Tartalmi kivonat
A növényvédelemről A növényvédelem alkalmazott legfontosabb kemikáliák típusai, hatásmechanizmusaik alkalmazásuk környezeti kockázatai. A biológiai növényvédelem alapjai, előnyei, hátrányai. A növényvédelem alkalmazott legfontosabb kemikáliák típusai, hatásmechanizmusaik alkalmazásuk környezeti kockázatai: Növényvédőszerek – peszticidek: Minden olyan szer, amely alkalmas a haszonnövények károsodásának megakadályozására. Évente kb. termés 1/3-d pusztul el a kártevők miatt Csoportosítása attól függően, hogy mire hat: - viricid (vírus) - baktericid (baktérium) - fungicid (gomba) - herbicid (növény) - zoocid: akaricid (atkaölő), nematocid (hengeresféregölő), inszekticid (rovarölő), molluszkicid (csigaölő), rodenticid (rágcsálóölő) Összetétel: szer = hatóanyag + segédanyag (befolyásolják a hatóanyag tulajdonságát: lebomlás, oldékonyság, a megtapadást segíti) A peszticidek hatásmódja: - kontakt hatás:
érintkezéssel - felszívódó szerek (2 fajta) - lokoszisztematikus: felszívódás után 1 adott helyen megmaradnak - szisztematikus (transzlokálódó): elszállítódnak a szervezet más helyeire A hatóanyag az élőlényben: - aktiválódhat: a bejutó szer a szervezetben még mérgezőbb lesz - detoxikálódhat: a bejutó szer a szervezetben kevésbé lesz mérgező vagy egyáltalán nem Ezek a folyamatok függnek a szervezet állapotától, a fejlődési stádiumtól is. A detoxikálás lehet jellemző az adott fajra, ökotípusra. Rezisztencia: ellenálló lesz az adott anyaggal szemben. Fontos, hogy több szert használjanak felváltva, így kevésbé alakulhat ki rezisztencia. Védőfehérjéhez kapcsolódhat a toxikus vegyület térszerkezet megváltoztatása – így rezisztenssé válik. Lehet egy adott szervezet eleve rezisztens egy adott szerre A rezisztencia az élőlény ellenállóképessége. Perzisztencia: azt mutatja meg, hogy a hatóanyag mennyire stabil.
Perzisztencia a szer ellenállóképessége. Ha egy szer perzisztens akkor sem fizikai, sem kémiai, sem biológiai hatásokra nem bomlik le. A növényvédőszerek toxicitásának megadása: 1 - akut hatás: LD 50 (mg/testsúly kg) érték szájon vagy bőrön keresztül történik az adagolása, 50 %-os pusztulás történik, egyszeri dózis bejuttatása után - krónikus hatás: ADI érték (acceptable daily intake = elfogadható napi bevitel), folyamatos kis dózisú adagolás, legalább két különböző fajjal, egész életük során és két utódnemzedéküket is végig vizsgálják. Biztonsági ADI érték: ADI x 100 Alkalmazás módja: - szabadban: por, permet - zárt térben: aeroszol A peszticidek hatásmechanizmusa: - lebontó folyamatokat gátló peszticidek: leginkább a mikroorganizmusoknál jelentős hatás - szétkapcsoló vegyületek: terminális oxidációt, ATP szintézist kapcsolják szét, széles körben hatnak - makromolekula szintézist gátlók: pl.
fehérjeszintézis gátló, kitinképződést gátló - idegrendszerre ható vegyületek: rovarölőszerek, amik acetilkolinon keresztül hatnak, úgy hogy az acetilkolin-észteráz szintézisét gátolja, ami lebontja az acetilkolint. Az acetilkolinnak az ingerület átvitelben van szerepe. - növények növekedését befolyásoló vegyületek: a természetes növényi hormonok szintézisét gátolják, vagy szerkezetileg hasonlóak a növényi hormonokhoz, így azok helyére képesek beépülni - fotoszintézisre hatók: a gyomirtószerek fele ide sorolható, a fényszakaszt gátolják - egyéb hatású szerek: fehérjék kicsapása, membránszerkezet károsítása, véralvadás gátlók, antioxidánsok. A peszticidek csoportosítása a kémiai felépítés alapján (+ környezeti alkalmazásuk kockázatai) 1) Rovarölőszerek a) klórozott szénhidrogének (DDT = triklór-difenil-triklór-etán, lindán) DDT: Hatása: - acetilkolinészterázt gátolja ideggörcs = idegmérgek -
ionok (Na, K, Ca) membránon való átjutását gátolja Igen perzisztens vegyületek, az élő szervezetekben akkumulálódnak (az zsírszövetben feldúsulnak) és a táplálékláncban (biomagnifikáció). Az élelmiszerekben is kimutatható volt DDT felezési ideje: 10-15 év 1 klór atom lép le a molekuláról = DDD – hatása azonos a DDT-vel Az emberi szervezetben idegrendszeri problémákat okoz, mutagén. Magyarország az elsők között tiltotta meg a DDT alkalmazását 1967-ben. Mai napig használják a trópusi területeken, malária szúnyog és cece légy irtására. Európában szúnyogok és burgonyabogár ellen használták. HCH = γ-hexaklór-ciklohexán (lindán) Rovarirtószer, talajfertőtlenítőszerként. Idegméreg, vegyi fegyver. Sokkal gyorsabban bomlik és sokkal könnyebben ürül ki. b) szerves foszforsavészterek (paration, malation, klórpirifosz) 2 Ezek elágazó molekulaszerkezetű vegyületek rezisztencia kialakulása elkerülése
elkerülhető Idegmérgek, az acetilkolinon keresztül hatnak – enzimbénító hatás. c) nikotin A legrégibb növényvédőszer, 200 éve ismerik a hatását, ma betiltott. Elsősorban talajfertőtlenítésre használták és levéltetvek ellen. Idegméreg d) karbamidszármazékok (karbamil, karbofurán, kitin szintézist gátló) Idegmérgek, kevésbé erős hatásúak környezetvédelmi szempontból kedvező Kitin szintézist gátló: egyedfejlődést zavarja meg, nem tud vedleni a rovarlárva Az acetilkolin-észterázt (enzim, amely az acetilkolint ecetsavra és kolinra hidrolizálja, ezáltal hatástalanítja) bénítják, de kevésbé károsítók. e) juvenoidok Juvenilis hormon lebomlását gátolja több vedlési folyamat, egyedfejlődési zavar ezáltal. f) piretrodiok (permetrin, deltametrin, tetrametrin) Pyrethrum cinerariaefolium növényből vonják ki természetes eredetűek, 1800-as évek eleje óta Hatása: a membrán átjárhatóságának megzavarása
(Na átjutás gátlása). Előnye: - kis dózisban is hatásos - könnyen bejutnak a rovar szervezetébe - emlősökre nem mérgezők - rezisztencia ritkán alakul ki Hátránya: - könnyen elbomlik fény és nedvesség hatására - élelmiszerekből nehezen kimutatható Környezetvédelmi szempontból alkalmazásuk előnyös. A rovarirtószerek jó része nemcsak a kártevő rovarra hatnak, hanem a természetes rovarpopulációkra is. 2) Gyomirtók a) fotoszintézisgátlók (karbamid, triazin származékok) - karbamid származékok: nem szelektív hatásúak, indirekt módon szelektív, mert vízben rosszul oldódnak – mélyen gyökerezők számára nem elérhető, A spárga eleve rezisztens. - triazin származékok: szelektív hatásúak, a köles, kukorica és cirok rezisztens (ellenálló) a triazinszármazékokkal szemben itt jól használhatók a gyomok ellen. Hátrány: stabilak, de rezisztencia is kialakulhat velük szemben, pl. a disznóparéj esetén b)
növekedésgátlók (auxin hatásúak, sejtosztódást gátlók) - auxin hatásúak: fenoxiecetsav származékok, kétszíkűeket jobban károsítják, nagyobb, kevésbé viaszos levélfelület miatt + eltérő biokémiai folyamatok; felfokozódott szintetikus folyamatok, miközben a légzési folyamatok nem elegendő energiát szolgáltatni fokozott növekedés és gyors öregedés - sejtosztódást gátlók: anilin származékok, mikrotubulus képződést gátolják – füvek gyökerei rendkívül érzékenyek erre 3) Gombaölőszerek 3 a) réz tartalmú (bordói lé = CuSO 4 (rézgálic) + Ca(OH) 2 (mésztej)) Hátrány: a lúgos kémhatás miatt megéghet a növény, pl. az érzékenyebb gyümölcsfák b) higany tartalmú szerek A magvak esetén használják, csávázószerek. c) kitin szintézist gátlók (polioxin származékok) Antibiotikumok, egyik gomba termeli a másik ellen, könnyen rezisztencia alakulhat ki. d) kéntartalmú szerek (ditiokarbamát származékok)
Vízben nem oldódó, porozószerként is kijuttatják, főleg a peronoszpóra ellen hatásos, lisztharmat ellen nem jó. Pl. TMTD = tetrametil-tiurán-diszulfid, cineb A felhasznált növényvédőszerek: 60 %-a herbicid 20 %-a fungicid 5 %-a inszekticid 15 %-a egyéb A használat veszélyei: - perzisztensek felhalmozódnak a talaj felszínén élőszervezetekben, talajban a gilisztákban Évente kb. 1-3 mg/dm2 a kijuttatott növényvédőszer mennyisége, a feltalajban a 20 mg/dm3-t is elérheti. - kevés a szelektív hatású köztük - növényvédőszer a talajra kerülve könnyen elbomlik elfolyik a felszínen Toxikus hatás a halakra, ha a rovarirtószerek bekerülnek a vízbe. bejut a talajba talajkolloidokhoz kötődik kémiai folyamatokba bekerülve átalakul lebomlik bejut a növénybe jó vízoldékonyságú a talajvízbe jut olyan talajra kijuttatva ahol már sokszor alkalmazták hamar megkezdődik a biológiai bontás biológiailag
bontható anyagok esetében. A gyomirtószerek sorsa a talajban: méregtelenítés fotokémiai lebomlás elpárolgás NÖVÉNY felszíni elfolyás felvétel a növény által Kémiai lebomlás Feldúsulás, majd újra felszabadítás a talaj élőlényei által Adszorpció humusz agyagásványok által 4 és kimosódás kapilláris emelés Biológiai lebomlás Fizikai védekezés lehetőségek a kártevők ellen: - sugárzás (pl. élelmiszeriparban) - olaj rétegezés - csapdák: fénycsapda enyves lap hernyófogó öv feromon csapda – inkább biológiai A biológiai növényvédelem alapjai, előnyei, hátrányai 1) Természetes ellenség elszaporítása Pl. San José pajzstetű fürkészdarazsak; katicabogár levéltetű 2) Kórokozók bejuttatása Pl. Bacillus thuringiensis: a káposztalepke, almamoly ellen hatásos 3) Szekunder anyagcseretermékek felhasználása - fermonok - védekező anyagok: a termesztendő fajtákban meg legyen - piretroidok:
krizantémok által termelt - fitoekdiszteroidok: juvenilis hormonnal analóg - terpenoidok: riasztó jellegű, rossz ízt okoz 4) Növények egymás mellé ültetése - olyan anyagcsere termékek, mely a másikat gátolja = allelopátia - olyan anyagot termle, ami valamelyik rovarkártevő számára káros Pl. fokhagyma: burgonyabogár ellen Körömvirág eper mellék fonálféreg ellen 5) Növényekből készült lemosó és permetlevek Pl. orgonalevél főzet burgonyabogár ellen kapormag kivonat: babzsizsik ellen csalánlé: hangya, levéltetű ellen 6) Vetésforgó, vegyeskultúra használat Megakadályozza a talaj degradációját. 7) Autocid eljárás A rovarkártevők ellen alkalmazzák. Párzási időszak csúcsán steril hímek kiengedése, akik a normál hímek versenytársai, nem lesz olyan magas az utódszám. Előnyük: - környezetkímélő módszerek - jobb a termékek íze - nő a termesztett növényfajták ellenállóképessége Jövő integrált növényvédelem
5 - biológiai ellenség bevetése ellenálló fajok környezet manipulálása kártevők szaporodásának megakadályozása biológiai módszerekkel szelektív hatású és természetes eredetű növényvédőszerek használata 6