Эпидемии болезней растений, нашествия вредителей и сорняков наносят значительный экономический ущерб сельскохозяйственному производству, поэтому требуется применение пестицидов. Эта практика влечет за собой существенные затраты как прямые (на покупку и внесение), так и косвенные. Один из важных видов косвенных затрат возникает в связи с развитием устойчивости вредных организмов к активным веществам СЗР. Эти косвенные затраты необходимо надежно оценить для разработки экономической политики, направленной на более устойчивое использование пестицидов. Проблема в том, что стоимость устойчивости зависит от экономических параметров и свойств вредителей. Отсутствовала даже концептуальная основа для такой оценки. Для решения этой задачи на примере фунгицидов исследователи объединили пространственно-неявную математическую модель эпидемий сельскохозяйственных культур с экономическим анализом в масштабе ландшафта.
Фунгициды защищают сельскохозяйственные культуры от болезней и играют важнейшую роль в обеспечении мирового продовольственного снабжения, но сегодня идет эволюция устойчивости патогенов.
Часть популяции патогенов (устойчивых к фунгицидам) может получить защиту от фунгицида благодаря генетическим изменениям. При продолжении применения фунгицидов устойчивая субпопуляция увеличивается и начинает доминировать в популяции, что приводит к низкой эффективности пестицидов.
Устойчивость может привести к серьезным экономическим потерям, но концептуальной основы для оценки не существует. Международная группа исследователей под руководством Алексея Микаберидзе (ученый работает в британском Университете Рединга и Институте интегративной биологии Швейцарской высшей технической школы Цюриха) представила новую математическую модель для оценки экономических издержек, связанных с устойчивостью к фунгицидам, в масштабе ландшафта.
Исследователи объединили эпидемиологическую модель, описывающую распространение болезни, с экономическим анализом затрат и выгод.
Неожиданно они обнаружили, что экономические издержки, связанные с устойчивостью, снижаются при использовании более дорогих фунгицидов.
Эти издержки также зависят от способности патогена к распространению (инвазивности): они наиболее высоки для патогенов со средней степенью инвазивности. Таким образом, издержки, связанные с устойчивостью, зависят от экономических параметров и биологических характеристик болезней растений.
Результаты могут быть использованы при разработке экономической политики, направленной на устойчивое использование фунгицидов, а работа будет расширена на инсектициды и гербициды, где проблема устойчивости вредных организмов аналогично нарастает.
Исследование устойчивости к гербицидам у лисохвоста (Alopecurus myosuroides) в масштабах всей Великобритании показало, что устойчивость к гербицидам может удвоить экономические затраты на борьбу с сорняками.
Грубые оценки экономических потерь в растениеводстве из-за устойчивости к инсектицидам находятся в диапазоне 10-15 %.
Возвращаясь к болезням растений, многие патогены сельхозкультур, имеющие экономическое значение, могут распространяться на большие расстояния не только в пределах отдельных полей, но также между полями и по целым регионам. Таким образом, решения относительно борьбы с болезнями, принятые на конкретной ферме, могут повлиять на развитие эпидемии на других фермах региона, а решения, оптимальные для отдельной фермы, могут оказаться неоптимальными в масштабах регионального возделываемого ландшафта.
То же самое относится и к борьбе с сорняками: например, ученые использовали компьютерное моделирование, чтобы показать, что объединение лучших методов управления устойчивостью к гербицидам в масштабе ландшафта может замедлить развитие устойчивости.
Готовы ли фермеры заплатить за профилактику устойчивости из своего кармана? Похоже, что да.
Телефонный опрос 137 производителей в Пшеничном поясе Западной Австралии показал, что производители потратили в среднем 42 австралийских доллара на гектар на обработку фунгицидами болезней ячменя в вегетационный период 2019/2020 годов. И они были готовы потратить в среднем 18 австралийских долларов на гектар дополнительно, чтобы отсрочить или смягчить устойчивость к фунгицидам.
Следует отметить, что фермеры не должны бороться с устойчивостью вредных организмов в одиночку. Правительства также должны подключаться к этому вопросу, поскольку он напрямую касается как продовольственной безопасности, так и ее основы – рентабельности фермы.