Анотація до роботи:

Шевчук О.В. Екотоксикологічне та економічне обгрунтування систем хімічного захисту зернових культур в Лісостепу і Степу України. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.16 – екологія. Національний аграрний університет, Київ, 2004.

Дисертація присвячена вивченню закономірностей дії пестицидів в агроценозах України. Доведено, що швидкість детоксикації пестицидів в рослинах та грунті прямо пропорційно залежить від їх полярності. Встановлено, що сучасний асортимент пестицидів представлений в основному малополярними сполуками. Визначений ступінь небезпечності пестицидів сучасного асортименту за інтегральною класифікацією. Розроблена комплексна комп’ютерна модель оцінки ризику застосування пестицидів за АЕТІ та визначено екологічно безпечне навантаження пестицидів в агроценозах зернових культур в різних грунтово-кліматичних зонах України. Проведена оцінка економічної ефективності застосування пестицидів на зернових культурах. Розроблена модель залежності порогу окупності від норм витрати та рівня цін на зерно. На основі отриманих результатів розроблена система економічної та екологічної оцінки застосування хімічних засобів захисту на зернових культурах.

1. Вирощування зернових культур за інтенсивними технологіями передбачає багаторазове застосування пестицидів. Тому системи захисту зернових культур мають бути спрямовані не тільки на збереження врожаю, а і на екологічні, санітарно-гігієнічні, економічні аспекти їх оптимізації. Застосування пестицидів необхідно розглядати як один із засобів управління якістю агроекосистеми на основі порівняння пестицидного навантаження з властивістю території до самоочищення.

2. За фізико-хімічними властивостями пестициди поділяються на 3 групи: неполярні з від 0 до 2 Дебай, малополярні з = 2-6 та полярні з більше 6 Дебай. Експериментально встановлено, що детоксикація пестицидів під впливом біотичних, абіотичних та антропічних чинників проходить за експоненційною моделлю. Неполярні пестициди розпадаються в агроценозах зі швидкістю (k) 0,04-0,16 частин за добу, період їх напіврозпаду (Т₅₀) складає від 20 до 5 діб, для малополярних пестицидів k становить 0,14-0,23 частин за добу, Т₅₀ – 5-3 діб, для полярних k – більше 0,23 частин за добу, Т₅₀ – менше 3 діб.

3. Швидкість детоксикації пестициду прямо пропорційно залежить від його полярності () і описується рівнянням, що має загальний вид: k = a+bm. Для рослин озимої пшениці ця залежність може бути виражена рівнянням k=0,10+0,024 (R= 0,720) як в зоні Степу, так і в Лісостепу. Для грунту рівняння має вигляд: в Лісостепу – k=0,061+0,0097 (RІ=0,706), в Степу – k=0,047+0,008 (RІ=0,663). Різниця у значеннях коефіцієнтів а і b обумовлюється грунтово-кліматичними умовами зон. Таким чином, дипольний момент та константа швидкості детоксикації можуть використовуватись для екотоксикологічного скринінгу пестицидів в агроценозах.

4. Сучасний асортимент пестицидів представлений в основному малополярними сполуками, неполярні є серед інсектицидів та протруйників. Визначено ступінь небезпечності їх застосування за інтегральною класифікацією (семибальна шкала), яка включає токсиколого-гігієнічні і екотоксикологічні показники. Більшість препаратів є помірно небезпечними і мають ступінь небезпечності 4 або 5, більш полярні фунгіциди є малонебезпечними (ступінь небезпечності 6).

5. Побудована комплексна комп’ютерна модель оцінки ризику застосування пестицидів за АЕТІ, яка враховує властивості пестицидів, навантаження за сумарною нормою витрати та здатність території до самоочищення. Доведено, що обсяги застосування пестицидів сучасного асортименту (Q=4-5) за сезон на рівні здатності території до самоочищення складають для лісостепової зони 8-14 кг/га, степової - 3,7-10 кг/га, в тому числі для південної її частини - 3,7-4,6 кг/га.

6. В лісостеповій зоні для всіх розглянутих систем хімічного захисту ризик забруднення довкілля є малонебезпечним (АЕТІ<1). Найбільш небезпечною із них є система: протруєння насіння Вітаваксом 200ФФ, обробка посівів гербіцидом Діален, інсектицидом Базудин та дворазове обприскування фунігцидами – Корбель та Фолікур БТ з максимальними нормами витрати. Середньозважений ступінь небезпечності цієї системи дорівнює 3,9, сезонне навантаження – 7,1 кг/га. В степовій зоні найбільш небезпечною з розглянутих була така система: протруєння насіння Вітаваксом 200ФФ, обробки посівів гербіцидом Діален, фунгіцидом Корбель та дворазово інсектицидом Рогор С. Для даної системи Q становить 3,9, сумарна норма витрати - 7,1 кг/га, а АЕТІ перевищує малонебезпечну межу. Системи, для яких Q знаходиться в межах від 3,8 до 4,8, а сезонне навантаження не перевищує 3,5 кг/га є малонебезпечними і мають АЕТІ <1.

7. Протруєння насіння є екологічно безпечним і економічно вигідним прийомом. Витрати на його проведення окупаються при збереженні врожаю зерна в межах 0,06-0,14 т/га. Так, при ціні зерна 600 грн./т витрати на протруєння насіння озимої пшениці Лоспелом (1,2 л/т) еквівалентні 0,07 т/га зерна.

8. Обробка посівів гербіцидами Гранстар, Ларен, Дифезан, Ковбой, забезпечує збереження врожаю на рівні 0,31-0,75 т/га, який є достатнім для отримання прибутку від їх застосування.

9. В степовій зоні ефективність застосування інсектицидів на озимій пшениці зумовлена вищою якістю одержаного зерна, що дає можливість отримати прибуток в межах від 135 до 426 грн./га. В Лісостепу збережений врожай при застосуванні інсектицидів складає 0,23-0,41 т/га, рентабельність їх застосування досягає 268%.

10. Концептуальна схема прийняття рішення щодо застосування пестицидів, крім загальноприйнятих блоків (аналіз фітосанітарного стану, визначення можливих втрат), повинна включати також блоки оцінки екологічної безпеки застосування пестицидів за АЕТІ та економічної ефективності.

11. Застосування розробленої схеми дає можливість здійснити вибір препаратів, які ефективно захищають культуру від шкідливих організмів, є економічно доцільними й екологічно безпечними. Вона пройшла виробничу перевірку в 2002-2003 рр. в лісостеповій зоні (Хмельницька обл.) на озимій пшениці і ярому ячмені, що дозволило зберегти врожай в розмірі 0,56 т/га і 0,67 т/га відповідно. Рентабельність склала на озимій пшениці 212%, на ярому ячмені 75%.

12. За результатами досліджень препарати Лоспел, 12,5% в.м.е., Сумі 8 ФЛО, 2% к.с., Вітарос, в.с.к., Раксіл, 6% т.к.с., включені до “Переліку пестицидів і агрохімікатів, дозволених до використання в Україні” і рекомендовані до застосування на озимій пшениці та ярому ячмені.