ИСТОРИЈАТ И ЗНАЧАЈ ПРИМЕНЕ ПЕСТИЦИДА У БИЉНОЈ ПРОИЗВОДЊИ

ВАСКРСИЈА ЈАЊИЋ, Академија наука и умјетности Републике Српске

Сажетак. У овом раду разматра се историјат и значај примене пестицида у биљној производњи. Штетни организми који користе биљке и биљне производе за своју исхрану представљају велики проблем у обезбеђењу довољних количина хране за становништво наше Планете. Од најстаријих дана човјек се бори са њима користећи различита средства и методе. Од хемијских средстава која су у почетку била неорганска једињења у новије време развијана су различита синтетичка органска једињења која испољавају високу ефикасност у њиховом сузбијању. Разматрају се проблеми везани за изналажење нових пестицида, трошкови који су све већи у изналажењу нових пестицида због повећаних захтева за њихова детаљна токсиколошка испитивања. Посебно се обрађују штете који ови организми наносе биљној производњи у појединим крајевима света и за поједине гајене биљке. Међутим, масовна и дугогодишња примена пестицида довела је до нежељених последица који су оспорили сав првобитни њихов значај. Основни разлог је био што су многа од ових једињења веома стабилна у животној средини, чиме се ствара опасност за жива бића (животиње и човека), а осим тога нису потпуно селективна па делују како на штетне тако и на корисне организме. Исто тако касније je утврђено да многи пестициди стварају резистентне популације штетних организама што је поред других основа био разлог да се временом неки представници пестицида искључе из даље производње и примене.

Кључне речи. Биљна производња, пестициди, синтетички пестициди, штетни организми, производња хране, примена пестицида, губици приноса.

 

Кратак историјат развоја и примене пестицида

Од најстаријих времена штетни организми који нападају биљке су представљали проблем за човека. У стању су да се за релативно кратко време намноже у тој мери да потпуно униште гајене биљке чије производе човек користи за своју исхрану и то често на веома великом пространству. Многе гладне године на тлу данашње наше земље, а нарочито у другим крајевима света, биле су директно везане за масовну појаву штетних организама  који користе биљке и њихове производе за своју исхрану. Поред овога, знатан број врста инсеката напада човека и домаће животиње, изазивајући различита обољења.

            Први органски инсектицид употребљен је у Немачкој 1892. године (4,6-динитро-2-метил фенол, познат као антимонин) у борби против омориковог прелца (Lymantria monacha), али се није дуго одржао због високе токсичности за хомеотерме и због своје фитотоксичности.

            До појаве првог универзалног инсектицида са контактним деловањем дошло је захваљујући швајцарцу Müleru који је открио ДДТ који је нашао примену у целом свету, како за заштиту биљака тако и за општу хигијену. Захваљујући ДДТ сузбијени су и инсекти преносиоци болести који су у неким деловима света, преносећу у то време неизлечиве болести (тифус, жуту грозницу) спасавајући на тај начин милионе људских живота који су умирали од њихових убода.

            Скоро истовремено, у раздобљу 1941-1945 године, откривено је инсектицидно деловање и других органохлорованих инсектицида (γ-HCH, токсафена и др.). Велики значај представља откриће првих инсектицида из групе органофосфорних једињења (ОМПА или шрадана и Е 605 или паратиона). Даља истраживања ове групе инсектицида дала су и многе друге производе с јаким деловањем који су по универзалности дејства и економичности производње дали посебан печат овој групи једињења. Међу органофосфорним инсектицидима позната су још од 1950. године једињења са системичним деловањем, која биљкама пружају унутрашњу терапијску заштиту првенствено од инсеката који сишу биљне сокове.

            Ради елиминисања проблема које стварају класични инсектициди вршена су испитивања могућности примене нових начина сузбијања инсеката, који би били безопасни за човека и више животињске врсте (примена хемостерилизаната, атрактаната, репелената и др.), али они нису нашли ширу примену те су класични инсектициди остали и даље актуелни.

            Педесетих година прошлог века пронађени су карбаматни инсектициди (прво је пронађен карбарил) који су показали ниску токсичност али су при томе задржавали јако инсектицидно деловање. Ова једињења попунила су празнину насталу смањењем употребе ДДТ због појаве резистентности великог броја врста инсеката према њему и због његове опште присутности скоро свугде и на сваком месту.

            И на крају, изучавањем структуре активних супстанци у природним производима (нпр. пиретрину) створени су услови да се синтетизују једињења сличне структуре. Пошло се од предпоставке да таква једињења требају да буду јефтинија, а да одрже исти ефекат који имају природне супстанце. Као резултати ових истраживања на тржишту 1949. године појавио се синтетисани пиретроид алетрин. Тако да данас синтетисани пиретроиди заузимају једно од централних места међу инсектицидима, како по обиму производње и примене тако и по интензитету индустријске производње инсектицида. Иало су истраживања у стварању нових инсектицида изузетно скупа и захтевају енормна улагања она се и даље несмањеним интензитетом настављају. Основни циљ ових истраживања је да се створе инсектициди повећане ефикасности и економичности примене с једне стране, а с друге стране, да се смањи токсичност према топлокрвним животињама и човеку. У последње време се посвећује изузетна пажња и проблему заштите животне средине, имајући у виду да се инсектициди све масовније примењују.

            Са синтетским препаратима, у последње време, се појављују инсектициди који се добијају биотехнолошким методама култивисањем одређених врста микроорганизама. За овај пример могу да послуже авермерктини. Ова једињења могу да се добију не само микробиолошким поступком већ и хемијском синтезом. Створен је и низ препарата на бази бактерије Bacillus thuringiensis var. kurstaki којима се успешно могу сузбијати одређене врсте инсеката.

У току своје дуге историје човек је примењивао веома различита средства и методе у борби против инсеката. Историјски гледано још су стари Грци користили средства за контролу инсеката. Примена сумпора и арсена датира из тог времена. Развој инсектицида отпочиње у XIX веку. Међутим, природна једињења почињу да се користе у XVII веку. Половином XIX века већ су били познати природни инсектициди например никотин (добијен из екстракта дувана), пиретрин (из цвета бухача), ротеноиди, а примењиван је петролеум и његове фракције, сапуни и друге материје. Овим производима прикључују се, такође, и арсенови препарати, данас напуштени у многим деловима света, услед спорог разлагања , као и цијановодонична киселина, у затвореном простору.

Потреба за ефикаснијим инсектицидима који би заменили природне (пиретрине), с којим је снабдевање било све нередовније, довело је до интензивних истраживања ради стварања нових једињења, првенствено ради заштите текстила од мољаца. У том погледу интересантно је навести запажање да је текстил обојен јарко црвеном бојом, био токсичан за инсекте и да је узрок токсичности паратолуенсулфонска киселина. Даља испитивања су показала да су само моно и дихлор деривати бензола са фенолском функцијом или сулфовани активни али искључиво при уношењу ингестијом. Тиме су халогени деривати бензола добили велики значај иако им је недостајала способност продирања у централни нервни систем (CNS). Овај проблем је решен халогеним дериватима алифатичних угљоводоника. Ефикасност CCl3 групе довела је до избора трихлоретилена чиме је Mứller дао пракси један од најпознатијих контактних инсектицида дихлордифенилтрихлоретан познат под именом ДДТ.

            ДДТ је, као хемијско једињење, познат скоро 130 година (од 1875.године), али је тек 1940. године први пут утврђено да он има инсектицидно дејство. Најпре је био употребљаван против мољаца, а ускоро после тога 1943. године нађено је да је ДДТ токсичан и за многе друге инсекте. После Другог светског рата број инсектицида из ове групе једињења бивао је све већи, а међу њима су врло значајни хексахлорциклохексан (HCH), токсафен и др. Дуго година ова група једињења имала је велики значај као инсектициди и поред конкуренције, многих других једињења. Многа од ових једињења примењују се и данас иако постоји тежња за смањењем њихове примене услед негативних особина (хемијска стабилност, дуг век полуразлагања, кумулативно деловање).

            ДДТ је у огромним размерама превазишао првобитну намену (против мољаца) и одиграо је револуционарну улогу у борби против инсеката (москвито комараца, це-це мува, кромпирове златице и др.) учинивши човеку непроцењиве услуге, али је временом губио у ефикасности (због резистентности) што је захтевало нова истраживања.

Monsanto pesticide to be sprayed on food crops.

            Огроман значај ових инсектицида дошао је до изражаја током Другог светског рата као и у више послератних година. Захваљујући ДДТ спашени су многи људски животи. Током рата, почев од пролећа 1943. године, сваки савезнички војник имао је ДДТ, као саставни део ратне опреме. Први пример сузбијања епидемије тифуса (пегавца) у историји, и то током зиме у јеку рата, забележен је у Напуљу 1943. године када је ДДТ запрашено  2, 250 000 особа.

            Од свих хемикалија које је човек икада произвео и употребио ДДТ има јединствену улогу. Употребом ДДТ против инсеката који преносе маларију, тифус, жуту грозницу и остале заразе, спашено је више десетина хиљада људских живота и сузбијено више болести него иједним препаратом до сада. Само током 1970. године светска производња овог препарата износила је 200 000 тона. Одкада га је у својству инсектицида открио швајцарски хемичар Paul Mứller (1891-1965) који за то своје дело добио Нобелову награду за медицину и физиологију, написано је око 30 000 научних радова о ДДТ.

 

Таб. 1. Број оболелих од маларије пре и после

примене ДДТ у појединим земљама

Земља

Година

Број оболелих

Куба

1962

1969

3 519

3

Јамајка

1954

1969

4 417

0

Венецуела

1943

1958

8, 171 115

800

Индија

1935

1969

>100, 000 000

285 962

Италија

1945

1968

411 602

37

Југославија

1937

1969

169 545

15

Тајван

1945

1969

>1, 000 000

>2, 000 000

 

Цејлон

 

1950

1963

1968

>2, 000 000

17

>1, 000 000*

*1963. године је изведено систематско уништавање

 инсеката, 1968 је поново завладала епидемија.

            Међутим, масовна примена ових инсектицида довела је до нежељених последица који су оспорили сав првобитни њихов значај. Основни разлог је био што су ова једињења веома стабилна у животној средини, чиме се ствара опасност за жива бића (животиње и човека), а осим тога органохлорована једињења нису селективна па делују како на штетне тако и на корисне инсекте. И како је касније утврђено она стварају резистентне популације неких инсеката што је поред других основа био разлог да се временом неки представници органохлорованих инсектицида замене са органофо-сфорним инсектицидима и карбаматима.

Фосфор и његова једињења данас имају велики значај у многим областима науке и технике. Неорганска једињења имају велику примену у индустрији, а у пољопривреди се користе као фосфорна ђубрива. Органска једињења фосфора се примењују у производњи пластичних маса, као реактиви у органској синтези, као додаци мазивима и уљима и што је с нашег аспекта најважније, користе се у великом обиму у заштити биља за производњу инсектицида, хербицида и фунгицида.

Истраживања органофосфорних једињења почела су пре више од 150. година, а нарочито су интензивирана последњих 70. година када се увидело да многа од ових једињења могу имати велики практични значај. Још 1850. године Moschin је извео синтезу тетраетилпирофосфата. Педесет година касније Michaelis је синтетизовао амидо естре цијанофосфата, а Lange и Krüeger (1930) естре флуорофосфата (бојне отрове сарин и соман). За време Другог светског рата немачки научник Gerhard Schreder синтетизовао је већи број једињења од чега су неки због своје високе токсичности и испарљивости предвиђени за употребу као нервни гасови у рату. Срећом ова једињења нису примењена у Другом светском рату, вероватно, услед страха од могућих савезничких репресалија, који су имали једињења сличне структуре (DFP). Ради примене у ратне сврхе и уништавања људи у концентрационим логорима националистички режим желео је да има ова једињења на лагеру. Још 1935. године биолог Kükenthalu утврдио је јако физиолошко деловање органофосфорних једињења. За неколико органофосфорних једињења структурално слични нервним бојним отровима табану и сарину утврђено је да испољавају токсично деловање на инсекте.

Систематски развој органске хемије фосфора почиње радовима Michaelisa и Arbuzova који су на основу читавог низа нових реакција поставили темеље теоријске органске хемије фосфора. Практичан значај ова једињења добила су са радовима Schredera. Са њим почиње нов период индустријске производње инсектицида из групе органских једињења фосфора.

Schreder и његови сарадници већ 1937. године дају основну структуру за једињења са контактним инсектицидним деловањем, која је 1950. године развијена у структуру са општим обликом. Значајно откриће у том периоду представља и синтеза једињења Е-605 које је касније добило назив паратион. Синтезу овог једињења извршио је Schreder 1944. године, а производња овог инсектицида почиње 1948. године под називом ниран или тиофос.

Тако је почела ера развоја органофосфорних једињења која имају примену у пољопривреди, јавном здравству и медицини. Тај интерес за синтезу нових органофосфорних једињења и испитивању њихових инсектицидних и других својстава није јењавао све до данашњих дана. У овом периоду синтетизовано је око 1,000.000 једињења, а испитано је око 100.000 органофосфорних једињења, а преко веома сложених истраживања и тестирања преко 150 једињења добило је дозволу за практичну примену на бази којих је формулисан многоструко већи број препарата који имају сличну примену за сузбијање различитих врста инсеката и гриња.  У том дугогодишњем периоду истраживања утврђено је да се ради о веома интересантној класи хемијских једињења. Различита органофосфорна једињења се веома разликују у погледу физичко-хемијских особина, а нарочито у погледу напона пара и растворљивост у води. Они се посебно разликују у погледу хемијске стабилности и токсичности за сисаре. Посебну пажњу истраживача привукло је разматрање проблема њиховог механизма деловања. Због специфичног механизма деловања (антихолин-естеразно деловање) данас се о органофосфорним једињењима не може говорити одвојено од холинестераза. Последњих година истраживања су усмерена на синтезу нових органофосфорних једињења која ће бити мање токсична за човека, а да при том буду што ефикаснија за инсекте и друге штетне биолошке агенсе. Тако је развој ових једињења обележен једним парадоксом у токсикологији: тенденција није била усмерена на стварање што токсичнијих једињења него су истраживања усмерена на стварању једињења мањег степена токсичности.

Проназак и примена првог хербицида представљао је праву револуцију у биљној производњи. То се сматрало најкрупнијим проналаском који је имао примену у пољопривреди. Од тог периода стално су стварани нови и нови хербициди, разрађивани су нови технолошки поступци, а нови производни процеси постали су све једноставнији и ефикаснији.Тако су створене огромне класе једињења од феноокси једињења преко, триазина, диазина, карбамата, карбамида, дипиридила до најновије класе једињења сулфонилуреа, имидазолинона и многих других једињења. И када су пронађена најновија једињења која имају специфичан механизам деловања (делују на инхибицију синтезе ензима ацетолактат синтетазе, ензима која каталише синтезу три есенцијалне аминокиселине, леуцина, изолеуцина и валина) и који су употрбљавају у сто до хиљаду пута мањој количини по јединици површине  од класичних хербицида, мислило се да су решени сви проблеми у сузбијању корова. Ова почетна истраживања сулфонилуреа била су најузбудљивија истраживања у области хербицида, а програм стварања сулфонилуреа постаје један од највећих истраживачких програма у историји развоја агрохемикалија. Од тада па до 1987. год. 14 светских агрохемијских компанија патентирало је 230 сулфонилуреа као хербицида, од чега је 169 (или74 %) било из Du Pont-a.

Ако се има на уму однос између могућих ефеката и улагања онда се на основу проверених решења слободно може тврдити да се максимални ефекти уз минимална улагања могу постићи сузбијањем штетних биолошких организама. За сузбијање тако великог броја штетних организама који нападају биљке свуда у свету, а нарочито у развијеним земљама троше се огромне количине пестицида. Од 1945. године када се рачуна да је светска производња пестицида износила око 100.000 тона данас се рачуна да је производња пестицида достигла ниво преко 4,000.000 тона (Tabela 2.). Данашња светска производња пестицида заснива се на употреби преко 1.000 различитих једињења, а производи близу 100.000 препарата.

 

Таб. 2. Потрошња пестицида у свету у

периоду 2000 – 2016. године

Година

Потрошња у тонама а.м.

Индекс (2000 г. =100)

2000.

3,059 522

100,0

2002.

3,043 312

99,5

2004.

3,311 319

108,2

2006.

3,418 241

111,7

2008.

3,727 261

121,8

2010.

3,880 328

126,8

2012.

4,081 081

133,4

2014.

4,143 202

135,4

2016.

4,116 832

134,6

http://www.fao.org/faostat/en/?#data/

 

Таб. 3. Потрошња пестицида у појединим континентима

у периоду 2000 – 2016. године

Контунент

% 2000 – 2016.

% 2000.

% 2016.

Азија

53,4

53,0

51,2

Америка

30,8

29,3

33,3

Европа

12,4

14,5

11,8

Африка

2,2

2,0

2,2

Океанија

1,3

1,2

1,4

http://www.fao.org/faostat/en/?#data/

Таб. 4. Преглед земаља које троше највеће количине пестицида на засејаним површинама (у кг/ха)

Земља

1990

1994

1998

2000

2004

2006

2008

2010

2012

2014

Кина

5,74

7,48

9,42

9,91

11,22

12,66

13,72

14,41

14,82

14,82

Бразил

0,87

 

 

1,98

2,55

2,80

3,67

4,02

3,94

4,36

Колумбија

3,64

3,59

13,86

16,69

28,46

29,18

14,02

14,50

14,11

20,79

Чиле

2,42

3,86

6,93

 

5,08

14,85

18,41

17,1

14,22

15,60

Јапан

 

 

 

16,53

13,72

13,97

12,69

12,10

12,03

11,85

Италија

8,40

7,29

7,55

7,04

7,96

7,49

7,93

7,34

6,36

6,45

http://www.fao.org/faostat/en/?#data/

Поред великог значаја за биљну производњу пестициди могу бити узрочници озбиљних штетних последица у животној средини. Са овим проблемима човечанство се срело у оштром облику у последњим деценијама прошлог века, а нарочито у развијеним земљама. Они могу да изазову најразличитије промене у биолошкој равнотежи, да изазову деградацију животне средине, да токсично директно или индиректно угрозе здравље човека и животиња и да се сами или преко својих деградационих производа укључе у ланац исхране. Те штете могу да се одразе и на друга жива бића између којих у природи постоји стална еколошка условљеност и повезаност. Потенцијално загађивање хране не настаје само пестицидима, у свим технолошким процесима производње, прераде и складиштења сировина и финалних производа за исхрану, већ и великим бројем других једињења која се директно примењују ради повећања пољопривредне производње (минерална ђубрива, антибиотици) и побољшања квалитета појединих производа (адитиви). Загађивање хране настаје и многим другим једињењима  која спонтано доспевају на пољопривредне површине путем загађивања ваздуха, земљишта, атмосферских, површинских и подземних вода (полихлоровани диоксини, полициклични ароматични угљоводоници, полихлоровани бифенили и хексахлорбензен и друга ненамерно емитована једињења). Зато се сматра да данас у свету од свих загађивача које човек уноси у организам око 90% доспева храном.

У производњи, промету и примени данас се у свету налази огроман број пестицида. Компјутеризован списак садржи преко 5 000 000 једињења која испољавају у мањем или већем степену својства пестицида. Ипак, од тако великог броја једињења само мали број једињења нашао је широку практичну примену. Данас савремени асортиман чини око 1000 једињења који се широко употребљавају у многим земљама у свету, од чега 250 припада категорији хербицида, 250 категорији инсектицида, 100 категорији фунгицида, 20 категорији нематоцида и 30 категорији регулатора растења биљака, дефолијаната и десиканата (Табела 5, 6 и 7.). Тако велики број једињења и поготово њихових препарата (око 100 000) компликује читав рад са пестицидима. Због постојања огромног броја пестицида и сталне производње препарата са новим или делимично измењеним својствима, развој и називе производа ове гране хемијске индустрије је веома тешко пратити. Ово утолико пре што појава нових препарата не значи да је дошло и до открића нове активне супстанце пестицида. Зато се јавља потреба да се примене различите класификације или поделе пестицида.

 

Таб. 5. Асортиман савремених хербицида према групама

хемијских једињења

Група једињења

Број једињења

Алифатичне карбонске киселине и њихове соли

6

Арилоксиалкил карбонске киселине и њихови деривати

25

Ароматичне карбонске киселине и њихове соли

18

Амиди и анилиди карбонских киселина

22

Алдехиди, кетони и хинони

7

Феноли и њихови прости и сложени естри

14

Деривати 2,6 динитроанилина

13

Деривати карбаминске тио и дитиокарбаминске киселине

29

Деривати карбамида и тиокарбамида

32

Деривати дипиридила

5

Хетероциклична једињења са 5 атома у циклусу

12

Шестоциклична једињења (без триазина)

25

Симетрични и асиметрични триазини

32

Једињења арсена

5

Органска једињења фосфора

9

Укупно

254

 

Таб. 6. Асортиман савремених фунгицида према

групама хемијских једињења

Група једињења

Број једињења

Органска једињења бакра

11

Органска једињења олова

4

Органска једињења фосфора

9

Деривати карбамида

4

Деривати гуанидина

4

Естри нитрофенола

4

Деривати фталимида

4

Хлор и хлорнитро деривати

7

Тио и дитиокарбамати

10

Естри карбаминске киселине

2

Мешовити амиди сумпорне киселине

2

Хинони

2

Засићени феноли и њихови прости естри

7

Тиоцијанати

1

Хетероциклична једињења

21

Неорганска једињења сумпора

3

Неорганска једињења бакра и соли

6

Органска једињења арсена

2

Укупно

103

 

Таб. 7. Асортиман савремених инсектицида-акарицида

према групама хемијских једињења

Група једињења

Број једињења

Органска једињења хлора и брома

29

Органофосфорна једињења

125

Деривати карбаминске киселине

37

Нитрофеноли и њихови естри

5

Синтетички пиретроиди

11

Сулфиди, сулфони и деривати сулфокиселина

7

Естри сумпорасте киселине

4

Амиди киселина и амидини

6

Естри карбонских киселина

5

Хетероциклична једињења

15

Органска једињења олова

3

Тиоцијанати и изотиоцијанати

3

Прости естри и ацетали

2

Деривати хидразина

2

Деривати карбамида

2

Укупно

256

Још седамдесетих година прошлог века, тачније 1967. год. трошкови синтезе и испитивања за производњу једног новог једињења износили су 4-5 милиона долара. Већ 1984. године ти трошкови су износили 45 милона долара, а данас износе 140-160 милиона долара (Табела 8).

Таб.8. Преглед испитивања броја једињења за добијање једног пестицида

 и трошкови тих испитивања

Година

1956.

1964.

1967.

1969.

1970.

1972.

1984.

2016.

Број испитиваних једињења

1.800

3.600

5.500

5.040

8.000

10.000

22.000

35.000

Индекс (1956=100)

100

200

306

280

444

556

1.200

1.944

Трошкови (милијарди долара)

1,2

2,9

3,4

4,1

5,5

10,0

45,0

140-160

Индекс (1956=100)

100

242

283

342

458

833

3.750

11.667

За време док се изводе дво и трогодишња испитивања новосинтетисаних једињења на отвореном пољу у различитим климатским и земљишним условима одвија се низ других проучавања која треба да допринесу решењу избора најповољније формучације, стварању методике за једноставно одређивање активне супстанце и његових метаболита, синтеза активне супстанце са маркираним, радиоактивним атомима, припрема за полуиндустријску и индустријску производњу, као и припреме за тржиште. Структура тих тропкова приказана је у табели 9.

Таб. 9. Трошкови на изналажењу нових пестицида

Фазе испитивања

% од укупних трошкова

Синтеза и скрининг

28

Испитивања у пољу и биолошка испитивања

16

Токсикологија, метаболизам и утицај на животну средину

27

Разрада технологије за производњу и израду формулације

21

Регистрација и патентирање

8

 

            Европска унија је планирала да изврши ревизију активних материја пестицида регистрованих пре 16. јула 1993. године. Прва листа обухватила је 90 активних материја које су повучене из промета октобра 2000. године. Друга притетна листа садржи 148 активних материја пестицида која је објављена у фебруару 2000. године. И у трећој фази програма налази се 426 активних материја који захтевају преглед и ревизију. Рачуна се да око 834 активне материје подлежу поступцима ревизије. Европска комисија за регистрацију пестицида процењује да више од 500 активних материја пестицида ( око 60 % од укупног броја) неће задовољити услове за регистрацију. Према проценама Европске уније око 230 активних материја пестицида биће добровољно повучено од самих произвођача пестицида. Садашња ситуација је таква да десет агрхемијских компанија контролише 84 % укупне светске продаје пестицида.

Производња хране као услов

људског живљења

 

            Развој појединих друштава и држава заснован је на науци, а и живот у њима је тиме одређен. Све се мање места оставља стихији. Уствари, зналачко и разумно коришћење науке треба да све више потискује стихију. То је основни задатак и смисао који окупља све људе света. Али, ипак ми живимо у свету многих и веома заоштрених супротности: на једној страни глад, а на другој страни преобиље огромних могућности за сузбијање тих сметњи. У таквој констелацији налази се свет данас.

            Људско становништво које се удвостручавало сваких 50.000 година током првих милион година свог људског постојања сада се удвостручује сваких 40-50 година. Данас у свету има 1-1,5 милијарде гладних и недовољно исхрањених становника. А то значи да данас на Земљи има више гладних него што је укупно било људи на свету крајем предпрошлог века. Зато ће обезбеђење хране наредних 50 година вероватно бити не мањи посао него што је изградња целокупне цивилизације до данашњег дана. Страшна подела света на трећину која има обиље хране и друге две трећине које немају довољно хране или су на рубу глади је проблем с којим се човечанство непрекидно суочава и тражи решење. Поставља се питање како и на који начин изаћи из сиромаштва из којег проистиче недовољна исхрањеност и глад. Прва и пресудна претпоставка за то је политика развоја пољопривредне производње у свим земљама које се суочавају са проблемом глади. Оне су дужне да учине све напоре да обезбеде довољне количине хране за своје становништво. Међународна заједница била би дужна да помогне напоре неразвијених земаља за постизање таквог хуманог циља. У овим земљама проширење земљишних површина један је од значајнијих фактора на који се може ослонити експанзија пољопривредне производње. У привредно неразвијеним подручјима света могле би се обрадиве површине повећати за неких 20%. То нарочито вреди за велика подручја Африке и Јужне Америке, где се привођење култури постојећих површина може постићи с релативно ниским улагањем. Од укупне површине Земље, у свету је свега 10,6% приведено култури. На појединим континентима и подручјима света, нарочито у привредно неразвијеним подручјима од укупне површине само незнатан део користи се за пољопривредну производњу. Тако нпр. у Аустралији и Новом Зеланду 3,9%, Африци 5,2%, Јужној Америци 4,4% се од укупне површине користи за пољопривредну производњу. Од укупних површина највећи део земљишта приведен је култури у Европи (32,1%) и Азији (18,9%). Сматра се за свет у целини да се свега 44% користи и обрађује у односу на површине које се процењују да би се могле привести култури.

            Један од следећих проблема који се везује за обезбеђење довољних количина хране јесте и проблем недовољног коришћења различитих врста биљака у исхрани. Процењује се да је, од укупно 250.000-300.000 врста које данас постоје на планети, око 10.000 до 50.000 јестивих врста биљака, мада се непосредно за људску исхрану користи тек око 5.000 врста, а при томе три јестиве врсте биљака, кукуруз, пшеница и пиринач задовољавају чак 60% људских потреба за калоријама и протеинима. Остаје, дакле, у глобалним размерама огроман потенцијал неексплоатисаног биљног диверзитета за исхрану будућих покољења наше планете.

            Закони понуде и потражње имају пресудну улогу у исхрани. Нема земље у свету која би била у могућности да у вишегодишњем периоду обезбеди потребе целокупног становништва за свим намирницама. Број становника непрестано расте тако да долази до раскорака између потреба становништва и расположивих намирница. Производња хране у свету одвија се у различитим подручјима, али често тако да не постоји корелација између броја становника и пољопривредне производње. Многе земље не производе оне количине хране које се налазе у пропорцији са бројем становника који на том подручју живе. Зато су такве земље упућене на увоз хране из других подручја односно држава, а то није увек могуће из економских, политичких и других разлога. Тако нпр. становништво у Азији чини 56,9% од укупне светске популације, а у том подручју се производи 33,6% од светске пољопривредне производње. Слична ситуација је у Африци и Латинској Америци. Стога у тим земљама постоји реална претпоставка да ће великом броју становника недостајати храна, све дотле док се ти односи не измене.

            Производња хране и средстава за њено увећање је у рукама приватног капитала који је мотивисан једино профитом. Због тога што су потребна већа улагања, земљишта неповољних особина се у мањем степену користе за пољопривредну производњу. Генерално се може рећи да се земљишта бољих физичких и хемијских особина (као што су чернозем, црвено-жута тропска земљишта, терра роса и алувијална) у већем степену користе се за пољопривредну производњу, мада се и ова земљишта користе нешто више од 50%.

            Површине подесне за пољопривредну производњу веома су мале у свету. Да би се разумела ограниченост коришћења земљишта, треба имати у виду чињеницу да се од 13 милијарди хектара само 11% може без ограничења користити за пољопривредну производњу. Око 28% од укупних површина је изложено прекомерној суши, око 23% површина изложено је утицају штетних хемијских једињења, 22% су сувише плитка земљишта, 10% су веома влажна и подводна земљишта, док је 6% површина у зони вечитог леда и хладноће. То значи да свету стоји на располагању само 1,5 милијарда хектара земљишта на којем треба да се организује производња која треба да подмири све већу тражњу становништва.

            Тако се долази до једног новог светског проблема. А то је појава да произвођачи хране желе да постигну што веће приносе на земљиштима опште повољних особина, које заузимају ограничене површине. У настојању да обезбеде довољне количине хране за стално растући број становника човек је интензивно почео да ствара нове сорте и хибриде биљака, да употребљава веће количине минералних ђубрива и да употребљава веће количине пестицида за заштиту биљака од фитопатогених организама, штетних инсеката и коровских биљака. Нове сорте и хибриди у највећем броју случајева осетљивије су на многе неповољне услове, а поготово су осетљиве на проузроковаче болести, штетне инсекте и коровске биљке.

 

Проблеми исхране у свету

 

Питање исхране, поред питања мира, је несумњиво најважнија преокупација савременог човечанства. Од појаве човека на земљи па до 1830. године број становника наше планете је достигао цифру од једне милијарде. За само 20 година, од 1860. до 1880, човечанство се повећало за исто толики број, а до краја 2000. године број људи износио је 6,5 милијарди (ФАО, 2003). Главни узрок проблема исхране у свету је пораст броја становника о чему сведоче подаци у табели 10.

 

Таб. 10. Пораст броја становника у свету

Година

Број становника у милионима

Просечни годишњи прираштај у милионима

Пораст 500 милиона становника у временском периоду од година

1630.

1800.

1900.

1940.

1950.

1960.

1970.

2000.

400

900

1600

2000

2400

2900

3500

6500

3

7

10

40

50

60

100

170

70

50

13

10

8

5

 

Као што се из табеле 10 види у периоду 1630-1800. било је потребно 170 година да би на Земљи порастао број становника за 500 милиона, у периоду 1800-1900. године само 70 година, а последњих 30 година нашег века само 5 година. То значи да је у периоду 1980-2000. године просечан годишњи прираштај износио око 100 милиона људи. Ако се зна да се број становника наше Планете двоструко увећава за сваких 40-50 година, то значи да постоји потреба да се и производња хране повећа за око 35% годишње. Отуда закључци и поруке Организације за исхрану и пољопривреду (ФАО, 2004) указују: „Сада у свету има више гладних људи него у било којем досадашњем периоду светске историје, а њихов број стално се повећава”.

Тридесет година након завршетка Другог светског рата човечанство се поново сукобило с феноменом глади 1972. године. Просечни становник привредно неразвијеног дела света трошио је почеткорн шездесетих година свега 71%, а седамдесетих година 69% калорија у односу на становника развијених земаља. У привредно развијеном делу света повећала се енергетска и протеинска потрошња тако да је просечни становник трошио почетком седамдесетих година чак 23% више калорија него што износе његове енергетске потребе (ФАО, 2004). Анализирајући прилике у појединим подручјима долази се до закључка да почетком овог миленијума све развијене земље достижу сатурациони ниво исхране (са око 13605 џула по становнику дневно), чиме се осетно премашују енергетске потребе становништва. Насупрот тим подручјима, скромни су резултати постигнути у Африци, Далеком истоку и Латинској Америци. Сматра се да је свега 3% становништва у привредно развијеним земљама угрожено од глади, а на Далеком истоку чак 30%. У Африци је сваки четврти становник потхрањен, на Далеком истоку сваки шести, а у Латинској Америци сваки осми (OECD, 2000). Светска криза исхране становништва, која је почела 1972. године, нужно је повећала наведене бројеве и апсолутно и релативно. Порасле цене хране, првенствено жита, погоршале су исхрану најсиромашнијих. У читавим подручјима хране једноставно више није било довољно. То је довело до појаве глади у низу земаља: Анголи, Сомалији, Танзанији  (Африка), Бангладешу, Индији, Индонезији, Филипинима (Азија), Авганистану и оба Јемена (Блиски исток), Боливији, Ел Салвадору и Хаитима (Латинска Америка).

Да би уједначила критеријуме за утврђивање недостатка хране у некој земљи, ФАО је узела тзв. трошкове одржавања организма (на нивоу 1,5 пута веће потребе од базалног метаболизма), што је ниже него потребе организма за умерену активност. Тај критеријум даје за Азију нпр. доњу границу потхрањености за младе мушкарце од 7955 џула дневно, а за земље у којима је тежина тела већа 8374 џула (ФАО, 1988). Према таквим критеријумима шестина светског становништва (око 460 милиона) нема довољно хране да подмири своје потребе. У ствари, број је много већи, будући да се као потхрањени рачунају само они који задовољавају заиста минималне потребе. Од тог броја само у Индији је око 150 милиона активно угрожено глађу, у Латинској Америци 110 милиона, а у Африци око 60 милиона становника. Недавна истраживања Светске панамеричке здравствене организације у Латинској Америци показала су да од укупно умрле деце старости до 5 година, више од половине умире због недостатка хране. По проценама ФАО (1995), заснованим на клиничким, антропометријским и другим истраживањима, у привредно неразвијеним земљама је око 50% деце старости до 5 година неадекватно исхрањено (од чега око 10 милиона деце пати од тешке неисхрањености, 80 милиона због неисхрањености, а даљих 120 милиона због блаже изражених а тиме и теже дефинисаних облика слабије, неадекватне исхране).

Ваља истаћи да је у овим земљама проширење земљишних површина један од значајних фактора на који се може ослонити експанзија пољопривредне производње. Стручњаци ФАО (2003), расправљајући перспективе развоја проценили су да би се у привредно неразвијеним подручјима света могле обрадиве површине повећати за неких 20% (од 740 милиона хектара у 1970. на 890 милиона хектара у 2000. години). То нарочито вреди за велика подручја Африке и Јужне Америке, где се привођење култури постојећих површина може постићи с релативно ниским улагањем. У табели 11. дати су подаци о укупној површини појединих подручја света и обрађиваној површини земљишта.

 

Таб. 11. Укупна површина и степен коришћења земљишта у различитим деловима света

(у милионима хектара)

 

Географска област

Укупна површина земљишта

Обрађивано земљиште

% од укупне површине

Потенци-

јално за коришћење

Однос обрађива-

ног и потен-цијалног за  браду

(у %)

Африка

Азија

Аустрал. и Н. Зеланд 

Европа

Северна Америка

Јужна Америка

Земље бивше СССР

310

2740

820

480

2110

1750

2240

158

519

32

154

239

77

227

5,2

18,9

3,9

32,1

11,3

4,4

10,6

734

627

153

174

465

681

356

22

83

21

88

51

11

64

Укупно

13150

1406

10,6

3190

44

             

 

Из података се види да је од укупне површине земље у свету свега 10,6% приведено култури. На појединим континентима и подручјима света, нарочито у привредно неразвијеним подручјима, од укупне површине само незнатан део користи се за производњу. Тако нпр. у Аустралији и Новом Зеланду 3,9%, Африци 5,2% и Јужној Америци 4,4% се од укупне површине користи за пољопривредну производњу. Од укупних површина највећи део земљишта приведен је култури у Европи (32,1%) и Азији (18,9%). Такође се из података уочава да се у свету и појединим његовим деловима још увек незнатан део земљишта, свега 44% за свет у целини, користи и обрађује у односу на површине које се процењују да би се лако могле привести култури. Од земљишта које се може користити за производњу у неким континентима и деловима света само незнатан део се стварно и користи. На пример, у Јужној Америци 11%, Аустралији и Новом Зеланду 21%, Африци 22%, Северној Америци 51%, док у Азији тај проценат износи 83, а у Европи 88.

Закон понуде и потражње има пресудну улогу у исхрани. Нема земље која би била у могућности да у вишегодишњем периоду обезбеди потребе целокупног становништва за свим намирницама. Све земље настоје да повећају производњу хране. Међутим, број становника, а нарочито у срединама где се не планира број чланова породице, непрестано расте (демографска експлозија) тако да долази до раскорака између потреба становништва и расположивих количина намирница. Производња хране у свету одвија се у различитим подручјима, али често тако да не постоји корелација између броја становника и пољопривредне производње (Јањић, 1998). Ова ситуација у свету је представљена у табели 12.

 

Таб. 12. Популација и пољопривредна производња у различитим подручјима

 света 2002. године

Географска област

% становништва од укупног становништва

 у свету

% пољ. производње од укупне пољ. производње у свету

Западна Европа

Источна Европа

Земље б. СССР и Азија (без Јапана)

Африка

Аустралија и Нови Зеланд

Северна Америка

Латинска Америка

8,3

8,4

56,9

8,6

0,1

5,6

8,3

16,2

16,9

33,6

4,8

1,6

15,1

8,0

Из података датих у табели 12. се уочава да многе земље не производе оне количине хране које се налазе у пропорцији са бројем становника који на том подручју живе. Зато су такве земље упућене на увоз хране из других подручја, односно држава, а то није увек могуће из економских, политичких и других разлога. Тако, нпр. становништво у Азији чини 56,9% од укупне светске популације, а у том подручју се производи 33,6% од светске пољопривредне производње (ФАО, 1995). Слична је ситуација у Африци и Латинској Америци. Стога у тим земљама постоји реална претпоставка да ће великом броју становника недостајати енергетске, градивне и заштитне материје.

Из свега што је речено произилази да је и данас глад пратилац људског друштва и да се можда јаче надвија над човечанством него икад досад. Због тога сматрамо да је есенцијално питање даљег развоја земаља у развоју налажење стратегије и тактике за бржи развој пољопривредне производње. Читава светска заједница мора створити стратегију за решавање светског проблема исхране и на тај начин спречити и отклонити глад и страх од глади и тако створити нову и сретнију будућност човечанства у целини.

 

Штете које наносе штетни организми биљној производњи и улога пестицида

 

Живи свет је веома богат и разноврстан. Од укупног броја врста на Земљи који се, према различитим проценама налази између 80 и 100 милиона, само мали део (2-5%) биолошког диверзитета је упознат и детаљније описан. У читавом свету сматра се да око 67.000 врста штетних организама напада гајене биљке. Од тог броја око 900 врста припада инсектима и грињама, 50.000 врста патогеним микроорганизмима и око 8.000 врста коровским биљкама. У земљама са веома интензивном пољопривредном производњом сматра се да фитопатогени микроорганизми, штетни инсекти и корови умањују приносе за око 30%, док ово смањење у земљама са екстензивном пољопривредном производњом износи у многим случајевима и преко 50%. Зато многи сматрају да фитопатогени микроорганизми, штетни инсекти и корови сваке године умањују производњу у свету која је довољна за исхрану пола милијарде људи. Отуда и овом приликом треба истаћи да се човек за своју исхрану користи само оним што му штетни биолошки агенси оставе или још прецизније изражено да сваки трећи произвођач у области пољопривреде ради за штеточине.

            Потенцијална опасност по здравље становништва, нарочито у развијеним земљама, расте са развојем технологије и примене различитих једињења у процесима производње и прераде производа. Схватајући да се налазе у таквој ситуацији многе земље у свету, својим директивама забранили су или ограничили производњу скоро 2/3 до данас познатих пестицида. Исто тако у многим земљама започели су процеси тзв. органске производње хране у току којих се пестициди не употребљавају или се употребљавају ограничене количине само неких пестицида. Површине на којима се производи храна без употребе пестицида су веома симболичне. Приноси на оваквим површинама су много нижи, а цене производа вишеструко веће. Зато ова производња у овој фази развоја ни приближно не може да помогне решавању проблема глади и недостатка хране у неразвијеним земљама. Због ограничене количине и повећаних цена ове ће производе користити становници богатих земаља и високог стандарда. У неким земљама у свету уводе се у гајење трансгене биљке. Али њихово гајење треба да обезбеди стварање већег профита и користи само за произвођаче хране, али не и за широке слојеве сиромашног становништва.

            Појављује се још један проблем у светским размерама. Повезан са храном је и проблем енергије. Резерве нафте и угља у свету су такве и толике да обезбеђују несметан развој у овом столећу. Покушаји да се енергија добија из атома коришћењем нуклераног горива ствара низ еколошких и далекосежних последица по живот на Планети, тако да се о тим изворима све мање размишља и она се све мање планира у енергетским билансима у појединим земљама. Данас се и тај енергетски проблем покушава да реши преко биљака, јер су оне једини организми који имају способност да Сунчеву енергију које има у неограниченим количинама и која се недовољно користи (свега око 2%) трансформишу у органска једињења и тако обезбеде енергију која је неопходна за развој цивилизације. Већ данас САД планирају да од укупне производње кукуруза 36% утроше за производњу етанола. Евидентно је и све веће гајење и производња уљане репице у светским размерама за добијање биодизела. Зато се производња хране још више компликује, јер се ионако ограничене пољопривредне површине користе за гајење биљака које се не користе у исхрани људи и домаћих животиња него за производњу енергије у великим количинама и на великим површинама. Зато се сматра да биљна производња никада у историји људске цивилизације није била у тако сложеним односима као што је данас. Чињеница је да се односи у производњи хране између развијених и неразвијених земаља још више заоштравају и компликују. На једној страни имамо становништво које пати од претеране исхране и гојазности које у исхрани користи храну која у себи има састојке савремене технологије и на другој страни становништво које је потхрањено и пати од глади. Чини ми се да су ове појаве још израженије него раније, а да најновије технологије и подухвати те односе још више заоштравају. Већ данас човечанство располаже са техничким потенцијалима који по неким проценама могу да производе три пута већу количину хране. Зато човечанство без обзира на идеолошке, економске, културне и друге разлике мора створити глобалну политику и нове вредности свог даљег развоја у производњи хране, како по количини тако и по квалитету, и тако спречити глад и смрт од глади која је трајно присутна у развоју људског рода, нажалост данас више него икад досад.

Примена пестицида представља једну од значајних могућности које човеку стоје данас на располагању за повећање биљне производње, не само квантитативно већ и квалитативно, чиме се у великој мери могу да олакшају напори за обезбеђење довољних количина хране за становништво наше Планете које се страховитом брзином повећава.

У повећању приноса гајених биљака значајну улогу одиграла је:

  • генетика и селекција,
  • минерална исхрана и исхрана преко листа и
  • заштита биљака од проузроковача биљних болести, штеточина и корова.

Отуда у оквиру мера за повећање пољопривредне производње сузбијању штетних организама припада једно од важних места. У земљама са веома интензивном пољопривредном производњом сматра се да фитопатогени микроорганизми, штеточине и корови умањују приносе за око 30%, док ово смањење у земљама са екстензивном пољопривредном производњом износи у многим случајевима и преко 50% (Pimentel, 1993.). У табелама 13, 14 и 15 дати су подаци о штетама од штеточина, биљних болести и корова у различитим географским областима, као и у различитим културама.

 

Таб. 13. Штете од штеточина, биљних болести и корова у различитим географским областима (у %)

Географска област

Од штеточина

Од болести

Од корова

Укупно

Северна и Централна Америка

Јужна Америка

Европа

Африка

Азија

Океанија

9,4

10,0

5,1

13,0

20,7

7,0

11,3

15,2

13,1

12,9

11,3

12,6

8,0

7,8

6,8

15,7

11,3

8,3

28,7

33,0

25,0

41,6

43,3

27,9

Таб. 14. Светски губици приноса различитих култура од штеточина, болести и корова у % од вредности потенцијалног приноса

Култура

Од штеточина

Од болести

Од корова

Укупно

Пшеница

Кукуруз

Пиринач

Просо

Кромпир

Шећерна репа

Шећерна трска

Поврће

Воће

Цитруси

Винова лоза

5,0

12,4

26,7

9,6

6,5

8,3

20,1

8,7

7,8

8,3

3,2

9,1

9,4

8,9

10,6

21,8

10,4

19,2

10,1

12,6

9,5

23,4

9,8

13,0

10,8

17,8

4,0

5,8

15,7

8,9

3,0

3,8

10,1

23,9

34,8

46,4

38,0

32,3

24,5

55,0

27,7

23,4

21,6

36,7

 

Таб. 15. Светски губици приноса различитих култура од штеточина, болести и корова

Култура

Приноси у милионима тона годишње

Губици у милионима тона годишње

Жита

Шећерна репа

Кромпир

Винова лоза

Соја

Засади воћа

Поврће

960

211

270,8

50,7

31,9

66,6

201,7

500-510

69

129,1

26,6

13,1

21,4

78,2

 

Таб.16. Губици у биљној производњи од болести, штеточина и корова (Agrios, 2005.)

Очекивана биљна производња (са ценама из 2002.)

1,5 билион долара

Остварена биљна производња

950 милијарди долара

Биљна производња без заштите

455 милијарди долара

Стварни годишњи губици у биљној производњи

550 милијарди долара

Губици само од патогених микроорганизама (14,1 %)

220 милијарди долара

 

Зато многи сматрају да штеточине, фитопатогени микроорганизми и корови умањују сваке године производњу у свету која је довољна за исхрану пола милијарде људи. Седамдесетих година XX века при општој вредности светског приноса од око 140 милијарди долара годишње, штете од штеточина, проузроковача биљних болести и корова процењене су на 75 милијарди (Мељников, 1974). У нашој земљи нема података о штетама које проузроковачи биљних болести, штетни инсекти и корови наносе појединим културама. Према нашим грубим проценама (Јањић, 1994) на подручју Србије и Републике Српске проузроковачи биљних болести, штетни инсекти и корови умањују приносе на годишњем нивоу за 3.670.000 тона.

Литература

Agrios, N. G. (2005): Plant Pathology, Fifth Edition. Academic Press. Amsterdam.

Anon. (1990-2018): Faostat. Food and Agriculture Organization of United Nations.

Heisey, P. W. Norton, G.W. (2007): Fertilizers and other farm chemicals. In the Handbook of Agricultural Economics. Volume 3, vol. 3, pp 2741-2777.

http://www.fao.org/faostat/en/#data/RP/visualize

http://www.fao.org/faostat/en/?#data/

Janjić V. (1994): Hormonski herbicidi. Institut za istraživanja u poljoprivredi Srbija i IP Nauka, Beograd.

Janjić, V. (1996): Triazinski herbicidi. Institut za istraživanja u poljoprivredi Srbija, Beograd.

Janjić, V. (1998): Karbamidi. Institut za istraživanja u poljoprivredi SRBIJA i Herbološko društvo Srbije.

Janjić, V. (2002): Sulfoniluree. Institut za istraživanja u poljoprivredi „Srbija” i Akademija nauka i umjetnosti Republike Srpske, Beograd, 1–189.

Janjić, V. (2005): Fitofarmacija. Društvo za zaštitu bilja Srbije, Institut za istraživanja u poljoprivredi Srbija i Poljoprivredni fakultet Banja Luka. Beograd-Banja Luka.

Melnikov, N. N. (1974): Himija i tehnogija pesticidov. Himija. Moskva.

Pimentel, D (1993): Environmental and economic effects of reducing pesticide use in agriculture. Agriculture, Ecosystems and Environment 46, 273-288.