на нови сортове, а поради активното използване на пестициди, което е направило възможно повишаването на ефективността на цялата селскостопанска дейност.

Класификация на пестицидите

Съществуват няколко класификации на различните видове пестициди. Например една от най-популярните разделя пестицидите на две големи групи според техния състав: органични и неорганични. Много е важно пестицидите да се класифицират и според нивото им на опасност. В съвременния свят се разграничават четири категории пестициди от четвъртата (означена с римската цифра IV), която включва нискоопасни вещества, до първата (означена с римската цифра I), която включва изключително опасни пестициди.

Основната активна съставка в тях също се разглежда отделно. Според нея те се делят на съдържащи: хлор, фосфор, метали и азотни съединения.

Струва си да се подчертае, че освен за унищожаване на организми, вредни за селското стопанство, пестицидите се използват и за други цели (макар и много по-рядко). Тези цели включват:

- ускоряване на растежа на растенията;

- изсушаване на всички растения преди прибиране на реколтата;

- „запазване” на реколтата за по-дълго съхранение;

- обработка на зърно и семена преди засаждане;

- стерилизация на насекоми.

Друга класификация разделя пестицидите на групи според начина и естеството на тяхното въздействие върху организма. Има 4 основни групи:

1. контактни вещества, които засягат тялото веднага след контакт с него;

2. чревни, причиняващ отравяне или смърт, когато навлязат в храносмилателната система;

3 системни, навлизащи в кръвоносната или проводящата система и чрез нея се разпространяват във всички тъкани на живия организъм;

4. фумигация, проникваща вътре през дихателната система.

Фигура 2: Мъртва пчела след третиране с пестициди. Източник 

Не съществуват пестициди, които да бъдат напълно безопасни за хората и за околната среда. 

Всеки пестицид, по един или друг начин, засяга много живи организми наведнъж, а не само конкретни вредители. 

Последиците от такова излагане могат да се считат за сериозен недостатък на всички пестициди. А както бе споменато и по-рано, модерните пестициди са пряк източник на емисии, влияещи на климата. 

Кои са устойчивите алтернативи на пестицидите?

Съществуват алтернативи, които, от една страна, не водят до намаляване на добивите от селскостопанските култури на фона на едно нарастващо земно население, от друга страна, са щадящи за околната среда и нямат отрицателни влияния върху климатичните промени. 


Фигура 3: Биологичната растителна защита няма отрицателни въздействия за хората, полезните насекоми, птиците, животните и микроорганизмите. Източник

В търсене на алтернативи на пестицидите еколози и агрономи се обръщат към биологичната растителна защита. В нейната основа лежат междувидовите взаимоотношения, възникнали в процеса на еволюцията. Методите ѝ са абсолютно безвредни от гледна точка на екологията – използването им няма отрицателни въздействия за хората, полезните насекоми, птиците, животните и микроорганизмите. Съвременната концепция за защита на растенията се основава на принципите на интегрирано управление на популацията на основните вредители. Целта не е контрол на отделните вредители, а устойчиво поддържане на техните популации на приемливо ниво. Същността на метода е използването на техните естествени врагове и антагонисти срещу организми, вредни за растенията. 

Кои са основните направления на биологичната растителна защита?

- запазване на полезните организми, живеещи в насаждения (естествени врагове на вредителите) и засилване на тяхната роля;

- използването на изкуствено отгледани ентомофаги (паразити и хищници) чрез пускането им в огнища на вредителите;

- въвеждане (доставка, заселване) и аклиматизация на нови за района полезни организми (т.нар. класически биометод);

- използването на различни патогени като бактериални, гъбични и вирусни пестициди.

Отказът от химична обработка с пестициди води до увеличаване на броя както на естествените ентомофаги, така и на ентомопатогенните микроорганизми. Същността на биологичната растителна защита е в регулацията на биоценозите. Системата за биологична растителна защита трябва да се разглежда като набор от защитни мерки с използване на устойчиви сортове, освобождаване на ентомофаги и акарифаги, както и използване на биологични продукти, което се прилага на базата на фитосанитарен мониторинг и отчитане на дейността на полезните видове, което допринася за постигането на биоценотичен баланс. По този начин биологичните агенти изпълняват функцията на задействащ механизъм в екологичната защита на растенията. Благодарение на биологичните методи става възможно да се намали броят на химическите обработки и да се възстанови броят на естествените популации от естествени врагове.

Методът може да бъде демонстриран със следния пример – използването на различни видове трихограма (Trichogramma ssp.) в биологичната растителна защита. Терминът “трихограма” се отнася до цяло семейство ентомофаги, чиито ларви се развиват в яйцата на насекомото – гостоприемник. Тази микро оса е не по-голяма от 1 мм, но успешно се бори с повече от 70 вида вредители по растенията. Сред тях са: ябълковият и сливов плодов червей, памуковата нощенка, царевичният стъблопробивач. Ако се поровите в научните статии за трихограмата, ще забележите, че различните видове от това семейство се използват срещу различни вредители. А подборът на вид ентомофаг е ключов елемент от успешното му приложение в биологичната защита. Всичко е много просто – вземаме трихограма от обект (паразитирани яйца на вредител с природна трихограма), размножаваме и прилагаме. 

Например доминиращият вид трихограма, който паразитира в яйцеклетката на царевичния стъблопробивач, е Trichogramma evanescens. Той е идентифициран като такъв в 95% от случаите. Размножаването на трихограмата в количества, позволяващи използването ѝ в биологичната растителна защита, става в специализирани биолаборатории, където тя се размножава, обикновено върху яйцата на зърнен молец (Sitotroga cerealella). Такива вече има и у нас. След това, на база провеждания регулярно мониторинг на вредителите в посева и установяването на техния масов полет и начало на яйцеснасяне, става нейното освобождаване на полето. Стандартно това се прави с помощта на летателна техника, безпилотни дронове или ръчно. В Европа трихограмата се прилага по схема от 10х10 метра или 15х15 метра в зависимост от количеството на вредителя. И ако моментът за внасянето ѝ, както и изборът на подходящ вид са извършени правилно, на полето няма да е необходимо да се прилага химическа растителна защита.

Безспорно биологичната растителна защита, като един комплексен метод, изисква от фермера или агронома много повече знания и опит в сравнение с конвенционалното използване на пестициди. Необходими са знания по екология, провеждане на регулярен мониторинг и прогноза на вредителите в посева, точно определяне на прага на иконимическата вредност, но услилията си заслужават. Биологичната растителна защита е безопасна за човека, домашните животни, както и дивите представители на фауната. Прилагането ѝ осигурява екологична чистота на опазваната агроценоза, а липсата на вредни емисии при използването ѝ е щадяща и важна за забавяне на промените в климата.

Автор: Роман Рачков / Климатека

Роман Рачков е част от авторския екип на Климатека, той е агроном, специалист по тропично и субтропично земеделие, дългогодишен експерт по интегрирана и биологична растителна защита. Председател е на Българската асоциация по биологична растителна защита, има интереси в областта на инвазивните видове насекоми в Европа.

В публикацията са използвани материали от:

1. Доклад на Междуправителствения панел по климатичните промени (IPCC), 2019

2. Списък на биологичните агенти, които могат да се използват на територията на република България, БАБХ

3. Biological Control in Plant Protection: A Colour Handbook, Second Edition, Neil Helyer, Nigel D. Cattlin, Kevin C. Brown, 2014 CRC Press

4. Introduction to Plant Pathology, Richard N. Strange, 2003, Wiley

5. Sittig’s handbook of pesticides and agricultural chemicals, Richard P Pohanish, 2015, William Andrew Publishing