Согласно данным Союза органического земледелия, интенсивное сельское хозяйство вносит существенный вклад в нарушение экологической обстановки (табл. 1).
.jpg)
Еще в 2017 г. на круглом столе: «Экологизация сельского хозяйства – основа здоровья нации» главный научный консультант ФГБУ НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина Минздрава РФ, д.м.н., профессор Юрий Рахманин отметил:
- Человечество достигло уровня, когда ежегодно в мире регистрируется около 10 млн. вновь синтезированных химических веществ и их дериватов, а несколько сот тысяч их используется практически и могут попадать в окружающую среду, в токсикологическом плане изучено около 15% из них. В 2011 г. воздействие отдельных химических веществ, находящихся в окружающей и производственной среде, обусловило в мировом масштабе 4,9 млн. случаев смерти (8,3% от общего числа) и 86 млн. лет жизни, утраченных в результате смертности и инвалидности.
Научных исследований, которые бы протестировали эффект «коктейля», т.е. одновременного влияния антибиотиков, пестицидов, гормонов роста, пищевых добавок, ГМО на современного человека в полном объеме всех действующих веществ, не проводилось. Исследования влияния одного или нескольких вредных веществ ограничены возможностями лабораторий. Например, продукты питания проверяются на 4-5 антибиотиков из 45 их видов. Продукты проверяются на пестициды, давно выведенные из употребления. Пищевые добавки и гормоны роста проверяются выборочно.
Но очень примечателен тот факт, что в нашей стране последние десятилетия отмечается устойчивый тренд на рост алиментарно-зависимых, т.е. напрямую связанных с питанием, заболеваний (табл. 2).
.jpg)
Мы не знаем, какие именно вредные вещества из всего цикла производства попадают в продукты питания и окружающую среду. Но при этом, по данным ФАО (Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН) на сельское хозяйство приходится 30% всех загрязнений окружающей среды.
По данным ВОЗ, относительно полная информация о влиянии на здоровье человека есть только о 10% используемых пестицидов, ограниченная информация по токсичности – для 25%, очень ограниченная информация – для 22% и никакой информации по токсичности – для более чем 40% широко применяемых химических пестицидов.
Ежегодный оборот мирового рынка химических СЗР превышает 30 млрд. долларов.
Из 28 наиболее широко распространенных химических пестицидов 23 обладают канцерогенными свойствами. В мире ежегодно регистрируется 25 млн. случаев отравления пестицидами, в т. ч. 20 тыс. со смертельным исходом. Ряд химических пестицидов уже использовался в качестве биологического оружия и не исключается возможность такого использования в будущем.
Заведующий лабораторией физической органической химии химического факультета МГУ, ректор Открытого Экологического Университета, президент Центра «Экология и Здоровье», эксперт ООН по химической безопасности, профессор Валерий Петросян, рассматривая влияние химии на здоровье человека и состояние окружающей среды, ввел в обиход понятие «химический бумеранг»:
- Токсичные вещества, попадающие в атмосферу с выбросами из труб автомобилей, промышленныхи энергетических предприятий, со свалок промышленных и бытовых отходов, с сельскохозяйственных полей и т.д., подхватываются ветром и, в соответствии с «розой ветров», совершают короткие и длинные (включая кругосветные) маршруты, прежде чем выпадают с дождем или снегом в различных регионах нашей планеты. Мы назвали эти вещества химическими спутниками Земли и, проведя анализ выпадающих осадков и сбросов сточных вод и отходов в водные и территориальные экосистемы, сделали вывод о том, что химические спутники Земли дают значительные вклады в суммарное загрязнение не только атмосферы, но также почв и природных вод (как поверхностных, так и подземных). Следовательно, загрязнение окружающей среды токсичными веществами является глобальной экологической проблемой, т.к. выбросы могут иметь место в Азии, Африке или Америке, а загрязнение атмосферы, почв и вод будет происходить в Европе, Австралии и Антарктиде.
Валерий Петросян предложил называть «химическими бумерангами» вещества, которые, будучи «запущенными» в повседневную жизнь для решения позитивных задач (например, азотные удобрения и хлорорганические пестициды, используемые в растениеводстве) и выполнившими на первой половине петли «бумеранга» поставленную задачу, на ее второй половине попадают через трофические (пищевые) цепи в организм человека, накапливаются в нем и вызывают поражение центральной нервной и эндокринной систем, новообразования и другие серьезные заболевания.
- Другими наиболее важными последствиями, обусловленными действием токсикантов, являются: генотоксичность, некроз, иммунотоксичность, воспалительные процессы, общая цитотоксичность и гистопатология, - отмечает эксперт.
Однако полностью отказаться от применения химии в сельское хозяйство невозможно: использование средств защиты растений остается главным способом контроля вредных организмов на сельскохозяйственных культурах, при отсутствии борьбы с болезнями и вредителями теряется от 30 до 80% урожая. Но можно снизить вредное влияние от синтетических препаратов, и здесь необходим не только поиск новых химических соединений, но и мобилизация биологических средств защиты, их модификация и развитие на базе современных технологий
Одной из основных тенденций в современной практике защиты растений является повышение требований к используемым средствам по критериям безопасности для окружающей среды, минимизации влияния на нецелевые виды, а также для предотвращения возникновения резистентности у вредителей.
Конечной целью является снижение общей пестицидной нагрузки на почву, снижение экологических рисков и обеспечение безопасности получаемой продукции. Это возможно через биологизицию сельского хозяйства и постепенную замену синтетических препаратов биологическими, включающими живые организмы (энтомофаги и полезные микроорганизмы), естественные соединения, влияющие на поведение вредных объектов (аттрактанты, феромоны и т.д.), а также растительные экстракты и подобные им соединения.
Нужно отметить, что в последние десятилетия постепенная смена агрохимической парадигмы ведения сельского хозяйства на биологическую уже стало мировой тенденцией. Биологические средства привлекают все больше внимания как альтернатива химическим пестицидам либо для полной их замены в будущем, либо для использования в интегрированных системах защиты растений.
Общие тенденции рынка
Быстрорастущий интерес к технологиям биозащиты вызван двумя основными причинами.
Первая причина – это стремление к постоянному увеличению производства биологически полноценной и безопасной пищевой продукции, которая уже включена в перечень критериев продовольственной безопасности развитых стран.
Вторая – нарастающее в мире беспокойство о постоянно расширяющемся и все менее контролируемом использовании химических пестицидов (особенно в развивающихся странах, странах с переходной экономикой и слаборазвитых странах), итогом которого становится растущая с каждым годом биодеградация почв из-за загрязнения продуктами химизации и снижение качество сельхозпродукции.
В настоящее время выделяются три основные категории средств биоконтроля вредителей и болезней: биопестициды, биоконтролирующие средства (природные биологически активные вещества) и феромоны.
Биопестициды – это разновидности пестицидов, полученные из таких материалов как животные, растения, бактерии и некоторые виды полезных ископаемых. Они менее вредны для окружающей среды, а их действие направлено исключительно на определенную группу вредителей и не оказывает влияние на других насекомых, птиц и млекопитающих.
По классификации Американскго агентства EPA (Environmental Protection Agency) биопестициды могут быть сгруппированы по способу их действия в биогербициды, биоинсектициды и биофунгициды.
Биоинсектициды включают микроорганизмы (такие как B. thuringiensis), которые заражают насекомых или нематод, и природные соединения с инсектицидной активностью, полученные из микроорганизмов, растений или животных.
Биофунгициды представляют собой составы живых организмов или природных метаболитов, используемые для контроля активности патогенов для растений грибов.
Биогербициды нацелены на специфические ферменты и препятствуют (ингибируют) их нормальному функционированию.
Биопестициды начали использоваться в сельском хозяйстве относительно недавно, история индустрии насчитывает 30 лет. В настоящее же время рынок стремительно растет.
Мировые продажи биопестицидов уже превысили 3 млрд. долл. США. В настоящее время рынок биопестицидов составляет 5% всего рынка защиты растений, но при этом он растет со скоростью почти 15-20% в год. По оценкам аналитиков, биопестициды займут половину рынка пестицидов примерно к 2050 году.
Президент Европейского совета по промышленности биостимуляторов (EBIC) Джузеппе Натале оценивает рост мирового рынка биопестицидов в 2019 году более чем на 10%. Ожидается, что к концу года объем рынка достигнет более 2,2 млрд. долл. США.
- Отличительной чертой рынка биопрепаратов по-прежнему является его динамика, которая приводит к усилению конкуренции, когда новые компании постоянно выходят на рынок, - отметил Джузеппе Натале, - По нашим оценкам, около 15% крупных компаний начали свою деятельность в этом секторе за последние восемь лет.
По данным Европейского совета по промышленности биостимуляторов, объем инвестиций в научно-исследовательскую деятельность компаний, работающих в этом сегменте рынка, составляет от 3% до 10% от общего годового оборота (для сравнения, объем ресурсов, вложенных в химические препараты, составил 0,05%). Сегодня Европа и Северная Америка являются основными рынками биопестицидов, доля их рынка достигает 36% и 35% соответственно, за ними следуют 16% в Южной Америке, 8% в Азиатско-Тихоокеанском регионе и 5% в других регионах.
Интересно отметить некоторую сложившуюся мировую специализацию: в США преимущественно производятся биопестициды, а в странах ЕС (Бельгия, Франция, Испания) – биоконтролирующие микробные препараты.
По данным Международной ассоциации биоконтролирующей промышленности, из всех компаний, производящих биопрепараты и биопестициды, 40% находятся в США, 35% – в Европе и 25% во всех других странах.
Компании по производству биоконтролирующих агентов, биопестицидов и феромонов существуют в США, Швейцарии, Японии, Индии, Китае, Швеции, Бельгии, Нидерландах, Англии, Италии, Германии, Канаде, Финляндии. Россия в этот перечень не входит, т.к. промышленное производство биологических препаратов в нашей стране находится на стадии становления.
Более 95% всех производимых в мире средств биозащиты приходится на 25 ведущих компаний мира. Ежегодные обороты наиболее крупных компаний, таких как Valent Bioscience (США), Certis (США), Koppert Biological Systems (Нидерланды), Pasteuria Bioscience (США), Isagro (Италия), Terra Nostra Technology (Канада), AgraQuest (США) превышают 100 млн. долл.
Наибольшее число самых крупных компаний находится в США. Общими особенностями всех этих компаний является государственная поддержка их деятельности, целевые заказы МСХ США на производство определенных видов биоконтролирующих агентов, биопестицидов и феромонов, тесная международная кооперация в разработке и испытании биологических средств контроля. Например, английская компания Exosect – ведущий производитель и разработчик технологий применения феромонов – проводит их испытание в 22 странах.
Компания Koppert Biological Systems имеет отделения в 10 странах, где тестирует биоинсектициды, которые продает в 30 странах. Американская фирма AgraQuest — разработчик и производитель биофунгицидов – с помощью международной кооперации просканировала 23 тыс. видов и штаммов микроорганизмов на пестицидную активность. На основе 20 перспективных агентов были созданы коммерческие биофунгициды «Серенада», «Рапсодия», «Соната» и др. Компании ведут активную работу по селекции перспективных видов и штаммов на повышение их пестицидной активности.
Бизнес этих компаний строится на производстве и продаже биопестицидов с использованием, в основном, видов бактерий Bacillus subtilis, B. turiughiensis, трех видов Pseudomonas, двух видов стрептомицетов, трех видов грибов, бакуло-вирусов и вирусов гранулеза.
Вообще, в мире до 90% всех коммерческих биопестицидов основано на использовании различных видов и штаммов Bt. Затем, по степени коммерциализации, идут энтомопатогенные нематоды, биопрепараты на основе ряда видов микромицетов и бактериальные биопрепараты.
