База даних інновацій з удосконалення хімічного захисту рослин

Размещено на http://www.allbest.ru/

Інститут захисту рослин Національної академії аграрних наук України

База даних інновацій з удосконалення хімічного захисту рослин

Віннічук Тамара Сергіївна кандидат біологічних наук, старший науковий співробітник, завідувач відділу

Круть Михайло Володимирович кандидат біологічних наук, старший науковий співробітник, провідний науковий співробітник відділу

Анотація

Інститутом захисту рослин Національної академії аграрних наук України сформовано базу даних інновацій з удосконалення хімічного захисту рослин, яка складається із 40 наукових розробок. Розроблено технологічні регламенти застосування пестицидів сучасного асортименту для захисту основних сільськогосподарських культур. Розроблено способи раціонального та екологічно орієнтованого застосування інсектицидів на польових культурах. Удосконалено технологію захисту сої від шкідливих організмів. Створено базу експериментальних даних для розробки технологій раціонального застосування пестицидів на кукурудзі, сої та картоплі. Удосконалено систему хімічного захисту пшениці озимої від шкідливої черепашки. Відмічено високу ефективність бакових сумішей гербіцидів із поверхнево-активними речовинами проти борщівника Сосновського. Важливого значення набуває застосування хімічних засобів захисту сумісно з регуляторами росту рослин та біологічними препаратами. Видано рекомендації стосовно моніторингу резистентності колорадського жука до пестицидів. Розроблено методичні рекомендації щодо оцінювання рівня токсичності пестицидів для комах та кліщів. Встановлено способи раціонального застосування хімічних засобів в агроценозах рису. Розроблено модель оцінки ризику застосування пестицидів сучасного асортименту для захисту сільськогосподарських культур в Україні. Розроблено моделі детоксикації пестицидів в агроценозах та екотоксикологічні показники цього процесу. Встановлені способи визначення діючих речовин хімічних препаратів відрізняються високою достовірністю й широко використовуються для проведення аналізів на вміст пестицидів в об'єктах довкілля та виробленій продукції.

Ключові слова: сільськогосподарська культура, шкідливі організми, пестицид, хімічний захист рослин, токсичність, резистентність, детоксикація.

Vinnichuk Tamara Sergiyivna Candidate of biological sciences, senior scientific worker, Head of the Department, Institute of Plant Protection of National Academy of Agrarian Sciences of Ukraine, Kyiv

Krut Mykhailo Volodymyrovych Candidate of biological sciences, senior scientific worker, leading scientist of the Department, Institute of Plant Protection of National Academy of Agrarian Sciences of Ukraine, Kyiv

A DATABASE OF INNOVATIONS IN BIOLOGICAL PLANT

PROTECTION

Abstract

The Institute of Plant Protection of the National Academy of Agrarian Sciences of Ukraine has created a database of innovations on the improvement of chemical plant protection, which consists of 40 scientific developments. Technological regulations for the use of pesticides of a modern assortment for the protection of the main agricultural crops have been developed. Methods of rational and ecologically oriented application of insecticides on field crops have been developed. The technology of soybean protection against harmful organisms has been improved. A database of experimental data was created for the development of technologies for the rational use of pesticides on corn, soybeans, and potatoes. The system of winter wheat chemical protection against the eurtygaster bug has been improved. The high efficiency of tank mixtures of herbicides with surface-active substances against Sosnovsky borscht was noted. The use of chemical protection agents in combination with plant growth regulators and biological preparations becomes important. Recommendations for monitoring the resistance of the Colorado potato beetle to pesticides have been issued. Methodological recommendations for assessing the level of toxicity of pesticides for insects and mites have been developed. Methods of rational application of chemicals in rice agrocenoses have been established. A risk assessment model for the use of pesticides of a modern assortment for the agricultural crop protection in Ukraine has been developed. Models of pesticide detoxification in agrocenoses and ecotoxicological indicators of this process have been developed. The established methods of determining the active substances of chemical preparations are highly reliable and are widely used for conducting analyzes for the content of pesticides in environmental objects and manufactured products.

Keywords: agricultural crop, harmful organisms, pesticide, chemical plant protection, toxicity, resistance, detoxification

Постановка проблеми. Внаслідок повномасштабної війни росії проти України аграрний сектор зазнав суттєвих втрат. Але ж статистичні дані стосовно розвитку виробництва у передвоєнному 2021 році й наступні (вже воєнні) роки свідчать про те, що наша країна залишається одним із гарантів забезпечення продовольчої безпеки у світі [1, 2, 3].

Багато ще треба зробити для стабілізації розвитку аграрного сектору економіки України в сучасних важких умовах життя. Значною мірою це стосується як підвищення обсягів виробництва високоякісної сільськогосподарської продукції, так і зменшення екологічної небезпеки для довкілля. Важливого значення при цьому набуває покращання наукового забезпечення агропромислового виробництва.

Слід враховувати й деякі негативні моменти в розвитку вітчизняного аграрного виробництва. Так, сільське господарство проявляє негативний вплив на 80% території України. Внесок агропромислового комплексу в забруднення і деградацію навколишнього середовища становить 35-40%, зокрема земельних ресурсів - 50, поверхневих вод - 45-50%. Тільки 1 гектар із кожних 10 має задовільний стан. Продуктивність наших ланів порівняно з розвиненими країнами залишається низькою, що великою мірою відображається на продовольчих ресурсах [4, 5].

Найважливішим резервом для отримання додаткових урожаїв сільськогосподарських культур є здійснення захисних заходів. Так, за інтенсивних технологій ефективний захист рослин базується, насамперед, на широкому застосуванні пестицидів. На перший погляд цей метод забезпечує необхідний захисний ефект, дає можливість одержати швидкий господарський результат, є прийнятним за величиною затрат, проте створює і значні негативні впливи, пов'язані з забрудненням навколишнього середовища і разом із тим - вироблюваної продукції [6]. Тому в нашій та багатьох країнах світу актуальним став розвиток концепції інтегрованого екологізованого захисту рослин [7].

Аналіз останніх досліджень і публікацій. За даними Дepжпpoдcпoжив- одужби, у 2020 році українські аграрії провели захист посівів сільськогосподарських культур від шкідників, хвороб і бур'янів на 46,2 млн, і при тому було використано 40,7 тис. тонн пестицидів. Для вирішення проблеми кардинального покращання екологічного стану в Україні потрібний постійний пошук можливостей зменшення пестицидного навантаження на агроценози та підвищення безпеки для довкілля. Зважаючи на вищесказане, однією із важливіших вимог до створюваної в установах Національної академії агарних наук України інноваційної продукції, крім її економічності, є екологічність.

Мета статті - аналіз наукових досягнень та формування інвестиційно- інноваційної бази даних наукових розробок з удосконалення хімічного захисту рослин для подальшого здійснення трансферу інновацій в аграрне виробництво.

Виклад основного матеріалу. Інститутом захисту рослин НААН та деякими іншими установами Науково-методичного центру «Захист рослин» (Миронівський інститут пшениці імені В.М. Ремесла, Інститут сільського господарства Карпатського регіону НААН) впродовж останніх близько 20 років в результаті проведених численних науково-дослідних робіт створено базу даних наукових розробок із удосконалення хімічного захисту сільськогосподарських культур від шкідників, хвороб та бур'янів, яка складається із 40 інновацій.

Розроблено технологічні регламенти застосування пестицидів сучасного асортименту для захисту основних сільськогосподарських культур. Їх складовими є: 1) контроль розвитку шкідливих організмів у посівах основних вирощуваних культур; 2) встановлення ефективності строків і норм витрати пестицидів сучасного асортименту пестицидів проти шкідливих організмів; 3) хімічний захист тієї чи іншої культури з повним асортиментом гербіцидів, інсектицидів, фунгіцидів, протруйників насіння; 4) методичні рекомендації із застосування сучасного асортименту пестицидів проти шкідливих організмів в системах захисту картоплі, гороху; 5) методичні рекомендації з використання гербіцидів на посівах кукурудзи; 6) методичні рекомендації з проведення захисних заходів проти мишоподібних гризунів.

Розроблено способи раціонального та екологічно орієнтованого застосування інсектицидів на польових культурах (пшениця озима, гречка, горох, кукурудза, буряки цукрові та їх насінники) - це передпосівна обробка насіння гречки, кукурудзи, гороху інсектицидними протруйниками проти шкідників сходів; обробка маточних коренеплодів буряків цукрових інсектицидними протруйниками проти бурякових попелиць та інших шкідників насінницьких посівів; застосування високоефективних інсектицидів на посівах гороху проти зерноїда та плодожерки в науково обґрунтовані строки; використання сумішей інсектицидів із різних груп для захисту сходів пшениці озимої від хлібних турунів та інших шкідників.

Удосконалена технологія захисту сої від шкідливих організмів включає в себе такі елементи: прийоми агротехніки (схеми посіву); комплексна обробка насіння перед сівбою; внесення високоефективних досходових гербіцидів. При цьому підвищення врожайності складало 53%, умовно чистий дохід - 4229,4 грн./га, тоді як за традиційної схеми з обробками посівів у період вегетації культури відповідні показники дорівнювали 44,7% і 2169 грн/га.

Створено базу експериментальних даних для розробки технологій раціонального застосування пестицидів на кукурудзі, сої та картоплі. Її складовими є такі: 1) порівняльна оцінка захисних заходів проти шкідників і хвороб картоплі за обробки бульб та обприскування рослин; 2) ефективність різних схем застосування пестицидів на посівах сої й кукурудзи; 3) удосконалення технологій захисту культур від шкідливих організмів. Розроблено також методичні рекомендації з використання пестицидів оновленого асортименту на картоплі та сої проти основних хвороб та шкідників рослин, які враховують види шкідливих об'єктів, строки застосування хімічних засобів та норми їх витрати. Все це сприяє більш раціональному застосуванню пестицидів, зменшенню пестицидного навантаження на довкілля, збільшенню врожайності та одержанню екологічно безпечної продукції.

Удосконалена система хімічного захисту пшениці озимої від шкідливої черепашки базується на застосуванні суміші інсектицидів Актара, в.г. і Карате, к.е. у половинних нормах витрати. Технічна ефективність суміші препаратів - 86%, збережений урожай зерна - 0,33 т/га, якість зерна - 2-3-й клас, окупність затрат - 4,1 грн./га.

Відмічено високу ефективність бакових сумішей на основі поєднання гербіцидів, які містять різні діючі речовини, та поверхнево-активних речовин проти борщівника Сосновського на різних етапах органогенезу без шкоди іншим рослинам. Так, за умов прохолодної та надмірно зволоженої погоди мала місце 99,7%-на ефективність від бакової суміші таких гербіцидів: Зернодар, в.г. + Чистопол, в.р.к. + Хлібодар, с.е. + ПАР Корона, р.

Для зменшення пестицидного навантаження на агроценоз важливого значення набуває застосування хімічних засобів захисту сумісно з регуляторами росту рослин та біологічними препаратами. Так, обприскування посівів ріпаку озимого сумішшю фунгіцидів з гуміновими препаратами Гуміфілд та Фульвітал Плюс дає можливість зменшити норми витрати пестицидів на 15-20% і разом із тим підвищити врожайність культури на 25-30%. За сумісного використання біологічних та хімічних препаратів на овочевих культурах (томати, огірок, капуста білоголова) ефективність фунгіцидів за зниженої норми витрати на 20% проти хвороб рослин може бути досить високою - збільшення врожайності на 13-19% та одержання екологічно безпечної продукції. Застосування суміші інсектициду Драгун (хлорпірифос), КЕ з біопрепаратом Актофіт (Аверсиктин С), к.е. у половинних нормах витрат на посівах сої забезпечило технічну ефективність проти звичайного павутинного кліща на рівні 89,1 % за збереження врожаю зерна 0,73 т/га та отримання чистого прибутку - 4721 грн./га.

Видано методичні рекомендації стосовно моніторингу резистентності колорадського жука до пестицидів. В них наведено методику вивчення чутливості імаго та личинок із різних географічних популяцій шкідника до інсектицидів із різних хімічних груп та визначення показників чутливості - СК50, СК95, % д.р. Для запобігання формуванню у колорадського жука резистентності вказано на необхідність чергування препаратів.

Розроблено також методичні рекомендації щодо оцінювання рівня токсичності пестицидів для комах та кліщів. Велику увагу приділено виявленню менш небезпечних інсектицидів для медоносної бджоли при їх використанні на ентомофільних культурах та попередженню появи резистентних природних популяцій павутинного кліща до інсектоакарицидів за використання показників швидкості розвитку резистентності.

Встановлено способи раціонального застосування пестицидів в агроценозах рису - це підбір ефективних гербіцидів проти злакових та болотних бур'янів; застосування ґрунтових та післясходових гербіцидів проти злакових бур'янів у посівах сорго зернового в рисових чеках; протруювання насіння рису та застосування фунгіцидів проти пірикуляріозу; застосування ефективних інсектицидів проти шкідників.

Значна частина інновацій лабораторії аналітичної хімії пестицидів Інституту захисту рослин НААН пов'язана із проведенням екологічного моніторингу пестицидів в агроценозах, розробкою теоретичних основ безпеки хімічних сполук в інтегрованих системах захисту рослин від шкідливих організмів, розробкою та використанням ефективних методів контролю вмісту залишків пестицидів у рослинах, ґрунті, воді, рослинницькій продукції, а також контролю якості процесу протруювання насіннєвого матеріалу. Так, розроблено модель оцінки ризику застосування пестицидів сучасного асортименту для захисту сільськогосподарських культур в Україні, яка передбачає використання екотоксикологічних критеріїв та інтегральних показників (ступінь небезпечності пестициду, середньозважений ступінь небезпечності комбінованих препаратів, варіанти хімічного захисту окремих сільськогосподарських культур, агроекотоксикологічний індекс), визначення ступеня небезпечності пестицидів, екологічного ризику їх застосування та вибір оптимального варіанту хімічного захисту рослин на етапі планування. Розроблено також моделі детоксикації пестицидів в агроценозах та екотоксикологічні показники цього процесу, які враховують фізико-хімічні властивості препаратів, критерії константи швидкості розпаду та періоду напіврозпаду (Т50) залежно від полярності діючих речовин, систему показників для оцінки екологічного ризику застосування пестицидів та визначення вмісту останніх в агроценозах протягом вегетаційного періоду. Розроблені способи визначення діючих речовин хімічних препаратів знайшли своє відображення у понад 15 патентах, відрізняються своєю високою достовірністю і широко використовуються для проведення численних аналізів на вміст пестицидів в об'єктах навколишнього середовища та виробленій продукції.

Висновки

хімічний захист рослина інновація

Інновації з удосконалення хімічного захисту рослин від шкідливих організмів можуть використовуватись за такими напрямами:

передпосівна обробка насіннєвого або посадкового матеріалу інсектицидними протруйниками проти шкідників сходів;

застосування пестицидів на посівах сільськогосподарських культур у науково обґрунтовані строки;

використання сумішей інсектицидів із різних хімічних груп за знижених норм витрати;

застосування хімічних засобів захисту сумісно з регуляторами росту рослин та біологічними препаратами;

чергування хімічних препаратів для запобігання формуванню резистентності у шкідників;

оцінка ризику застосування пестицидів сучасного асортименту для захисту сільськогосподарських культур.

Нині існуючий при Національній академії аграрних наук України Науково-методичний центр «Захист рослин» в особі головної установи - Інституту захисту рослин має великі можливості для широкого впровадження в практику аграрного виробництва ефективних способів та технологій захисту сільськогосподарських культур від шкідливих організмів, що значною мірою сприятиме вирішенню продовольчих, природоохоронних та соціальних проблем. Чільне місце в цьому відношенні належатиме вдосконаленому й екологічно безпечному хімічному методу захисту.

Література

Особливості функціонування аграрного сектора економіки України в умовах війни. https://niss.gov.ua/doslidzhennya/ekonomika/osoblyvosti-funktsionuvannya-ahrarnoho-sektora- ekonomiky-ukrayiny-v-umovakh

Урожай зернових та олійних в Україні цьогоріч прогнозують на рівні 68 мільйонів тонн. https://www.ukrinform.ua/rubric-economy/3717036-urozaj-zernovih-ta-olijnih-v-ukraini- cogori c-prognozuut-na-rivni-68 -miljoniv-tonn. html

Б'ємо рекорди: урожай зернових в Україні 2023 року буде кращим, ніж до війни. https://focus.ua/uk/economics/591108-byemo-rekordi-urozhaj-zernovih-v-ukrayini-2023-roku- bude-krashim-nizh-do-vijni

Дегодюк Е.Г. Еколого-техногенна безпека України / Е.Г. Дегодюк, С.Е. Дегодюк. - Київ : ЕКМО, 2006. - 306 с.

Кулаєць М.М. Інноваційна діяльність в агропромисловому виробництві / М.М. Кулаєць, М.М. Лучник, М.Ф. Бабієнко, П.А. Лайко, О.Д. Витвицька, Є.А. Бузовський, В.А. Скрипниченко // Економіка АПК. 2010, № 6, с. 113-119.

Іващенко О.О. Майбутнє системи захисту рослин, екологічні аспекти / О.О. Іващенко,

О.О. Іващенко // Карантин і захист рослин. 2015, № 9, 1-4.

Бублик Л.І. Довідник із захисту рослин / Л.І. Бублик, Г.І. Васечко, В.П. Васильєв; за ред. М.П. Лісового. - Київ : Урожай, 1999. - 744 с.

References

Osoblyvosti funktsionuvannia ahrarnoho sektora ekonomiky Ukrainy v umovakh viiny. [Peculiarities of the functioning of the agrarian sector of the economy of Ukraine in the conditions of war]. Retrieved from https://niss.gov.ua/doslidzhennya/ekonomika/osoblyvosti-funktsionuvannya- ahrarnoho-sektora-ekonomiky-ukrayiny-v-umovakh

Urozhai zernovykh ta oliinykh v Ukraini tsohorich prohnozuiut na rivni 68 millioniv tonn. [The harvest of grain and oilseeds in Ukraine this year is forecast at the level of 68 million tons]. Retrieved from https://www.ukrinform.ua/rubric-economy/3717036-urozaj-zernovih-ta- olijnih-v-ukraini-cogoric-prognozuut-na-rivni-68-miljoniv-tonn.html

Biemo rekordy: urozhai zernovykh v Ukraini 2023 roku bude krashchym, nizh do viiny [We are breaking records: the grain harvest in Ukraine in 2023 will be better than before the war]. Retrieved from https://focus.ua/uk/economics/591108-byemo-rekordi-urozhaj-zernovih-v-ukrayini- 2023 -roku-bude-krashim-nizh-do-vijni

Dehodiuk, E.H., & Dehodiuk, S.E. (2006). Ekoloho-tekhnohenna bezpeka Ukrainy [Ecological and technogenic safety of Ukraine]. Kyiv : EKMO [in Ukrainian].

Kulaiets, M.M., Luchnyk, M.M., Babiienko, M.F., Laiko, P.A., Vytvytska, O.D., Buzovskyi, Ye.A. et al. (2010). Innovatsiina diialnist v ahropromyslovomu vyrobnytstvi [Innovative activity in agro-industrial production]. Ekonomika APK - Economics of Agro-Industrial Complex, 6, 113-119 [in Ukrainian].

Ivashchenko, O.O. & Ivashchenko, O.O. (2015). Maibutnie systemy zakhystu roslyn, ekolohichni aspekty [The future of plant protection systems, ecological aspects]. Karantyn i zakhyst roslyn - Quarantine and plant protection, 9, 1-4 [in Ukrainian],

Bublyk, L.I., Vasechko, G.I., Vasyliyev, V.P. et al. (1999). Dovidnyk iz zakhystu roslyn, [Handbook of plant protection]. M.P. Lysovyi. (Ed.). Kyiv : Urozhai. 360 p. [in Ukrainian].Размещено на Allbest.ru/