В своей статье «Изменение климата усугубляет вред, наносимый вредителями культур, за счет снижения эффективности пестицидов» автор Маор Мацрафи рассматривает возможные модели развития событий в индустрии АПК в будущем.
Эффективность пестицидов сильно зависит от условий окружающей среды, которые влияют на абсорбцию, проникновение, перемещение и детоксикацию химических веществ. Глобальное изменение климата в основном связано с увеличением CO 2 в атмосфере и экстремальными погодными явлениями, такими как температурные скачки и выпадение осадков сверх нормы.
В долгосрочной перспективе (2030–2050 гг.) ожидается, что при изменении климата средние температуры увеличатся более чем на 5 ° C в некоторых регионах мира.
Эти два фактора, увеличение уровней CO 2 и колебания температуры, считаются наиболее значительными для будущего сельскохозяйственного производства.
Изменения климата повлияют на некоторые наиболее важные сельскохозяйственные культуры
Модельные прогнозы показывают, что мировые урожаи пшеницы (Triticum aestivum), кукурузы (Zea maize) и сои (Glycine max) уменьшаются на 6–16% для каждого повышения температуры на один градус C.
В отличие от негативного воздействия повышенных температур, обогащение CO 2, по- видимому, оказывает противоположное влияние, и при определенных условиях было обнаружено, что более высокие уровни CO2 увеличивают урожайность таких культур, как пшеница, соя и некоторых других.
На это, увы, не повод для оптимизма. Потому что обогащение CO 2 может также увеличить ущерб, причиняемый определенными вредителями культур. Так, при повышенном содержании диоксида углерода в атмосфере происходит повышение конкурентоспособности и снижение чувствительности к гербицидам некоторых видов сорняков, а также снижение экспрессии токсинов Bacillus thuringiensis в трансгенных растениях.
В совокупности данные свидетельствуют о том, что последствия продолжающегося изменения климата приведут к общему снижению урожайности, будь то из-за прямого воздействия на урожай экстремальных погодных явлений, таких как жара и засуха, или косвенных последствий в виде изменения реакции вредных организмов на методы контроля.
Сокращение производства сельскохозяйственных культур станет огромной проблемой, поскольку ожидается, что к 2050 году численность населения мира превысит 9 миллиардов человек и увеличит спрос на продовольствие на 70–100%.
Следовательно, снижение потерь урожая сельскохозяйственных культур из-за вредителей будет ключом к решению проблемы глобальной продовольственной безопасности.
Условная устойчивость – что это такое
Сопротивление к пестицидам может быть достигнута с помощью механизмов устойчивости в организме вредителя, когда активное вещество в силу генных мутаций «связывается» и становится менее разрушительным.
В дополнение к эволюции устойчивости вредителей к пестицидам, условная устойчивость может быть результатом снижения чувствительности вредителя к пестицидам в измененных условиях окружающей среды. Как для изменения температуры, так и для уровней CO 2 ранее было задокументировано несколько случаев условного сопротивления.
Чувствительность к фунгициду у оомицета Pythium sylvaticum, который вызывает коричневую гниль, снижалась при повышенной температуре.
Высокие температуры снижали чувствительность сорняков к гербицидам, таким как глюфосинат, дикамба, мезотрион, диклофопметил и пиноксаден.
Противоположная тенденция, где низкие температуры привели к снижению чувствительности к гербициду, наблюдалась для параквата на сорняке Hordeum glaucum и для 2,4-D на сорняках Ambrosia artemisiifolia и A. trifida.
Было установлено, что на эффективность глифосата влияют как высокая, так и низкая температура, в то время как направление реакции, по-видимому, связано с видами растений.
Низкие температуры снижали чувствительность к глифосату как у A. artemisiifolia, так и у A. trifida, в то время как у трех других видов растений была отмечена противоположная тенденция (например, Conyza canadensis, C. bonariensis и Kochia scoparia).
Рассматривая исследования, связанные с влиянием условий окружающей среды на чувствительность вредителей к пестицидам, становится очевидным, что нам не хватает понимания транскрипционной и физиологической основы изменений в реакции вредителей на пестициды.
Большая часть исследований является ретроспективной и направлена на выявление основных механизмов устойчивости, позволяющих предложить альтернативы пестицидам.
Однако возможно (и это было доказано в нескольких различных исследованиях) некоторые из этих случаев устойчивости могут быть также связаны с пониженной чувствительностью к пестицидам в неблагоприятных условиях окружающей среды.
Условная резистентность была задокументирована как для устойчивых к пестицидам, так и для чувствительных ранее классифицированных биотипов, но даже у одного и того же вида реакция на измененные условия окружающей среды не всегда одинакова.
В отношении сорняков H. glaucum были протестированы как устойчивые, так и чувствительные биотипы на их реакцию на паракват при различных температурах.
Тесты показали, что резистентный биотип был менее чувствителен к параквату при низких температурах, в то время как чувствительный биотип был менее чувствителен к параквату при высоких температурах. Эти результаты предполагают, что условное сопротивление охватывает более сложные процессы, чем известные нам механизмы сопротивления, и может иметь различные регуляторные пути.
У растений колебания температуры и уровня CO 2 могут влиять на фотосинтетическую активность, вызывая изменения в углеводном балансе, что приводит к изменению физиологических и биохимических способностей растений.
Будь то предназначенные для борьбы с сорняками, болезнями или вредителями, пестициды применяются и переносятся через флоэму или ксилему растения.
Большинство пестицидов, переносящихся через флоэму, таких как гербицид глифосат, зависят от характера ассимиляционной транслокации. Таким образом, на перемещение пестицидов, переносимых растениями, влияют физиологические изменения в растении. Изменения в углеводном балансе и движении ассимиляторов могут быть причиной снижения эффективности глифосата при повышенных температурах и уровнях CO 2.
В пестицидах, предназначенных для борьбы с вредителями, такими как триазофос, пестицид передается насекомому через сосудистые ткани растения-хозяина во время процесса кормления насекомых. У риса Bt более высокое содержание сахара было обнаружено, когда растения выращивались при повышенных уровнях CO 2, что в конечном итоге приводило к ускоренному метаболизму триазофоса, таким образом снижая его доступность и влияние на вредителя риса бурая рисовая цикадка (N. Lugens).
Несколько других физиологических и биохимических реакций растений, связанных с изменением климатических условий, таких как снижение проводимости в устьицах, повышенная скорость роста и повышенное содержание белка, все может быть связано с условным сопротивлением. Необходимы дополнительные исследования, чтобы понять механизм этих реакций и улучшить борьбу с вредителями в будущем.
Основываясь на современных исследованиях, становится все более очевидным, что пестициды склонны быть менее эффективными в изменяющихся условиях окружающей среды.
Таким образом, Мацрафи прогнозирует, что численность вредителей с пониженной чувствительностью к пестицидам из-за условной устойчивости резко возрастет при прогнозируемом изменении климата.
В ответ он считает, что «использование адъювантов для улучшения транслокации пестицидов или уменьшения метаболизма пестицидов и новые технологии, такие как использование наночастиц, могут привести к повышению функциональности пестицидов при прогнозируемом изменении климата».
О том, что погода становится все более непредсказуемой, аграрии хорошо осведомлены. Ведь именно они первыми сталкиваются с тем, что вместо дождей устанавливается затяжная засуха, а когда нужно весеннее тепло ударяют заморозки. И, конечно, именно они ежегодно принимают решения, как правильно подобрать защиту растений, чтобы не лишиться урожая из-за болезней и вредителей. На российском рынке не так уж много компаний предлагает надежные и эффективные адъюванты, но в линейке компании ООО «Листерра» эти средства защиты растений (Агропол, Ж и Агропол, Супер, Ж) представлены не первый год. Ими пользуются сельхозпроизводители – и отзывы отличные.
Если вы хотите получить максимальную защиту от своих пестицидов в любых погодных условиях, то специалисты компании «Листерра» всегда готовы предоставить консультацию и рассказать о лучших и современных методиках защиты урожая. Обращайтесь!
Также почитать о реальном опыте применения препаратов «Листерра» в системах защиты различных культур, вы можете на странице Спецпроекта.
