Глава 6. Въздействие на третирането с пестициди върху видовия състав на биогеоценозата

 

Въведение

Замърсяване на почвата с пестициди довежда до редица  екологически смущения  в качества и свойствата на околната среда. Тези нарушения се обуславят от натрупването в почвата на остатъчни вещества от пестицидите след третирането с тях и преминаването им чрез кореновата система в тъканите на растенията и оттам, чрез първичната биомаса достигат до консументите и човека в природните ели антропогенните агроекосистеми. Според много автори (Рамад Ф., 1981; Недялков, 2001 и др.), тези изменения в почвените структури водят до негативни последици както за отделните видове растения и животни, така и  за биоценозите, като цяло.

Обикновено, причината за многостранното въздействие на пестицидите върху околната среда, според Рамад Фр., (1981), Розанов Г., (1984) и други се обяснява с недостатъчно избирателното действие на синтетичните пестициди. Следва да отбележим, че не зависимо от това, че този факт има решаващо значение, дори и да се открият вещества с висока избирателна способност по отношение на неприятелите по растенията само за една биоценоза, то и тогава третирането като цяло причинява съществени промени в цялата екосистема. Съгласно теорията за структурата на биоценозите и тяхното равновесно състояние, формирано в резултат на успоредната еволюция на съставящите ги организмови видове и техните съобщества, отстраняването само на един от доминиращите видове, води до сериозни сътресения в  биоценозата.

 В потвърждение на това Рамад привежда следния пример: масовото изчезване на европейския див заек (Огусtо1аgus cuniculus) в резултат на появата на вирусното заболяване „миксоматоза” в Западна Европа предизвиква коренна промяна на растетелната покривка в природните екосистеми Беллер в своята книга „Экзамен разума”, подчертава, че изчезването на особената форма на пелина в „Пелинвите планини” в САЩ, след превръщането им в лозови масиви, довежда до изчезване на „пелиновия елен”, хранещ се с това растение.   

 

1. Начини на въздействие на пестицидите върху екосистемите

От екологическа гледна точка, пестицидите въздействат по няколко начина върху екосистемите (фиг.14).

1.1. Демоекологическо, пряко  въздействие

В същност това е въздействието на приложението на пестицидите на ниво  популация на отделните видове, чувствителни по отношение на растителнозащитните продукти и фитосанитарното третиране. Последствията от такива въздействия  се проявяват незабавно, след третирането и се обуславят от повишената токсичност на някои вещества по отношение на разглежданите растителни и животински видове и се изразяват в отмирането на част от засегнатите при третирането индивиди, влизащи в състава на заразената популация, което е право пропорционално на дозата на прилаганото вещество.

В разглежданият случай пестицидите се проявяват, като екологически фактор, независим от плътността на популацията на даден вид, т.е, каквато и да е числеността  на дадената популация, заемаща определена територия, дадената концентрация на растителнозащитния продукт, причинява еднакъв процент смъртност в по­пулацията.

Фиг.14. Видове екологически въздействия на пестицидите

 върху биоценозите (Moore, 1967)

Другият тип, демоекологично въздействие се характеризира със забавено действие. Така  например, според Рамад Фр., (1981) пестицидите най-често притежават свойството да се акумулират в почвата и хранителната верига до тогава, докато животното от хранителната верига обект на нападения от даден хищник не достигне своя критичен праг, от който започва хроническата интоксикация. Освен високата степен на смъртност, вследствие на хроническата интосикация, съществува и друга форма на въздействие на пестицидите върху биологическите видове, не така ярко изразена, но не по-малко вредна, която се изразява в намаляване на биотичния потенциал на вида. Характерно за хроническата интоксикация е, че тя може да измени коефициента на раждаемостта, b по пътя на снижаване на обикновената плодовитост ( намаляване количеството на снесените яйца или броя на новородените), или по пътя на снижаване приживаемостта на яйцата или оцеляване на приплодите, или във връзка с действието на двата фактора едновременно. Според проведените проучвания отрицателното въздействие на пестициди се проявява в третираните популации, като влияние върху биотичния потенциал, което в определени случаи може да доведе до пълно безплодие на популацията подложена на интоксикация (Рамад Фр., 1981; Дажо , 1969 и др.).

Някои учени, считат, че заедно с демоекологичното въздействие, което оказва влияние преди всичко на видовете, чувствителни към пестицидите, се различава и друго много по-сложно въздействие наречено  биоценологическо. В действителност, ако някое животно е абсолютно устойчиво към дадена пестицидна формулация, неговата плътност и численост може да се намали, понеже ще бъдат увредени и дори изчезнали, онези растителни или животински видове, които му служат за храна.

От друга страна, унищоженото от хербицидите растение-гостоприемник се изключва от екосистемата, но заедно с него се изключват и онези насекоми и други  безгръбначни, за които това растение е служило за убежище, или върху което са паразитирали.

Не рядко се наблюдава и друго негативно въздействие от приложението на пестициди, а именно нарастване на числеността на популацията на някои видове, която до момента на третирането е била относително ниска. Обяснението на този феномен се търси в изчезването на конкурентен или конкурентни видове, имащи сходни екологически изисквания към храната, условията на гнездене и други компоненти на местообитанието или потискане на популацията на хищниците и паразитите. Така например, в резултат на тоталното приложение на ДДТ-продуктите по време на каламитета на гъботворката в периода 1949-1953 година, популацията на вредителя бе силно редуцирана, но заедно с това изчезна и полезната ентомофауна и при следващия каламитет бързо нараснаха площите заселени с гъботворка и рязко се увеличиха щетите нанесени от нея.

Без съмнение, всяко приложение на пестициди, в една или друга степен предизвиква необратими сътресения в структурата на биоценозите, частично или пълно нарушава екологическото равновесие. И нека не забравяме, както отбелязва и Рамад Фр., (1981), колкото и парадоксално да изглежда, понякога третирането води до увеличаване плътността на популацията на вредителят, който сме искали да унищожим.

Повечето автори са на мнение, че прякото въздействие на пестицидите върху флората и фауната е много по-сериозно, отколкото на пръв поглед изглежда.

Анализирайки резултатите от приложението на  хербицидите се стига до извода, че това коренно променя растителната покривка в природните и антропогенните агроекосистеми. Така например, плевелите при зърнените и други селскостопански културни, са унищожени след третирането не само в местата на култивиране на културите (където това е направено преднамерено и то е било точно целта на третирането), но и в прилежащите гранични територии и дори на най-отдалечени отделни места, по тази причина понастоящем дивата природа е силно обедняла по отношение на тези плевели, някои от които са основа на хранителната верига на различни видове диви животни.

 Изследванията показват, че двудомните растения са особено чувствителни на хербицидите при прилагането им за борба с плевелите по зърнените култури: разнасянето на хербицидите, (дори и най-слабия полъх на вятъра) разпръсква финния прах извън пределите на третираните площи и предизвиква необратимо акумулиране на пестициди в растенията - спътници на житните и най-често те загиват.

Рамад Ф., (1981) цитирайки анонимен източник подчертава, че диворастящите видове, като лазаркинята (Asperula arvensis), практически е изчезнала от района на Париж. Анализът на резултатите от приложението на хербицидите в растениевъдството показват, че много традиционни видове плевели  рязко снижават своето покритие  в екосистемите до 75 % от първоначалното им участие. Анонимен източник (1972), цитиран по Рамад Фр., (1981) пише: „В платото Бос, безпощадно обработено с хербициди, може да обиколите  1 км[2] зърнени култури, без да срещнете нито една метличина или див мак. Подобно унищожаване на отделните представители на флората, съпътстващо отглеждането на зърнените култури е характерно и за останалите селскостопански култури”.

Известно е, че в продължение на много години във Франция използват арборицида 2,4,5-Т, наричан оранжев хербицид, за борба с нежеланата храстова растителност, който е в състояние да я унищожи върху големи площи. По-късно, при използването му във войната във Виетнам, се доказа, че дори еднократната му употреба във високи дози, може да предизвика катастрофално загиване на тропическите дървесни видове, формиращи дъждовните гори, джунглата. Фитоценологичните проучвания в мангровите влажни гори, характерни за заблатените места в районите на тропическите естуари, тотално третирани с хербициди, показват, че броя на доминиращите видове дървета, рязко намалява, тъй като видовете се оказаха силно чувствителни към хербицидите. Тропическите видове дървета: Avicennia marina, Rhizophora conju-gata, Brugueria parviflora, B. conjugata, Cerisops candoleana, които формират мангровите гори в района, бяха унищожени, в резултат на обработването на огромни площи с този хербицид в делтата на река Меконга (Orians, Pfeiffer, 1970). Същата съдба сполетява представителите на  Pterocarpus, Lagerstroemia и други дървесни и храстови видове в планинските гори на Виетнам, след третиране с хербициди от  американската авиация с цел унищожаване укритията на виетнамските партизани.

В литературата съществуват и доказателства, че приложението на пестициди: хербициди, инсектициди, фунгициди и пр., води след себе си и до опасно нарастване на смъртността сред популациите на животните, обитаващи третираните райони или прилежащите към тях територии, в които случайно попадат растителнозащитни продукти.

По правило, разпръскването на инсектициди върху горите, не рядко довежда и до редуциране плътността и състава на орнитофауната.

В тази насока Финли (Finley, 1965) съобщава, че числеността на популациите на птиците намалява с  87 % след обработката с фосфамидом на горските екосистеми в щата Монтана на площ от 4000 ха  с цел да се защитата горите от гъсениците на листогризщото насекомо Choristoneura fumiferana. Авторът доказва, че двадесет семейства птици, населяващи горите от дуглазка ела (Pseudotsuga menziesii), са били увредени в една или друга степен. Нещо повече, някои от насекомоядните птици, практически напълно изчезват. Представителите на едрите видове птици, като например сивия тетерев (Dendragapus obscurus), добре се съпротивляват на хербицидите, но тяхната численост също се редуцира.

У нас и в чужбина са събрани много данни, които показват, че при третирането с пестициди на големи територии в селското и горското стопанство, също е свързано понякога с масова смъртност на животните населяващи тези райони.

В литературата са приведени много примери за сериозни увреждания на структурата на екосистемите, тяхното видово и количествено обедняване в резултат на неразумната употреба на пестициди. Така например в САЩ в края на 50-те години на двадесети век е проведена борба с червените мравки (Solenopsis soevissima) на територия от 110 000 км[2] в Тексас, Луизиана, Алабама и в други юго-източни щати. Обработката е извършена като въздушно са разпръснати хептахлор и диелдрин в доза  2,5 кг/ха през първата година  и 1,4 кг/ха през следващите две години. В резултат на проведените третирания с висока ефикасност и рентабилност от гледна точка на агробизнеса, отбелязва Рамад Фр., (1981), целта - пълното унищожаване на  мравките, не е достигната, негативните последствия за останалите представители на фауната са били катастрофални. Отчита се, че най-сериозно са пострадали популациите на пойният  и прелетния дрозд, чучулигите  и други врабчови птици. В реките на Вирджиния щуката е почти на изчезване, а в Алабама този вид риба е унищожен. Някои влечуги, представители на  Thamnophis) и игуаните  (Anolis) - са били сериозно натровени от хептахлора и в някои райони изчезват за няколко години.

Според много автори третиранията срещу червените мравки нанасят сериозни увреждания върху ентомофауната на почвата и прилежащите блата, които остават стерилни в продължение на  години, като почвените анализи в Арканзас показват намаляване числеността на популацията на почвената емтомофауна с 40 % (De Witt, George, 1960).

Във Франция и други страни са описани случаи, когато третирането на семената преди посев с пестициди довежда до увеличаване смъртността на зърноядните птици, яребиците, фазаните, сърните, елените, а не рядко и домашните животни.

В недалечното минало, като предпазни средства на посевните материали срещу насекомите и птиците са се използвали: елдрин, диелдрин, хептахлор или линдан) и органоживачни фунгициди като обезаразители на семената. За съжаление в повечето случаи са нанесените щети на популациите на зърноядните птици и полезните насекоми, включително редуциране на плътността и числеността на популациите, изчезване на отделни видове или цели екосистеми.

Много показателни са опитите извършени във Велико Британия (Turtle, Taylor, Wright, 1963)  с дивия гълъб (гривяк) (Columba palumbus), като в храната на птиците е добавяно от растителнозащитните продукти елдрин, хептахлор.  Резултатите от опитите показват, че добавената в храната доза от 143 милионни части  елдрина или 113 милионни части  хепта­хлора  е летална за проучваните птици. Морфологичните и биохимични анализи доказват, че в мускулните тъкани на умрелите птици, съответна са се натрупали  20 и 10 млн. милионни части от тези продукти. Тримата автори отбелязват, че на територията на графството, в района на лабораторията им са установени 80 случаи на загиване на птици, кълвали третирани семена. Най-често тези птици се отнасят към разредите гълъби или кокошеви.

Съвсем естествено е, че се описват случаи и на отравяне на консументи от втори порядък, т.е. хищни птици, лисици, чакали, скитащи и ловни кучета, хранили се с отровените птици. Анализите на умрелите птици и животни показват високо съдържание в телата им на пестицидите използвани за предпосевна обработка на семената.

В продължение на много години за предпосевна обработка на посевните материали на житните се използваха органоживачни препарати. Въпреки прикриването на някои факти, налице са случаи на силна интоксикация при зърноядзните птици, а не рядко и на сърни, елени, зайци и др. Особено опасни са тези продукти за фазаните (Spann е. а., 1972). При лабораторни и теренни опити е доказано, че птици хранени със семена с наличие на 30 милионни части от тези съединения, загиват след 2-3 месеца.

След токсикологични и биохимични изследвания се установява, че употребата на органоживачните фунгициди и други съединения от тази група като инсектициди или други пестициди, води и до акумулирането им в организмите на животните, които са били в достъп с тях. Рамад Фр., (1981) привежда данни от проучванията на  (Horstadius, 1965), който изследвайки труповете на фазани убити по времена лов в Швеция, открива в техните тъкани остатъчни вещества от олово, чието количество надвишава  900 пъти ПДК, установени от СЗО за храните на човека. Следователно можем да си представим каква опасност грози хищниците и човека, които използват за храна птиците с такова високо съдържание на олово.

1.2. Екологическо, хроническо въздействие 

От досегашните проучвания е ясно, че по-голяма част от екологическите въздействия от приложението на пестициди,  се проявяват не моментално а след период от време, т.е. налице е инкубационен период.

1.2.1. Демоекологически последствия

По принцип към тази категория последствия отнасяме така наречените демоекологически негативни промени водещи до съкращаване плътността и числеността на популаците на насекомни и растителни видове  в резултат на хроническа интоксикация, провокирана от продължително използване на хранителни елементи, съдържащи остатъчни вещества от пестициди. Доказано е, че необратимите вредни ефекти, съпътстващи поглъщането на пестициди или остатъчни вещества от активните им субстанции, се проявяват преди всичко в повишаването смъртността във всички възрастови групи (нарастване на коефициента m) и в намаляването на биотичния потенциал на размножаването (намаляване на коефициента b).

Съгласно теорията за динамиката на популацията отклоненията от нормите на тези коефициенти, в резултат на поглъщането на остатъчни вещества от пестициди, торове или други замърсители, се анулира ролята на коефициента на естествения прираст на популацията r за увредените от замърсяването популации, което в някои случаи може да провокира пълно унищожаване и изчезване на видове, чувствителни към дадени пестициди или други замърсители.

Страничните ефекти, възникващи в резултат на проникването на пестицидите или на остатъчни количества от активните им вещества в биомасата на всяко звено от хранителната верига, довежда до натрупването на пестициди, по такъв начин, че те непрекъснато се увеличават в тъканите на месоядните (включително и човека). Този феномен е характерен преди всичко за химически устойчивите, трудно разграждащи се пестициди.

Видно е, че замърсяването започва от първото звено на хранителната верига – продуцентите (зелените растения), като растенията поглъщат пестицидите директно от почвата чрез кореновата си система, или чрез листната си маса. Съгласно закона за десетте процента, най-много замърсяващи вещества на единица биомаса се натрупва в консументите от втори (в хищниците) и трети (суперхищниците) порядък.

От данните поместени в таблица 12, се вижда, че в тъканите на различните културни растения се натрупва повече хептахлор, отколкото е установено в почвата. Това се дължи на ефекта на сгъстяването, обоснован от закона за десетте процента, т.е. всяко звено от хранителната верига има маса, приблизително равна на 10 % от масата на предходното звено. По този начин остатъчните вещества от пестицидите или самите пестициди преминават в процентно по-висока концентрация от почвата в първичната биомаса. По този начин, растенията притежават способността да поглъщат и концентрират в различна степен пестицидите или други замърсители налични в почвата.

Доказано е, че кореноплодите поглъщат и натрупват повече пестициди и други замърсители, например често пъти в морковите и картофите  се натрупват повече пестициди и замърсители, отколкото се установяват в почвата върху която са отглеждани. От първичната биомаса замърсяващите вещества преминават в следващите звена на хранителната верига и достигат до човека.

Още през шейсетте години на двадесети век в резултат на агрохимически и токсикологически проучвания се установяват следи от пестициди в проучваните нисши безгръбначни животни и в растителните видове. Според изследванията (Moore е. а., 1964), концентрацията на инсектицидите е по-ниска при растителноядните птици, отколкото при всеядните и хищните видове, като максимума е при хищните птици и, в частност у малкия ястреб врабчар (Accipiter nisus), чиято любима храна са всеядните и преди всичко насекомоядните птици (фиг.15).

 

Таблица  №12. Концентрация на хептахлора в растенията култивирани върху замърсени с този пестицид почви (по Newson, 1967)

Вид

Остатъчни вещества в почвата, като милионна част

Част от

растението

Концентрация в растенията, като милионна част

Люцерна (Medicago sativa) Моркови (Daucus carotta)

Картофи (Solatium tubero-sum) Репичка (Raphanus sativus)

Фастъци (Arachis hypogaea) Царевица (Zea mays)

Соя (Glycine maxima)

0,784

 0,19

 0,19

 0,19

 0,16

 1,0

 1,0

Наземна част

Коренище

 

Коренище

 Зърно

0,028

 0,14

0,05

0,03

0,67

 0,005

0,11

 

    

Други изследвания показват висока чувствителност на цялата хранителна верига, в която са включени дъждовните червеи при почви замърсени с устойчиви пестициди или торове. Това се обяснява с факта, че червеите като представители на детритата, се хранят с растителни отпадъци, включени в мъртвата горска постилка. За да задоволят своите жизнени потребности, те преработват многократно по-голяма маса от собственото си тегло. По този начин дъждовните червеи натрупват в себе си много големи количества устойчиви токсични вещества, които човек внася в почвата. В същото време резултатите показват, че червеите са слабо чувствителни към по-голяма част от пестицидите и ги натрупват в себе си без да бъдат увредени. Така например Hunt, (1965) доказва, че дъждовните червеи натрупват в организмите си до 140 млн. части в себе си, ако живеят в почва съдържаща до 10 милионни части от ДДТ. По този начин, дъждовните червеи са постоянен източник на интоксикация с пестициди на птиците хранещи се с тях.   

 

Фиг.15. Натрупване на ДДТ в хранителната верига

а) Натрупване на биомасата по хранителната верига;

б) Пирамида на натрупването на пестицидите (по Woodwell, 1967)

 

Фиг.16. Концентрация на хлорорганичните инсектициди  в органите на различни птици, от Британските острови; ДДЕ — една из основните метаболна форма на разлагането на ДДТ в тъканите на птиците (Moore, Walker, 1964)

 

В  САЩ числеността на американския бекас (Phitohela minor) и различните представители врабчовите птици значително намалява вследствие на  замърсяването на почвата с пестициди. Данните показват, че в районите, в които  е проведена акцията за борба с червените мравки и ДДТ продукта  е разпръснат с вертолет над горите, в които зимува и гнезди малкия бекас Philohela minor, смъртността е най-висока.  В резултат на замърсяването на почвата и растенията с ДДТ, популацията на птиците силно намалява числеността си и видът е на прага на изчезването (Wright, 1960). Хранените с червеи бекаси натрупват в себе си хептахлор в кон­центрация 2,86±0,24 млн., което е сравнимо с количеството отровно вещество в организмите на червеите от щата Луизиана, където тези птици зимуват и това предизвиква след 35 дни смъртта на 50 % от опитните птици, подложени на интоксикация (Stickel е. а., 1965). На базата на тези и други опити авторите стигат до извода, че дозите хептахлор използвани за борба с   червените мравки, предизвикват натрупването му в почвата, в количества токсични за малката бекасина Philohela minor.

Друг подобен пример е кампанията  по унищожаването на  брястовия ликояд в североизточните райони на САЩ, която също има катастрофални последствия за птиците в района. Доказано е, че пернатите силно са пострадали от пролетната обработка на дърветата с ДДТ, провеждано в продължение на 15-20 години в различни области, това  довежда до масово загиване на врабчовите и други видове птици, гнездящи в горите и парковете обработвани срещу ликоядите и силно редуциране на популацията им. Подобни случаи се наблюдават и при борбата с короядите по други дървесни видове, тъй като съгласно приетата технология третиранията се извършват всяка пролет, а не рядко и през летния сезон. Още през 1965  година Wurster  и други (1965),  установяват  снижаване на плътността на популацията на врабчовите птици, в зависимост от вида от 30 до 90 % в щата  Ню Хамшир. Съобщават се данни, че в околностите на Хановер, числеността на мигриращите дроздове (Turdus migratorius), чиято основна храна са дъждовните червей е намаляла със 70 % (фиг.17).    

Анализът на данните ни дава основание да подчертаем, че птиците не загиват директно при съприкосновение с пестицидите, чийто дози на приложения обикновено са безопасни за тях, а поради това, че остатъчните вещества се натрупват в дъждовните червеи или други почвени   насекоми служещи за храна на птиците в летални дози.

В продължение на десетилетия за обеззаразяването на семената за посев в селското стопанство бяха използвани фунгициди на базата на органоживачните съединения. Тези продукти предизвикаха сериозни натравяния на птиците, гризачите, а по пътя на хранителната верига на хищниците и дори на човека. Проучвайки движението на органоживачните съединения в почвата и хранителните вериги,  през  1960 г. шведски учени установяват, че намаляването на разнообразието и числеността на орнитофауната се причинява от хроническата интосикация на птиците с олово. Не е тайна, че въпреки разработването и регистрацията на новите продукти за обеззаразяването на семената и дадените указания, не рядко селските стопани и специалистите по разсадниците в нашата страна,  прилагат оловен минимум, който отравя птиците и други полезни животински видове, а ефектът му, като обеззаразител е съмнителен. Биохимичните и токсикологични изследвания на загинали или загиващи птици доказват силно замърсяване с фунгициди на агро- и горските екосистеми. Доказано е, че концентрацията на олово в черния дроб и бъбреците на мъртвите гълъби е от 8 до 45 мг/кг; а при някои от зърноядните видове представители на чинките и врабците този показател се колебае от 11 до 136 мг/кг, а при всеядните кокошови  - от 28  до 150 мг/кг. Тези данни будят тревога и за здравето на човека, като се има предвид, че при консумиреното на месо от птици замърсено с олово може да се стигне до интоксикация и при човека. Съвсем естествено е, че в тъканите на всеядните хищници съдържанието на остатъчни вещества е твърде високо. От изследваните 70 индивида от вида  ястреби - кокошкари, при  67 е установено анормално съдържание на олово-близко до 100 мг/кг. 

Анализът на съдържанието на яйцата на орела (Haliaeethus albicilla), обитаващ крайморските райони показва, че те съдържат от 3,5 до 11 мг/кг олово. Във вътрешните органи на бухали (Strix aluco), намерени мъртви 10 дни    след засяване на съседните полета се установява съдържание на олово над    270 мг/кг живо тегло (Otterlind, Lenerstredt, Horstadius,  1965). Резултатите от разработките на Berg, Johnels, Sjost-rand, Westermark, (1966) по­казват  водещата роля на органоживачните фунгициди използвани за предпосевно третиране на семената в намаляването на числеността на орнитофауната в Швеция. Интересно е да се отбележи, че тези учени установяват съдържание на олово в перата на експонатите на много птици съхранявани в различни музей на страната, започвайки от 1815 г. В действително, дори и в хуманната и съдебната медицина се знае, че в космите, пухът, перата и други покривни елементи на топлокръвните и нисшите организми се явяват един естествен път за изхвърлянето на оловото от тъканите на животните и човека и служат като сериозен индикатор за замърсяване или отравяне с олово, арсен и други метали. Изследователите откриват много важни неща: концентрацията на олово във всички проби до 1940 година в продължение на 100 години е била удивително постоянна и рязко нараства от началото  на обработката на семената с пестициди.

 

 

Фиг.17. Резултати от въздействието на ДДТ и метексилора върху популацията от мигриращите  дроздове (Turdus migratorius) в Ню-Хамшир

Видно е, че обработката извършена през пролетта е причинила  смъртта на много птици (Wurster е. а., 1965).

В Швеция се установява, че съществува тясна корреля­ция между концентрацията на олово в перата и положението на дадения вид птица в хранителната верига и третирането на семената за посев с органоживачни препарати. Така например при фазаните и яребиците (със смесен режим на хранене със зърна и насекоми), убити през 1960 г., концентрацията на олово в перата е  6 мкг/г, а при истинските месоядни(хищни птици), рязко се повишава на  40 мкг/г при големия бухал, и  60 мкг/г при орлите и соколите). От  друга страна, съдържанието на олово в такива птици, като бялата яребица, живееща далеч от зоната на култивираните растения от началото на двадесети век до начала XXІ в. не се е изменило съществено. Този факт, доказва несъмнено, че замърсяването на почвата и околната среда с олово и живак, при използването на органоживачните и оловните препарати , играе съществена роля в живота  на орнитофауната на Швеция с живак и олово.

Хищните птици имат малочислени популации и често слаб биологически потенциал, особено уязвими са и паради своето място в хранителната верига. Числеността на много соколи, например на сокола (Falco реregrinus), катастрофално намалява в течение на последното десетилетие в някои райони на Скандинавия, Великобритания и САЩ даденият вид почти е изчезнал (фиг. 18).

 

Фиг. 18. Замърсяване на орнитофауната на Швеция с живак

 

Прилагане на органо-живачни фунгициди за обеззаразяване на семената, причинява заразяване на организмите на хищника Accipiter gentilis. Благодарение на забраната за използването на тази група фунгициди през 1965 г., съдържанието на живак в перата на тези птици рязко намалява (Joh-nels, Westermark; взето от Lundholm, 1970).

Тези закономерности се отнасят и за сокола-рибар, чиято популация непрекъснато намалява, както в Швеция, така и в САЩ.

Шмид (Schmid, 1966) съобщава, че през 1937 г. в един от районите на Ню Джерси е имало около 37 гнезда, в които е имало 53 птиченца, а през 1963 година, в един и същи период са намерени само 8 гнезда, и само в едно от тях, живо пиленце. Белоглавият лешояд (Наliaeethus leucocephalus), изобразен на националния герб на САЩ също е на път да изчезне. През 1963 г. Във всички щати са изброени само 3500 екземпляра от този вид (Chura, Stewart, 1967), като количеството на птиченцата в гнездото, също  се намалява, в сравнение с петдесетте години.

Ястребът ветрушка (Accipiter nisus) и златния орел (Aquila chrysaetus) са вече застрашени видове във Великобритания и Швеция. Още през шейсетте и началото на седемдесетте години на двадесети век, Ратклифф (Ratcliffe, 1964, 1967, 1970) свързва намаляването на числеността на орлите в Северна Шотландия с попадането на пестициди в гнездата на птиците. Много  еколози  считат, че   именно попадането на ДДД в районите на зимуването и гнезденето на белоглавия лешояд и причина за намаляването на неговата численост (Stickel е. а., 1966).

Много изследователи изучават физиологическите процеси свързани с влиянието на пестицидите върху биологичния потенциал на различните видове птици. Установява се, че снижаването на плодовитостта се обяснява с много фактори, определящи репродуктивното поведение и възможности на птиците – закъсняване началото на яйцеснасянето; понякога безплодие на женските и неспособността им да създадат ново семейство, намаляване броя на снесените яйца. Друг не по-маловажен пример за регресия на много видове е чупливост на яйчената черупка, калцирането й е ненормално и довежда до  повишаване смъртността на ембрионите на пиленцата. Много често яйцата, снесени от женска подложена на интоксикация се разбиват в гнездото; съвсем естествено е, че процента на излюпването на такива яйца е доста нисък, отколкото при нормални условия, а смъртността на младите птици в първата седмица след излюпването е много висока (De Witt, 1965).

От гледна точка опазването на биоразнообразието в орнитофауната особено значение имат изследванията проведени през втората половина на ХХ и началото на ХХІ века върху корелацията между нивото на замърсяването на околната среда с пестициди и намаляването на плътността на популацията, най-вече на хищните птици. Ратклифф (Ratcliffe, 1967) доказва връзката (корелацията) между количествата  на остатъчни вещества от  хлорорганичните инсектициди в яйцата на някои хищни птици, чупливостта на техните яйца и намаляването на репродуктивните им възможности.

 

Фиг.19. Състояние на популацията на сокола (Falco peregrinus)

в Северна Америка

 

Разпространението на вида съвпада с картата на интензивността на използването на хлорорганичните инсектициди (Peakall, 1970).

Проучвайки причините за рязкото снижаване плътността на популацията на сокола скитник, (Ratcliffe, 1967)  установява, че повишената смъртност при него  се дължи на прекомерно високия процент на строшени при мътенето яйца. В последствие се доказва, че това явление съвпада с приложението на ДДТ в Англия. Подобни факти отбелязват и  Хики и Андерсон (Hickey, Anderson, 1968), за скандинавските страни при соколите, орлите, сребристите чайки и други При контролирани условия е извършен опит с подхранването на степния сокол (Falco sparverius) с храна съдържаща ДДТ, в концентрация едно на един милион. Резултатите от тези опити потвърждават вредното въздействие на този инсектицид върху отлагането на калция в яйцата на птиците (Porter, Wiemeyer, 1969, Hickey, Ander­son, 1958). Същите автори доказват, че слаби дози от хлордана, силно затормозяват сънотворният ефект на хаксабарбитала, лекарство за епилептици, т.е. замърсяването с пестициди влияе и върху качествата на медикаментите, използвани при човека. В същото време е доказано, че хлордана, ускорява синтеза на ензими разлагащи барбиталите  на пасивни, разтворими  във  вода производни, които се отделят  от организмите заедно с урината. Тези ензими (различни хидролизи и оксидази), както подчертава Рамад Фр., (1981) са локализирани в микрозомните клетки на черния дроб.

 

 

Фиг.20. Изменение дебелината на яйцата на сокола скитник, предизвикани от внедряването на ДДТ в околната среда   (по Ratcliffe,   1970)

Взети проби:  1 - Шотландия, 2 - Англия.

    

В по-късните изследвания се установява, че всеки хлорорганичен пестицид, стимулира синтеза на тези ензими в черния дроб на животните и човека.

Това явление е съпроводено с опасни физиологически последствия: нарушаване баланса на естрогените. Купфер (Kupfer, 1969) доказва, че 25 мг/кг ДДТ, инжектирани на плъхове, ускорява разлагането на всичките им стероиди. Доказано е, че тази доза е достатъчна за удвояване скоростта на дисимилацията на тестерона, 17-13-естрадиола, прогестерона и дезоксикортикостера на разтворими във вода метаболити.

Подобно нарушение на  равновесието  на половите хормони под въздействието на слаби дози от хлорорганичните инсектициди обяснява физиологическите механизми, които възпрепятстват репродукцията на птиците. На практика естрогенните хормони контролират всички физиологически процеси на размножаването  и в частност, отлагането на калция в костния мозък, необходим за изработването на  черупките, които се натрупва в началото на размножителния цикъл. Недвусмислено е доказано, че колкото се намалява екстрогена в замърсените с ДДТ птици, толкова се намалява и концентрацията на калция, предназначен за формирането на яйчната черупка. Освен това е установено (Peakall, 1969), че инжектирането на ДДЕ в началото на яйцеснасянето, предизвиква изтъняване на черупката и лесното й нараняване и разрушаване. В случая се нарушават не запасите на калция, а се затормозява действието на ензимната система (въглеводородна анхидраза), осъществяваща отлагането на карбоната в черупката  на яйцата.

По-късно се установява,  че при замърсяването  на птици и с други пестициди се стига до намаляване на тяхната плодовитост, но по други механизми. Така например диелдрин, за разлика от  от ДДТ-то не влияе на метаболизъма на  калция, но предизвиква забавяне  началото на яйцеснасянето и намалява количеството на снесените яйца. Така например при фазаните, хранени с храна съдържаща 25 млн. диелдрин или 50 млн. токсафен, се наблюдава забавено и намалено снасяне на яйцата, като то не се променя дори и при съдържание до 200 млн. ДДТ (Rudd, Guenelly, 1956).

Доказано е,  че замърсяването на почвата и оттам растенията и животните с пестициди провокира силна депресия по отношението на синетезирането и кръговрата на някои полови хормони. Подобен ефект се наблюдава и при човека. Тези вещества през пролетта намаляват количеството на естрагените в кръвта на птиците, потискат гнездовия инстинкт - явление доста разпространено сред популацията на умиращите птици, явление доста разпространено сред популациите на отмиращите видове, при които последствията са изключително опасни, тъй като загиват и видове със северен ареал, където благоприятните условията за гнездене и възпроизводство са много кратки.

Доказано е, че използването на хербицидите в практиката също влияе върху репродуктивността на птиците. Например хербицида Далапон и различните негови производни  2,4-Д; 2,4,5-Т и МСРА, масово прилагани във Верджиния, намаляват броя на птиците и предизвикват стерилизация на мъжките и женските  при фазаните и зеленоглавките (табл. 13). 

Особено интересни в тази насока представляват проучванията на Лутси др. (Lutz е. а., 1970) и Дидер (Didier, 1972), които изясняват как хербицидите влияят върху плодовитостта на птиците. Обливането на яйцата с разтвор от 2,4-Д; 2,4,5-Т и симазин в дозите препоръчани за третиране на посевите, предизвиква сериозни аномалии в развитието на ембриона В резултат на  на­рушаването на  морфогенеза на яйчната обвивка, се затруднява излизането на пилето от черупката на яйцето. Към това следва да се прибави и  нарушаване на  онтогенеза на репродуктивните жлези, а това води до снижаване на репродуктивните способности на птиците. При по-късни проучвания се установява, че подобен е механизма на нарушаване и на репродуктивните възможности на човека.

    

Таблица №13. Влияние на замърсяването на храната с различни хербициди при концентрация 1000 млн. на плодовитостта на различни видове птици (De Witt,   Stickler,  Springer,   1963)

 

Хербицид

Среден  брой пилета в гнездо

патица

фазан

зеленоглава  патица

Далапон

4,2

6,3

2.6

Ацетамид 2,4-Д

2,3

5,1

0

Естер на  2,4-Д бутоксиметанола

 

 

0

Сол на  димитиламина  2,4-Д

0

МСРА

2,9

2,4,5-Т

 

0

Контрола не подложени на обработка  

29,1

10,7

12,4

 

2. Биоценологични последствия от замърсяването

До неотдавна се считаше, че тези проучвания не са достатъчни в сравнение с достигнатото при изясняването на другите последствия от замърсяването. По тази причина много от научните изследвания в областта на замърсяването бяха насочени към изясняване въздействието например на намаляването на числеността на полезните насекоми, в резултат на приложението на пестицидите и въздействието им върху селскостопанското производство и здравето на горите.

2.1. Намаляване на запасите от храна

Според много автори (Рамад Фр., Finley, 1961) към първата група биоценологични последствия от замърсяването, следва да се отнесе намаляване на растителната и животинската храна на фауната в агроекосистемите и другите среди замърсени с пестициди..

Световният опит показва, че масовото използване на хербицидите води до изчезването на много от диворастящите растения и дори на цели формации. Има сведения и за сериозно увреждане на и на съобществата на насекомите и дори висшите животни. Така например Моор (Moore, 1967) отбелязва, че борбата срещу дивия мак в селскостопанските култури е предизвикала силно намаляване на представителите на ентомофауната обитаващи този вид, а сред тях има и много полезни видове насекоми. Доказано е, че популациите и съобществата на  птиците и дивите млекопитаещи също са пострадали в резултат на унищожаването на дивите треви от хербицидите, това се обяснява с факта, че през зимата тези треви са единствената растителна покривка на обработваемите земи, място на укритие и източник на храна. Следователно, приложението на хербициди  силно намалява количеството на тревите, което лишава от източник на храна представителите на фауната, зимуващи в тези земи   и по този начин снижава видовото разнообразие. Сред многочислените причини за намаляване обилието на фауната в районите със силно развито земеделие,  масовото приложение на хербициди или други способи за унищожаването на тревите играе важна роля. Според Moore, (1967) употребата на пестициди е основната причина за силното намаляване плътността или дори изчезването на дивите патици в Англия. Данните показват, че в един от районите на Англия, в който през  1890 г. на всеки 100 ха са преброявани  37,5 птици, то през 1960 г., този брой е бил не повече от 20 птици (Pottis; по  Giban, Bir-kan, 1970). Подобни данни се съобщават и за Франция, а така също и за други силно развити страни в Европа и света. Според статистическите данни през 1963 г., на цялата територия на  Чехословакия са били преброени не повече от 400 хиляди патици, докато техният брой през 1955 г. е бил  2,5 млн. 

Унищожаването на ентомофауната от инсектицидите е втората опасна категория на биоценологичните последици от приложението на пестицидите, което способства за забавеното развитие на някои животни, косвено лишени от източници на храна.

Финли (Finley, 1961) в щата Монтана САЩ, изучава по следствието на севина, използван за борба със скакалците и стига до извода, че това е довело до съкращаване числеността на популацията на птиците с 83 %. Нито една птица не е убита от този инсектицид малко токсичен за топлокръвните животни, обаче много птици мигрират извън третираните зони, тъй като изчезват скакалците и другите насекоми, с които птиците се хранят.

Изследванията показват, че замърсяването на сладководните реки и водоеми с пестициди, чрез повърхностния почвен отток или подпочвените води,  има катастрофални последици за организмите обитаващи водните екосистеми. Доказано е, че съществен  принос за замърсяването на тези части от биосферата има и замърсяването на почвата с пестициди или торове. Обедняването на водоемите по отношение на зоопланктона и личинките на  насекомите, нарушава хранителната верига на риби. Показателни в това отношение са разработките на канадските учени за последействието от обработването на ДДТ на горите в Нов – Брансюик, които установяват, че в реките пресичащи този район намалява числеността на популацията на речната сьомга, докато в солените водоеми  последиците са по-минимални. Този факт идва да подчертае сложността на екологическите последствия свързани със замърсяването на околната среда, почвите и водите.

Според резултатите от многобройните проучвания публикувани през 1967 г. от специалистите на биологическата станция Сент-Ендрю, последствията от пръскането на горите с ДДТ срещу гъсениците на (Choristoneura fumiferana), неприятел по иглолистата са ясно изразени. Учените привеждат данни, че от 1952 до 1962 г. ежегодно с разходна норма от 1 кг/ха ДДТ са обработвани  2 300 000 ха гори, което представлява 37 % от всичките гори на провинцията.  Доказано е, че препарата попада директно в почвата и водата непосредствено  при въздушната обработка. но основната замърсяваща маса прониква  в почвата и водата на реките с повърхностния отток при валежи. При сьомгата и други риби в замърсените води се наблюдава снижаване плътността и числеността на популацията им. Доказано е, че най-висока е плътността в популацията на младите риби, като на възраст 1-2 година, процента на загиналите достига 50,0 %. Интересно е да се подчертае, че в края на първата година след третирането отново рязко се  увеличава смъртността. Това се обяснява с факта, че след падането на дъждове, остатъчните количества ДДТ, натрупани в почвата или на повърхността й с помощта на повърхностния воден отток попадат във водоемите. С времето, косвените последици от замърсяването с ДДТ, намаляват, ако не са предизвикали снижаване на хранителните ресурси във водата, причина за което най-често е изчезването на личинките на насекомите, с които се храни рибата  до 45 ден след  въздействието (фиг.21).

 

Фиг.21. Въздействие на замърсяването с ДДТ върху ентомофауната

на прилежащите реки

 

2.2. Изчезване на конкурентните видове

Към следващата група биоценологични последици от замърсяването с пестициди и торове отнасяме изчезването на конкурентните видове.

Това явление е добре проучени при изследване въздействието на изчезването на дивите треви (плевелите) под въздействие обработката на посевите с хербициди. В същото време това е довело до бързо разрастване на популацията на някои житни треви, тъй като при третирането на агросистемите с хербициди са унищожени някои от техните конкуренти, например силното затревяване с лисичата опашка (Vulpain). Опитът показва, че системното използване на солите на феноксиуксиновата киселина (phenoxyacetic), отначало рязко снижава популацията на някои еднодомни плевели, които се срещат рядко в посевите и дори води до тяхното изчезване. Обработката на крайпътните ивици с хидрозат и 2,4-Д, довежда до това, че върху крайпътните скатове в Англия, френският  райграс (Arrhenathum elatius) и ежовата главица (Dactylis glomerata) се сменят с коренищните житни : червения див овес (Festuca rubra) и ливадната метлика  (Роа pratensis) (Yemm, Willis, 1962).

2.3. Отстраняване на естествените врагове

Друго биолоценогично последствие от използването на пестицидите е изчезването на естествените врагове на вредните насекомни видове, които желаем да унищожим.

Фиг.22. Влияние на замърсяването ДДТ на водите на реките върху популацията на различите речните риби, нарушаване на хранителния режим на рибите. (Keenleysides; по  Ramade, 1968)

   

 Легенда:

С - личинки на хирономида, Е - личинки на  маифлииск, Т - личинки на ручейника.

 

В действителност във всички компоненти на биосферата, прилагането на пестициди води до нарушаване състава, плътността и числеността на съобществата и екосистемите. В частност пестициди указват най-силно въздействие върху ендопаразитите - ентомофаги. Това явление, е очевидно и добри изразено, но не се различава при различните видове пестициди. Съвсем естествено е, че нивото на интоксикация на организмите зависи при равни други условия, от количеството погълната доза, която се изразява в мг/кг живо тегло или при насекомите мкг/г. От друга страна, съгласно токсикологията, погълнатата доза пестицид зависи от площта на повърхността на тялото на третирания организъм; не рядко отровата прониква в организмите през външната им обвивка.  Интензивността на абсорбция от страна на организмите е  сравнима с масата на индивида, тъй като масата е пропорционална  на дължината на куб.  Доказано е, че  обработка, която следва да убие 90 % от вредните насекоми, без съмнение ще убие почти до сто процента и техните  ентомофаги, които намаляват и ограничават тяхната численост и  ограничават размножаване им. По този начин третирането срещу вредните насекоми, в последствие води до увеличаване числеността и плътността на популациите им, тъй като те се развиват в отсъствието на естествените им врагове. Нашият опит показва, че разрушаването на зооценозиете на хищните и паразитни насекоми води до бързо нарастване популацията на вредните насекоми, които искаме да унищожим. Например, бурното развитие на градациите на гъботворката в края на петдесетте и началото на шейсетте години на ХХ век, след тоталното приложение на ДДТ в периода 1949-1953, довело до 100 % унищожаване на полезната ентомофауна (Стефаов Д., Зашев Б. и др., 1961).

В действителност най-простото обяснение на това явление се състои в това, че числеността  на насекомите-паразити се намалява в резултат на третирането, и по този начин насекомите - фитофаги унищожаващи растителността (продуцентите) в екосистемата и които  при нормални условия имат достатъчно висока смъртност, започват да се развиват бързо без каквито и да се пречки (фиг.23).

Не рядко се наблюдава, че при извеждането на растителнозащитни мероприятия се появяват нови видове вредители или такива, които до този момент са се срещали рядко или са нанасяли незначителни щети при култивираните растения. Това се обяснява с факта, че често пъти вторичните вредители (б) са по-малко чувствителни към инсектицидите, отколкото основните вредители (а)   (фиг. 23).

В литературата са описани много случаи, когато приложението на пестицидите разрешава междувидовата борба на два насекомни вида в полза на вторичния вредител, които в отсъствието на специфичните за него ентомофаги започва бързо се развива. Според Рамад Фр., (1981) пестицидите могат да провокират и миграция на насекоми-ентомофаги в екосистеми в пограничните зони или върху други растения. Нека предположим, че по пътя на съответната обработка, ние унищожаваме видът „а” и  лишаваме неговите хищници от храна и ги принуждаваме да мигрират извън пределите на обработената зона. При тези условия видът „б” заема освободеното място и се размножава, като  развива растяща популация в отсъствието на естествени врагове (фиг.24). В този случай, разривът в хранителната верига е  провокиран от приложението на даден пестицид, променя видовата борба и изходът от нея при конкурентните насекоми - фитофаги.

Фиг.23. Нарушаване на биологичното равновесие в резултат на използването на инсектициди

(Smith, Van den Bosch; по Kilgor, 1967, p. 298-299)

 

Легенда:

a - бързо размножаване на вредителя  (1) в резултат на унищожаване на естествените му врагове  (2); о – бързо увеличаване числеността на вторичните вредители, безвредни при нормални условия (3), провокирана деградация на популацията на ентомофагите, ограничаващи по-рано неговата популация (4).

 

Разбира се, могат да се посочат много примери на нарушаване на биоравновесието. На базата на изследванията, могат да се приведат много примери  за  нарушения в биологиче­ското равновесие. На базата на проучванията на Smith, Van den Bosch, (Smith, Van den Bosch; по  Kilgor, 1967, p. 324), Рамад Фр., (1981) отбелязва, че  използването на  ДДТ в Калифорния става причина за бързото размножаване на една от щитоносните въшки (Aonidiella aurantii), която причинява сериозни щети по цитрусовите растения в района.

Фиг.24. Нарушаване на биологическото равновесие, в резултат на миграцията на вторичния вредител „б” е обработената с инсектицид зона

 

Инсектицида унищожава не само наездниците-паразити на този вид, но и хищниците, такива като „божата кравичка”( калинката) и други естествени врагове на щитовката  (De Bach, Rosen, Kenneth, 1971). Съвсем естествено е, че прекратяването на третиранията за няколко години снижава числеността на щитоносната въшка Aonidiella.

Фиг.25. Бързо размножаване на щитосносната въшка (Aonidiella),

 след приложението на  ДДТ

Легенда:

1 - контролни дървета, 2 - обработени с ДДТ дървета, 3 - обработени с ДДТ  до 1965 г., 4 - праг на икономическата вредност.

 

Числеността на този вредител върху контролираните дървета е под прага на икономическата вреда на насекомото; ДДТ предизвиква тяхното бързо размножаване, когато се прекратят многократните третирания с инсектицида  се стига до снижаване плътността и числеността на популацията на насекомния вид. (De Bach е. Апо  Huffaker, 1971).

Рамад Фр.(1981) отбелязва, парадокса, че явление подобно на описаното по-горе се явява и при памука при безразсъдна химическа борба. Според Рамад Фр., (1981) и Boza-Barducci, (1965) в памуковите плантации на США средно годишно са  провеждани до 40 обработки с различни пестициди. В долината  Канет в Перу в технологията за комплексна растителна защита срещу неприятелите на  памука, са провеждане третирания всеки трети. Анализите показват парадокса, че тези свръх дози са довели до нарастване броя и числеността на вредителите. Причината за това се крие в тоталното разрушаване на зооценозата на  хищ­ниците и паразитите, които контролират популациите на вредните насекоми. В тази обстановка за памуковите плантации се създава катастрофална ситуация и химическата борба се превръща в затворен омагьосан кръг. Прекомерно завишените дози на пестицидите предизвикват увеличаване на щетите и още повече разрушават биологичното равновесие. Всичко това става причина химичната борба срещу вредителите по памука да се прекрати. В долината на  Канет се стига до парадокса, че химичната растителна защита е провокирала удвояване броя на насекомите-фитофаги при памука (табл. 14).

 

 

 

Таблица №14. Изменение на биоценологичния комплекс и насекомните вредители по памука, след обработка с пестициди (по Boza-barducci, 1965)

 

 

Използването на комплексните методи за борба позволяват да се привлекат насекомите-ентомофаги и по този начин да се намали броя на обработките с пестициди и се избегнат негативните последствия за биосферата и което е по-важно да се увеличат и запазят добивите от селскостопанските култури и доброто развитие на горските екосистеми.

Известно е, че в САЩ прекомерно са използвани фосфороорганичния инсектицид азодрин за третиране на памука срещу различни видове вредни насекоми, което е довело до абсурдната ситуация, вместо да се намали числеността на популацията на листния молец по памука, а повредите по кутийките рязка се увеличават. Този феномен Van den Bosh and al. (1969), обясняват с факта, че листният молец по памука се развива вече в среда освободена от неговите естествени врагове (фиг.26).

 

Фиг.26. Нарушаване на биологичното равновесие (а) при обработка с продуктите за растителна защита: хербаротов (б) и азодрин (в) на памуковите плантации в Калифорния (по Van den Bosh and al., 1969)

 

Тези, както и много други опити показват, че третирането с пестициди в завишени  дози и многократна повторяемост стимулира развитието на някои индеферентни насекомни вредители, които променят хранителната конкуренция между биологически близки видове или силно снижаване числеността на техните паразити и хищници.

Особено интересни в това направление са обясненията на  Chaboussou (1965) за бързото развитие на различните видове паяжини акари на културните растения след третирането със синтетични инсектициди. Според него, въздействието на пестицидите подпомага плодовитостта на акарите. Това явление е в резултат на изменението в хранителната система  растение - гостоприемник, предизвикано от органичните пестициди. Някои от пестицидите провокират появата в клетъчния сок на растенията вещества стимулиращи растежа на фитофагите и увеличаване концентрацията на хранителните вещества. Според Рамад Фр., (1967) ниските дози на линдана повишават смъртността на домашната муха с 15 %, но в същото време увеличават плодовитостта и приживаемостта на мухите с 50 %.

 

3. Въздействие на биоразнообразието на биоценозата

Доказано е, че хербицидите най-силно намаляват биоразнообразието в третираните от тях селскостопански  или горски екосистеми. Рамад Фр. (1981) отбелязва, че употребата на хербицида 2,4,5-Т, за унищожаване на листната маса върху милиони хектара площи покрити с пелин (Artemisia  tridentatа), с цел превръщането им в пасища за едрите животни, довежда до промяна на цялата екосистема.  Изчезват дърветата и храстите, заедно с тях и привързаните към тези местообитания  много животни, например тетеревите (черни яребици).

 

Таблица №15. Влияние на пестецидите върхувидовия състав, плътността и биомасата на ливадната екосистема (по Minhinick, 1962)

 

 

Екологическа категория в съответствие с режима

Видов състав, брой на видове

Видове с повишена плътност

Количество на индивидите на 3,7 м[2]

Биомаса в грамове на 3,7 м[2]

о.

н.о.

общо за двете

о.

н.о.

о.

н.о.

о.

н.о.

Фитофаги

8

14

8

4

5

3548

2311

11,0

2,0

Сапрофити

37

42

27

13

94800

15159

146,6

175,6

 

Митофаги

14

21

14

2

 

 

 

 

 

Хищници

14

21

14

2

21

15085

8602

1,2

4,1

Всичко

59

82

51

17

44

113453

26591

154,0

183,0

 

Легенда:

о. – обработено с пестициди; о.н. – контрола

 

В литературата няма много данни за специални изследвания за влиянието на пестицидите върху биоразнообразието в третираните площи. Едни от най-сериозните и полезни разработки в това отношение са тези на Menhinick( 1962), който прави сравнение между фауната в почвата и мъртвата почвена покривка в девствената прерия и в площите от нея подложени на въздействието на пестицидите. Резултатите от неговите проучвания позволяват да се направят следните изводи: пестицидите провокират снижаване на биоразнообразието, намаляват не еднакво числеността на видовете във всички систематични групи. Една група организми са подложени на по-силно въздействие, а други на по-слабо (табл.15).

Видно е, че по-големи щети са нанесени на по-едрите видове, особено на хищниците. Menhinick открива в девствените прерии 82 вида, а в обработените участъци само 59. Видно е също  така, че  някои видове са увеличили своята численост и плътност. Това най-често се отнася към видовете, представени с индивиди с по-малки размери. Това се обяснява с намаляване числеността на техните хищници,  В същото време е налице намаляването на биомасата на тези насекоими в третираните участъци.

 

4. Въздействие върху сукцесиите

По правило сукцесиите на зооценозите  са в сихрон със сукцисионните процеси във фитоценозите. По този повод хербицидите вредят също толкова, колкото и останалите пестициди.

Опитът показва, че въздействието на неселективните (тоталните) хербициди е подобно на това на пожарите, т.е. те връщат състоянието на екосистемите в първия етап на сукцисионния ред, т.е. на първото заселване на растенията върху голите терени.

Съществува  и една  група хербициди (наречени арборициди), която е селективна по отношение на дървесните и храстови видове и не им позволява да навлязат в прериите или степните екосистеми. В същност тези третирания не позволяват появата на по-голямо биоразнообразие  и създаването на междинни екосистеми между прериите и горите.  С други думи, прилагането на хербициди блокира сукцесионните процеси или ги насочва в желана от човека насока. От друга гледна точка, подобно въздействие косвено намалява биоразнообразието, тъй като храстовите и дървесни съобщества са с по-голямо разнообразие, отколкото прериите или степите.

 

5. Биологични методи за борба

От изложението до тук стана ясно, че приложението на пестицидите за борба с вредителите по растенията е съпроводено със сериозно увреждане на околната среда. Това преди всичко се дължи на липсата на селективност при химичните пестициди. Заедно с вредната ентомофауна, те убиват и редуцират силно популациите на полезните насекомни видове, който са по-чувствителни към растителнозащитните продукти,  отколкото неприятелите по растенията. По данни на СЗО и ФАО, замърсените с остатъчни активни вещества на пестицидите, храни с растителен и животински произход, съдържат многократно по-високи концентрации от тях, отколкото са ПДК. В същото време всеки човек, би желал да консумира храни без опасност за своето и на своето поколение здраве. В това отношение обезпокояващи са следните факти: в подкожните мазнини на американците е установено 12,9 милионни части ДДТ, при французите – 5,2, при немците 2,3, при англичаните 2,2 (Hayes, Dale, 1963).

Много автори отбелязват особеното негативно въздействие върху добива на селскостопанска продукция факта, че успоредно с вредните насекоми пестицидите убиват и много от полезните насекоми и то не само паразити или хищници по вредната ентомофауна, но и много от насекомите опрашващи растенията. Не е без значение и факта, че пчелите събират мед и от третираните с продукти за растителна защита растения и не рядко в меда се откриват остатъчни вещества от активните им субстанции.

Известно е, че учените още с откриването на първите синтетични пестициди обръщат внимание на техните негативни въздействия върху околната среда  и факта, че насекомите стават устойчиви на минералните инсектициди. С развитието на синтетичните пестициди, които могат да се разпадат, тази устойчивост  става по-силна и се наблюдава при много насекомни видове. Първоначално е установено, че устойчивост към пестицидите имат някои видове домашни мухи и комарите, а след това подобна резистентност е установена и при насекомни вредители с голямо икономическо значение за селското и горското стопанство.

5.1. Поява на устойчиви раси, насекомни вредители към пестицидите

По-горе бе подчертано, че в резултат на конвенционалното замърсяването на околната среда и особено  на радиоактивното, в природата се появяват  много устойчиви на пестициди насекомни вредители по растенията, човека и животните. Така например, Браун (Brоwn,  1961), съобщава  98 вида паразити, преносители или вектори на сериозни инфекции по човека и домашните животни, както и 35 вида по селскостопанските култури и горскодървесните видове и храсти, устойчиви на един, два или няколко вида пестицидите. По-късно ФАО (1966, 1978, 1999, 2007) съобщава за наличието на опасни за растенията насекомни видове придобили висок имунитет към действието на пестицидите, а  според много специалисти по болести на растенията, много от причинителите на заболяванията, вече са формирали раси, устойчиви на пестицидите.

Според Рамад Фр., (1981), в началото на осемдесетте години на ХХ века, повече от 200 вида вредни насекоми проявяват устойчивост към пестицидите (фиг.27).

 

Фиг. 27. Нарастване броя на вредителните фитофаги, устойчиви на пестицидите

Фиг. 28. Промяна броя на насекомите в популацията на вредителя (1) след интродукция на ентомофагите, в сравнение с прага на икономическата щета (2)

С точки се означава момента на внасянето на ентомофагите.

Анализирайки вредното въздействие на пестицидите върху околната среда много автори отбелязват, че незначителното увеличаване на дозите за приложение (до неотдавна, считали, че едно увеличение с 4 до 5 пъти е минимално, а съвременните данни показват, че дори увеличаването на дозите за приложение с 0,2 до 1,0 %, вече е рисковано) необходимо за да се гарантира контрол върху популациите на вредните насекоми, поставя под съмнение икономическата целесъобразност за приложение на пестицидите да не говорим за екологическата потребност от това приложение.

При съвременното земеделие неудачите за фермерите идват от факта, че да гарантират своите добиви те трябва или да завишат дозите на приложение или да увеличат броя на третиранията, което несъмнено води към натрупване на пестициди в почвата много над ПДК и отравянето на селскостопанската продукция, която става некачествена и непродаваема. Всичко това подтиква науката и социалната практика да търсят  продукти за растителна защита, които да не замърсяват и да не унищожават околната среда и по възможност да са с по-широк спектър на действие.

Всичко това наложи появата на биологичната борба, като алтернатива на класическата растителна защита.

5.2. Задачи на биологичната борба срещу неприятелите по растенията

Основната задача при биологичната борба е на базата на нашите познания за структурата, състава и взаимоотношенията между отделните компоненти и звена на биосферата, да се разработят методи и средства за съкращаване числеността на всеки вредител съществуващ в агроекоосистемите или в която и да е друга част от биосферата, да се снижи коефициента на размножаване на вредителите.  Съвсем естествено е, че това може да се постигне по пътя на увеличаване коефициента на смъртност на популациите на вредните насекоми или снижаване коефициента на размножаване или на двата фактора едновременно, като в същото време се намали коефициента на смъртност на  полезната ентомофауна и се повиши коефициента на размножаването й.

5.3. Методи на въздействие върху смъртността на вредната ентомофауна

5.3.1. Използване на насекоми ентомофаги

Още в древността хората са установили, че всеки организъм в природата има своите врагове и приятели. В теоретичната основа на тези методи за регулиране плътността и числеността на популацията на вредните насекоми стоят познанията на човечеството за наличието и използването на  естествените врагове на вредителите по селското и горско стопанство, по животните и човека, техните паразити и хищници. В резултат на изградилите се в процеса на еволюцията биотични взаимоотношения и връзки паразитите и хищниците по един природоцелесъобразен начин регулират плътността на числеността на популацията на представителите на вредната ентомофауна.

Спирайки се на структурните групи организми в биосферата, Вернадский (1946) година, разделя организмите на продуценти (зелени растения), консументи (животни, включително и насекоми), като ги разделя на консументи от първи порядък (растителноядни, към тях се отнасят и вредителите по растенията –фитофагите, животни, птици, човекът), консументи от втори порядък -месоядни(хищници и паразити: насекоми, висши и нисши животни и  пр.)  и конскументи от трети порядък – супер хищници (висши животни, човек, насекоми, птици и пр.

Доказано е, че в природата много видове насекоми, акари, микози, бактериози, вирози, птици, нисши и висши животни, ограничават числеността на популацията на земните и подземни безгръбначни.

Проучванията показват, че всеки полезен вид снижава числеността на вредителите незначително, обикновено с 1-2 % Както е известно от класическата екология върху плътността и числеността на организмите влияе съвкупност от екологическа фактори и условия, следователно общата сумарна смъртност, провокирана от различни лимитиращи фактори, биотически и аби­отически, обикновено е равна или надвишава 90 %. Хипотетично ако се снижи смъртността на видовете, за които средната стойност на смъртността е 98 %, само на 2 %, то броя на полово зрелите индивиди се удвоява и се стига до взрив в числеността на популацията. От друга страна, ако се привлече някакъв нов вид , които да увеличи смъртността само с  1 %, гарантира значително снижаване плътността на вредителите.

В исторически план се налага именно този подход на биологичната борба, и той датира от 1888 г., когато известния ентомолог Райли (Riley), пионерът на  биологи­чната борба, по този начин разрешава кардинално проблема с австралийската щитовка (Icerya purchasi), като доставя в Калифорния естествения й враг - калинката (Novius cardinalis).

От този момент нататък практиката на интродукцията на ентомофаги намира широко приложение в растителната защита, в много страни по цялото земно кълбо, включително и в нашата страна (Цанков, Роснев, Мирчев, 1976). Този метод дава неочаквано добри резултати. Още в началото на шейсетте години на двадесети век,  Де Бах (De Bach, 1964) привежда  160 случая на удачно прилагане на този метод, като в  24 от случаите въпроса е решен радикално без допълнителна намеса на човека.

С изключителна важност се очертават и разработките в нашата страна за прилагането на Трихограмата в борбата с царевичния пробивач, боровия въртун, причиняван от насекомото Ryacionia buoliana  и други (Цанков, Роснев, Мирчав 1976).

В лесозащитната практика са известни много случаи, когато един или няколко вида ентомофаги не могат да се аклиматизират, като най-типичен в това отношение са фитофагите на колорадския бръмбар. Но съвсем естествено е, че не всички възможности на този метод са изчерпани. В растителнозащитната наука и практика най-известната и широко прилагана форма на биологичната борба е интродукцията на полезни насекоми от един континент в друг, но успоредно с това съществуват и други способи за биологична борба с вредните насекоми, базиращи се на използването на ентомофагите. Опитът на нашата страна показва, че успешно могат да се използват и местни видове, които се размножават в лабораторни условия, дори в био- фабрики, например пред двадесет години у нас съществуваха лаборатории по биометода за производство и разселване на фитофаги. Например с помощта на произведеното в станциите по биометода хищно насекомо Инкарзия се разреши  въпроса с каламитетното проявление на белокрилката Trialeurodes vaporariorum  в оранжерийте.

Рамад Фр., (1981) отбелязва, че във Франция с успех се прилага метода на биологичната борба, чрез използване на насекоми - хищници или паразити по вредителите на селскостопанските култури, който е дал отлични резултати. Във Франция този метод се разработва и внедрява с активното участие на Националния институт за агрономически изследвания (INRA), а у нас секцията по биометода към ИЗР и секцията по лесозащита на ИГ при БАН, както и Лесозащитните станции - София, Пловдив и Варна. Както в чужбина така и у нас, научните работници и експертите по лесозащита и растителна защита употребиха много сили и време за да убедят практическите деятели да се откажат от старите методи и да прилагат новите биологични способи за борба с вредните насекоми. В съвременните условия е необходимо също да се работи към възраждането и разширяване на биометода, най-вече,  че задължително за био- земеделието е използването на биометода. Сред многото разработки в тази насока Рамад Фр. (1981) отбелязва успешните опити на  опитната станция в Антибе по акли­матизацията на халцидите (Prospatella perniciosi) по калифорнийската щитоносна въшка  (Quadraspidiotus pemiciosus) ( по Benassy е. а., 1968).

Френският учен  Иперти (Iperti, 1966) разработва метод за контролиране на друга щитоносна въшка (Parlatoria blanchardii), вредител по финикийските палми, по пътя на аклиматизацията на калинката  (Chilocorus bipustulatus).

Във Франция в  станцията  в Делану създава изкуствена среда за развъждане на броконидите (Opius concolor), което позволява да се организира и успешно изведе високорентабилна борба с маслиновата муха (Dacus oleae).

В света са създадени много лаборатории занимаващи се с разработването на индустриални методи за производство на фитофагите. Българският опит показва, че са много големи възможностите на използването на различни видове  ендопаразити, нападащи  яйца та на вредителите, и големи са възможностите да се развъждат насекоми -  оофаги. Тези насекоми притежават висок биотичен потенциал, доколкото полиембрионията се явява общо свойство на ендопаразитите отнесени към Hymenoptera, а освен това техните неголеми размери (по правило по-малки от  1 мм) позволява в неголям обем да се получат много индивиди, при което е необходимо съвсем просто оборудване. И не на последно място, тяхното най-голямо предимство по отношение на  другите ентомофаги е, че те паразитират по яйцата и спират размножаването на своя гостоприемник-фитофаг, преди той да нанесе своите повреди. В бившия СССР и у нас, промишленото производство на дребния халцид-оофаг (Trichogramma,) позволява ежегодно да се обработват повече от 5 млн. ха зърнени култури (Biliotti, 1970), а у нас стотици хектари зърнени култури и иглолистни гори.

5.3.2. Използване на патогенни микроорганизми 

В нашата страна и в света, за биологична борба  срещу вредните насекоми с успех се прилагат патогенни микроорганизми. Микробиологичната борба е без съмнение е изключително привлекателно  средство, не изискващо големи усилия за увеличаване смъртността на насекомите-вредители. Както в хуманната медицина и в растителната защита всяка епидемия има характерната особеност за саморазпространение, което в известна степен напомня верижна реакция, благодарение на която  е възможно да се поразят жертвите върху голяма територия, отдалечена от изходната заразена зона.

5.3.3. Използване на гъбите  и бактериите – ентомофаги

Една от най-старите форми на биологичната борба срещу вредните насекоми е използването на гъбите - ентомофаги, които причиняват и  разпространяват микозните заболявания по фитофагите. Отдавна е известно, че несъвършените гъби от клас (Fungi imperfecti) и в частност представителите на родовете Beauveria и Metarhizium, позволяват да се осъществи ефективен контрол над  бръмбара скарбей – DAMI,  личинките на които се развиват в почвата.

По данни на Маг Магнус САЩ срещу гъботворката с успех може да се използва гъбата Entomophaga maymayga. Интродукцията на тази гъба започва в нашата страна през 1996-1997 година, през пролетта на 2010 година тя се интродукцира в някои горски екосистеми в Източна България и в района на Горна Оряховица. Първите резултати са окуражителни.

Според руски источници бактерията Bacillus thuringiensis е описана за първи път от Мечников през 1892 година, а според други бактерията е открита  през 1901  от японския биолог  Shigetane Ishiwatari, а според Рамад Фр. (1981) първото описание на  Bacillus thuringiensis датира от  1913 г., но едва през  50-те години на двадесетия век тя намира приложение за формулирането на биопродукт за растителна защита. Във Франция INRA изиграва съществена роля за формулирането на биопродукта на базата на тази бактерия „Бактоспеин”, което е първото биологично средство за растителна защита произведено от фирмата „Рон-Пуленк”. В последствие станциите в Миньер Гризон, Мартуре, Буржегон и др., разрабо­тват методика за получаване на бактериални спори, които дават ефективни резултати при контролирането на популациите на многоядните насекоми.

В нашата страна прилагането на биопродукти на базата на Bacillus thuringiensis датират още от края на шейсетте, началото на седемдесетте години на ХХ век, нещо повече в Биовет-Пещера се формулираше и български продукт. Понастоящем продуктите на базата на тази блактерия: Fotey 48 B, Dipel, Batik  и други се прилага преди всичко в горското стопанство, като 90 % от масовите третирания срещу листогризещите насекоми се извършват с тези продукти и по този показател страна ни е водеща в Европа.

5.3.4. Използване на ентомопатогенните вируси и рикетсии в биологичната борба

Сравнително неотдавна много изследователи обръщат внимание на възможността да бъдат използвани вирусите, микоплазмените организми и рикетсиите, като средство за борба с вредните насекоми в горското и селското стопанство. Рамад Фр., (1981) отбелязва, че във Франция  ученият Билиотти и др. демонстрират доста добри резултати от използването на вирусите в биологичната  борба. Започвайки от края на 50-те  години  в Монт-Венту се прилага патогенния вирус  Smithiavirus pithyocampae, причинител на  полиендрията на коремния тракт при  представителите на Lepidoptera, като заболяването спира размножаването на монахинята по боровете на площ от няколко хиляди хектара.

Съвсем не е необходимо да се подчертава, че специфичното действие на биопродуктите те предизвиква такива опасни промени в биоценозите, както прилагането на синтетичните химични пестициди.

Много автори отбелязват, че на онези песимистично настроени „специалисти”, които твърдят, че човек не може да контролира епидемиите, и упорито оспорват възможностите за ефективно и полезно използване на биологичните методи за растителна защита, трябва да се напомни, че отдавна е известен един вид вредител, за борбата с който биологичните методи, както отбелязва Рамад Фр., (1981) са постигнали забележителен резултат, става дума за зайците. Както е известно този гризач е бил внесен от заселниците в Австралия през 1859 г. и много бързо се превръща в бич за местните фермери. При новите условия този вид няма врагове и болести, и бързо се размножава. Известно е също така, че до 1952 г.  в Западна Европа са го считали за вредител. Същата година един агроном доставя във Франция тайно вирусът  Санарелли, който причинява  миксоматозата по зайците. Вирусът бързо причинява силна епидемия сред зайците, която мълниеносно се разпространява по цялата територия на Франция и дори извън пределите на страната и унищожава не по-малко от 99 % от популацията на зайците. В Австралия, този метод е бил използван още през 1936 г. и по  време на Втората световна война, числеността на зайците чувствително намалява, което позволява да се възстанови част от естествената растителна покривка, силно редуцирана в някои районни и да се развие животновъдството в непродуктив­ните зони, където по-рано плътността на зайците  е била много висока (Fenner, Ratcliffe, 1965).

 

6. Методи на въздействие върху плодовитостта на вредната ентомофауна

След петдесетте години на ХХ век постепенно се развива нов метод за биологична борба с насекомите-фитофаги. За разлика от досега разглеждания метод, този има за задача да намали коефициента на плодовитостта (раждаемостта) на фитофагите или зоофагите

6.1. Автоцидна борба – през 1954 г. Книплинг (Knipling) на остров Кюрасао пуска в природата  мъжки  на  мухата  Cochliomyia hominivorax, предварително стерилизирани с кобалт  60, в резултат на това местните фермери изцяло се отървали от нашествието на този двукрил вредител по животните. След това подобна операция била осъществена в щатите, разположени по крайбрежието на Мексиканския залив, в резултат на което почти всички щати на САЩ се освободили от този муха. Доходността на  животновъдството се повишава с 10 млн долара.

Основният принцип на този метод се състой в това, че стерилният индивид разпространява своята стерилност в популацията, а така също я индуцира и на своя пряк партньор. В случая на  Cochliomyia , успехът на операцията е обусловен и от факта, че женската на този вид се съешава само един път през живота си.

Този метод е успешен при условие, че се усвои промишлена технология за размножаване стерилизиране на мъжките индивиди и то по начин не засягащ тяхната жизненост, и по специално на половата им конкурентно способност.

Специалистите по автоцидна борба, отбелязват, че с използването на йонизираща радиация се сблъсква със сериозни трудности и проблеми, когато става дума за големи естествени популации от насекоми. Във връзка с това възниква идеята да се търсят и разработят химически методи за стерилизация на насекомите, при по-малки разходи на труд и материални ресурси и които да гарантират подобни резултати. Килгор (Kilgore, 1967) публикува оригинална монография, която е изцяло посветена на тези нови вещества, които блокират  кариокинеза, а други възпре­пятстват синтеза на съединенията необходими за  дейността на гаметите, нарушават сперматогенеза и формирането на яйцеклетките.

Този автор описва и една трета група вещества, химически стерилизанти, наречени радиомиметични вещества. Последните действат като йонизиращата  ра­диация, причинява летални  мутации в гаметите, което прави чифтосването безплодно, тъй като образуваните зиготи се оказват нежизненоспособни.

Независимо от това, че тези вещества са силно токсични за гръбначните животни, тяхното приложение дава отлични резултати, ако се използват заедно с половите или хранителни естествени или синтетични примамки.

Достиженията  в области изучения феромонов и откриването на вещества имащи привлекателна сила за насекомите, позволяват да се постигнат определени успехи в тази насока. Джекобсон (Jacobson, 1965) открива няколко десетки съединения, действащи като полови или хранителни примамки или оказващи въздействие върху общественото поведение на накои насекоми: (маркиране на пътя на предвижването, подаване на сигнал за опасност и  т.н.). Създадените на тази база феромонови уловки се оказаха доста перспективни и ефективни при  проучването и регулирането на плътността и числеността на популациите на вредните насекоми.

През  1960 г. Джекобсон отделя съединението хиплюр, полов феромон на женската на монахинята (Lymantria momaha), способен да привлече мъжките на този вид при концентрация 10~9 мкг в 1 м[3] въздух.  В същото време съчетаването на половата примамка, тримедлюр, и силно действащия сложен фосфорен ефер, е позволило създаването на уловка, благодарение на която във Флорида, напълно е била унищожена току що интродуксиралата се в тази област средиземноморска плодова муха. Опитът показва, че създаването на  уловки, съдържащи примамващи вещества и химични стерилизанти, може успешно да реши проблемите свързани със замърсяването на почвата и околната среда с токсични вещества.

От гледна точка на растителната защита, преимуществото на комбинираните уловки с примамващо вещество и химичен стерилизатор по отношение на примамките с инсектицид се състои в това, че стерилизантът не убива насекомото когато го погълне. В табл. 16 са приведени сравнителни резултати от въздействието на инсектицидите и химическите стерилизатори имащи ефективност 90 %. Изчисленията са направени, когато поколенията се редували биотичният потенциал г=5, т.е. оцеляват 5 индивида от предишното поколение. Може да се предположи, че плодовитостта на преживелите въздействието на пестицидите индивиди, не се е променила в резултат на интоксикацията.

   

Таблица  №16. Сравнение на демоекологичните последствие от въздействието на инсектицидите и химическите стерилизатори

при еднаква интензивност

50 000

500 000

5 000 000

І поколение

2 500

250 000

25 000  000

ІІ поколение

125

12 5 000

125 000 000

ІІІ поколение

6

62 500

125 000 000

ІV поколение

0

31 250

125 000 000

V поколение

= 125-10[e]

r =  5 K

 

Забележка

 

Анализът на тези резултати показва, че при прилагането на инсектицидите, 10 % от преживелите индивиди на даден вид вредно насекомо, остават най-често плодовити и дават в първото поколение около 500 000 индивида. Въздействието намалява във следващото поколение до 50 %в сравнение с първоначалното. В случая преимуществото е на страната на стерилизантите, при ефективност 90 % от индивидите, 10 % от мъжките остават фертилни.

И по този начин, ефектът от химическата стерилизация ще има аналогичен ефект с приложението на инсектицидите и ще провокира 90 % смъртност. Данните показват, че химическите стерилизатори са значително по-ефективни от пестицидите, тъй като на въздействие са подложени и двата пола. Преимуществото на методите на автоцидната борба с вредителите се изразява във възможността да се разпространи въздействието й извън територията на третираните зони, в зависимост от това доколко е запазена жизнеността.

6.2. Използване на хормонални продукти

Друг способ за снижаване  плодовитостта или увеличаване на смъртността на членестоногите се състой в нарушаване на постембрионалното им развитие.

Проучванията и постигнатите успехи в областта на ендокринологията на насекомите, даде възможност да се използват хормоналните продукти за биологична борба с вредителите по растенията.

Ендокринологът Жули (Joli, 1972), подробно излага научните познания до този момент, свързани с хормона на линеенето (екдозон) и ювенилния хормон (неотин). В общи линии те контролират постембионалното развитие  и управляват сложните механизми на линеенето, метаморфозите на насекомите и половото им узряване.

Това което прави ювенилните хормони особено подходящи за биологична борба е тяхната специфичност, защото само организмите, които ги изработват са чувствителни към тях, а за останалите и топлокръвните са безвредни. Устойчивостта към тези вещества е необходима за нормалното физиологическо развитие и половото  съзряване на насекомите.

Стереоселективният синтез на ювенилните хормани  е бил осъществен независимо от Кори и Джексън през 1968 година в техните лаборатории. В последствие много фирми и изследователски лаборатории  правят проучвания върху същността и методите за отделяне и съставяне на синтетични аналози на тези съединения (по Рамад Фр.,1981).

Изключителен интерес, представлява откритият от Слама, така наречен, хартиен фактор (paper factor) и отделеното от Боеуерс в 1966 година  активно вещество „ювабион”, което поставя началото на нови търсения и възможности в областта на биологичната борба.

Историята на хартиеният фактор е доста любопитна и поучителна. През 1965 година изследователят Слама, като стажант в Харвардския университет, изследва няколко екземпляра от дървеницата (Pyrrhoris apterus), обичаен вид за Палеарктика, и стига до извода, че  в САЩ, тези насекоми, който той без особени усилия отглеждал в Европа, не могат да достигнат до полова зрялост и при имагинирането си дават гигантски стерилни супер личинки. Те умират без да формират обвивка на тялото си. Анализирайки причините за това непознато явление, младият учен  установява, че то се дължи на контактите на личинките на насекомото с филтърната хартия, с която били постлани дъната на боксовете, в които се отглеждали насекомите. Установено било също така, че европейската филтърна хартия не пречи на развитието на ларвите, а аномалиите се наблюдават само върху американската хартия. Според Слама, американската хартия произведена от елата Abies balsamea, съдържа активно вещество, наречено  от него „хартиен фактор”, който въздейства мутиращо върху личинките на дървеницата. 

Изследванията на Боеуерс и други, показват, че става дума за моноциклични политерпени, близки по структура до ювенилните хормони. Независимо от структурните свойства с неотерпените, тези вещества, които били наречени ювабиони, са изключително специфични за воините - дървеници, като действат и на близките до тях хищници.

Понастоящем голям брой фирми синтезират и произвеждат аналози на хормоните на различни насекомни видов. На международния пазар има изобилие от голям набор хормонални продукти, с различно съдържание и предназначение.

Следва да подчертаем, че тези съединения имат не само стерилизиращо въздействие върху насекомите, но и причиняват висока смъртност в проимагиналния стадий на насекомите. Ювенилните хормони нарушават ембрионалното развитие и възпрепятстват излюпването на личинките от яйцата. Това обуславя високият процент на смъртност в момента на последното линеене, когато гигантската личинка  с големи усилия се опитва да излезе от старата си обвивка и не рядко загива в този момент, тъй като не успява да се освободи от нея.

В историята на растителната защита са описани и случаи на биологична борба с плевелите и другата нежелана растителност. Например проникването на кактуса Opuntia spp. в Австралия е последвано от бързото му разселване и заемане на територии равни на тези заети със зърнени култури. С цел да се ограничи неговото разпространение, през тридесетте години на ХХ век, от Аржентина се внасят оплодени женски пеперуди от вида Cactoblastis cactorum, гъсениците на които се хранят с кактусовите иглици и за кратко време унищожават растението – нашественик.

Друг подобен пример в това отношение е внасянето от англичаните на няколко насекомни вида в Нова Зеландия, сред които се откроява листоядът Chrysomela hyperici, който за няколко години заселва почти всички пасища в страната и застрашава съществуването на едрия добитък и овцете. Като контра мярка се внасят насекоми ентомофаги по листояда, които за кратко време снижават плътността на неговата популация  под прага на вредност.

 

 

обратно нагоре