Ochrana rostlin
Různé strategie ochrany r K rostlin r stratégové produkují silné jedy ale v malém množství najde li se druh, který je odbourá snadno se specializuje ale izolované populace brání jeho přemnožení K stratégové rozsáhlé, klimaxové porosty nemohou se schovat méně účinné jedy ale ve velkém množství (lze si kousnout ale je obtížné sníst hodně)
Intergrovaná ochrana rostlin Nastavení podmínek které podporují obranu rostlin a přirozené nepřátele a omezují škůdce (mikroklima, výživa, architektura porostu, načasování) použití prostředků biologické ochrany přiměřené využití pesticidů
Práh škodlivosti Takový výskyt škodlivého činitele, který způsobuje ekonomickou ztrátu natolik významnou aby opodstatnila zásah (např. aplikaci pesticidu)
Hlavní škodlivé organismy Herbivoři zejména hmyz, hádátka, roztoči, měkýši a obratlovci plevele - konkurující rostliny původci chorob zejména houby, viry a méně bakterie
podpora obrany rostlin a střídání plodin přirozených nepřátel přiměřená výživa hlavně nepřehnojování dusíkem rychlý start plodiny nepřehuštěný porost (vlhkost houby) podpora přirozeného výskytu predátorů a parasitů škůdců
Příklad faktory podporující výskyt houbových chorob kukuřice Citlivý kultivat kontinuální pěstování kukuřice no lillage pozdní výsev vysoká hustota rostlin závlaha historie výskytu choroby vývoj počasí Cercospora zeae-maydis
Biologická ochrana Podpora přirozených nepřátel škůdců introdukce organismů které jsou antagonisty škůdců mikroorganismy (biopesticid) Bacilus thuringiensis, některé houbové patogeny hmyzu Introdukce predátorů a parasitů - účinné zejména ve sklenících, skladištích a trvalých kulturách Phytoseilus persimilis, Encarsia formosa etc. Ani biologická ochrana není bez rizika (nežádoucí introdukce)
Pesticidy přípravky určené k hubení rostlinných a živočišných škůdců, k ochraně rostlin, skladových zásob, zvířat, člověka. účinnou látka + přídatné látky (rozpouštědla, plnidla, stabilizátory, smáčedla) v celosvětovém měřítku je registrováno okolo 800 sloučenin účinných látek pesticidů
Rozdělení pesticidů podle účinku: fungicidy zoocidy (insekticidy, rodenticidy, akaricidy, nematocidy, moluskocidy, piscicidy) herbicidy včetně desikantů regulátory růstu
Degradace pesticidů v abiotickém prostředí Vlivem světla a tepla - fotolýza představuje jeden z nevýznamnějších procesů vedoucích k eliminaci z prostředí. Hydrolýza - obzvláště rychlá je při vysokém ph v organismech zavedení polární funkční skupiny přeměněna na polárnější metabolit X OH, který konjuguje (př. s kyselinou glukuronovou a glutathionem). Vznikající produkty jsou neaktivní a jsou vylučovány. Mikroorganismy převážně detoxikační charakter, ale mohou vznikat i toxičtější produkty
Účinek pesticidu na organismus Celkové množství (neříká mnoho může být neaktivní nebo nedostupné pro organismus) bioavailabilita potenciálně dostupné exposice závisí na ekologii druhu a konkrétních podmínkách
Organochlorové pesticidy Používají se jako insekticidy. patří mezi POPs (perzistentní organické polutanty)., jsou lipofilní, kumulují se v tucích. Jsou zdrojem chronických (jsou zabudované v potravním řetězci) i akutních otrav (nespotřebované zbytky). Nejcitlivějšími organismy k těmto pesticidům jsou ryby. Velmi citlivé jsou včely. Ptáci méně citliví, ale např. DDT metabolismus vápníku a dochází k poruchám tvorby skořápky. Mechanismus toxického účinku DDT - blokace Na + kanálků nervových vláken prodloužení depolarizace a vznik křečí.
DDT Paul Herman Muller Nobelova cena 1948
Organofosfáty Používají se jako insekticidy, - inhibice řady enzymů, především acetylcholinesterázy na nervových synapsích. Inhibice enzymu acetylcholinesterázy je ireverzibilní. Karbamáty Používají se jako insekticidy, herbicidy a fungicidy. Mechanismus účinku je stejný jako u organofosfátů, ale inhibice acetylcholinesterázy je reverzibilní.
Pyrethroidy Látky s insekticidním účinkem, které se využívají hlavně jako antiparazitika. Předlohou pro jejich přípravu byly pyrethriny z kopretiny (Pyrethrum). V prostředí se velmi rychle rozkládají. Pyrethroidy jsou vysoce toxické pro ryby a včely
Pesticidy na bázi fenoxyoctové kyseliny Používají se jako herbicidy. Mechanismus účinku narušují proces oxidace a fosforylace - pokles tvorby ATP a kreatinfosfátu Hlavním představitelem je kyselina methylchlorfenoxyoctová (MCPA) a methylchlorfenoxybutanová (MCPB). Pro savce, pro ryby a včely jsou tyto látky málo toxické. V 70. létech minulého století - herbicidní přípravky na bázi 2,4,5- T(kyselina trichlorfenoxyoctová) a 2,4-D(kyselina dichlorfenoxyoctová). Při výrobě a používání těchto herbicidů docházelo k tvorbě a uvolňování dioxinu - Vietnam am. armáda prováděla defoliace za války (Agent Orange) chronické otravy, malformace narozených dětí, zvýšený výskyt rakoviny
Pesticidy na bázi močoviny Herbicidy Mechanismus účinku - inhibice fotosyntézy. Poškozují štítnou žlázu a mají lokální účinky na kůži a sliznice. Některé přípravky (např. linuron) vyvolávají v počátečních fázích methemoglobinemii. Pro ryby a včely jsou málo toxické.
Diazinové a triazinové pesticidy Herbicidy Diazinové přípravky méně toxické než triazinové Mechanismus účinku triaziny jsou antimetabolity pyrimidinových bází jako součásti nukleových kyselin a kyseliny listové. pro ryby slabě jedovaté až jedovaté, pro včely relativně neškodný, pro savce hodnota LD50 je nad 1000 mg.kg-1 živé hmotnosti - velmi nízká biodegradabilita a dlouhodobé přetrvávání ve vodním prostředí (hl. podzemních vodách) - atrazin má xenoestrogenní účinky Z výše uvedených důvodů je v některých zemích používání triazinových herbicidů zakázáno (např. v Německu), v jiných zemích se jejich používání silně omezuje.
Pesticidy na bázi bipyridilů Herbicidy a desikanty Nejpoužívanější jsou účinné látky diquat a paraquat V půdě jsou rychle desaktivovány a nezanechávají rezidua, ale zanechávají rezidua v rostlinách (diquat 3 5 dnů, paraquat až 21 dnů) Toxický účinek je zprostředkován volnými kyslíkovými radikály a proteolytickými enzymy
Pesticidy na bázi kovů Využívány především jako fungicidy V minulosti bylo využíváno mnoho kovů např. - sloučeniny arsenu (insekticidy a rodenticidy ) V současné době jsou využívány především sloučeniny mědi (síran měďnatý a oxichlorid mědi) - fungicidy, algicidy, moluskocidy. Sloučeniny mědi jsou toxické pro ryby.
Fipronyl Patří do skupiny fenylpyrazolů. Má insekticidní a antiparazitární účinek. Mechanismus toxického účinku spočívá v inhibici GABA. Fipronyl je látka silně toxická pro včely Fipronyl je nervový jed s dlouhodobým působením (rezidua až 21 dnů).
Biopesticidy Suspenze spor bakterií nebo hub, které jsou přirozenými patogeny hmyzu Bacillus thutingiensis ve střevě larev hmyzu (v alkalickém ph) uvolňuje toxin a roste, perforuje stěnu třeba využije tkáň a produkuje nové spory
Toxicita Bt Konzumace 1g Bt (cca 10 10 spor) po tři dny nevedla k žádné intoxikaci u lidí (U.S. Environmental Protection Agency. 1986. Pesticide fact sheet for Bacillus thuringiensis. Fact sheet no. 93. Office of Pesticide Programs. Washington, DC.) LD50 je udáváno jako 2.65-5g/kg ale ani 10g/kg nevedlo k akutní toxicitě perorálně letální efekty při injekci toxinu do střev nebo mozku aplikační dávka 8-24 10 9 spór/ha
Vliv zemědělství na krajinu Rozvoj zemědělství (a lesnictví) způsobil, že původní biotopy dnes tvoří víceméně izolované patches v matrix člověkem pozměněné krajiny
Ani zemědělské porosty nejsou stejné podobnost přirozeným ekosystémům biodiversita architektura voda teplo živiny přirozený les +++ +++ +++ +++ umělý les ++ ++ ++ ++ trvalé kultuty (sady vinice) + ++ + + trvalé travní porosty ++ ++ ++ ++ dočastné pícniny +'-' ++ ++ +'-' orná půdy - - - -
Řada vlivů příklady Vliv na tepelnou bilanci a pohyb vody v krajině vliv na pohyb živin vliv na biodiversitu