Все предыдущие части нашего проекта «Сохранить урожай и насекомых-опылителей» были посвящены исключительно пестицидам. Вспоминая историю индустрии, в первой части мы убедились, что химический метод защиты растений развивался и продолжает развиваться в двух направлениях: первое — поиск наиболее эффективных веществ и технологий их применения, второе — повышение безопасности средств защиты растений. Изучив во второй статье этапы создания оригинальных препаратов, поняли, насколько затратен и сложен этот процесс, насколько тщательно их тестируют перед регистрацией в конкретной стране.
В третьей статье мы анализировали классификацию пестицидов по разным принципам, в том числе по уровню биобезопасности, а также обсудили проблему контрафактной продукции, которая несет в себе многочисленные экологические и экономические угрозы.
При этом у читателей может возникнуть вопрос: а где же насекомые-опылители и информация о том, как их сохранить? Да, мы ни разу не упомянули пчел в своих предыдущих частях, но при этом не забывали про них. Вся работа ученых, государственных органов и производителей в целях повышения экологической безопасности пестицидов на каждом этапе: создания, регистрации, применения — так или иначе уже направлена на сохранение насекомых-опылителей. В рамках этой работы разработаны правила, регламентирующие как проведение химической обработки сельхозкультур, так и действия пчеловодов в этот период. Причем во взаимном соблюдении этих правил в одинаковой степени заинтересованы как пчеловоды, так и сельхозпроизводители. Об этом наш четвертый заключительный материал.
Опыление как важный фактор урожайности
В мире насчитывается около 520 родов, которые включают 21000 видов пчел, большое количество видов бабочек, мух, ос, жуков, птиц, летучих мышей и других животных, участвующих в опылении растений. Они опыляют свыше 80% важнейших для нас культур, используемых для производства продуктов питания, биотоплива, растительных волокон, медицинских препаратов, кормов для скота и материалов для строительства (В.Г. Егорашин, 2019).
Благодаря опылителям производится треть мирового продовольствия. По оценкам ученых, западная или европейская медоносная пчела опыляет урожаи во всем мире на сумму 215 миллиардов долларов США (van Engelsdorp et al. 2008; Gallai et al. 2009). В то время как количество пчелиных семей увеличилось на 45% с 1961 г., доля культур, зависящих от опылителей, увеличилась на 300% (Aizen and Harder 2009). Установлено, что при пчелоопылении урожайность хлопчатника повышается на 20-25%, гречихи — на 30-60%, клевера — на 70-80%, подсолнечника — на 100%. Опыление пчелами может стимулировать более высокие урожаи рапса за счет увеличения общего количества стручков на растении и числа семян в стручке (Ш.Р. Суяркулов, 2015; Н.И. Велкова и др., 2019).
К энтомофильным растениям относятся все плодовые и ягодные культуры. Только благодаря размещению пасек в садах во время цветения культуры урожай яблони, груши, всех косточковых культур можно повысить на 20-50%, а ягодных культур (жимолости, крыжовника, смородины, малины) — до 5 раз. Ни один приём не даёт такой биологической и экономической эффективности, как опыление пчёлами, причём это может в 8-12 раз превысить стоимость получаемого меда (Д.К. Рахматулин, 2020).
Учитывая значение опыления для урожайности ведущих сельскохозяйственных культур, становится понятно, почему во многих странах мира широко распространены услуги опыления у пчеловодов. Причем это взаимовыгодное сотрудничество. Многочисленными научными исследованиями и передовой практикой доказано, что доход от пчелоопыления в 10-12 раз выше, чем от производства меда, воска и других прямых продуктов пчеловодства (Панков Д.М., 2008). Например, плата за услуги опыления является крупнейшим источником доходов пчеловодов в США (более 40%), из этого 82% поступают от услуг по опылению миндаля (Michael Burgett, 2006).
Хотя сегодня в России основной доход пчеловоды получают от реализации мёда, пчелиной обножки, прополиса и воска, в стране также постепенно нарастает заинтересованность сельскохозяйственных предприятий заключать договоры с пчеловодами на пчелоопыление. Сегодня в России площади энтомофильных культур в районах интенсивного земледелия превышают 9 млн га, при этом стоимость дополнительного урожая (Козин Р.Б.), получаемого благодаря пчелоопылению, оценивается в 10-12 млрд руб. и более чем в 20 раз превосходит стоимость самой продукции пчеловодства.
По данным Комлацкого Г.А. (2018), по крайней мере, на Кубани, собственники полей уже оплачивают опыление садов (до 20 кг яблок за семью пчел), подсолнечника (700-900 руб. за семью пчел из 8-9 улочек) и других культур.
Мы не будем задерживаться на этой теме. В открытых источниках достаточно информации о том, как правильно использовать пчел для опыления (например, рекомендации профессора Козина Р.Б., Добролюбовой Т.В.) и оформить договор на эти услуги.
Проблемы и тенденции сохранности пчел
Итак, пчелы и другие насекомые-опылители играют решающую роль в сельском хозяйстве и поддержании биоразнообразия на планете. Учитывая этот факт, понятна обеспокоенность мировой общественности вопросами сохранности пчел, в том числе, проблемой так называемого «коллапса пчел». Давайте обратимся к фактам.
Действительно, сокращение численности семей пчел имеет место в отдельных странах, причем динамика по годам колеблется. В то же время в мире имеет место обратная тенденция. По данным FAOSTAT за 2019 год, общее количество ульев устойчиво растет (рис. 2). Популяция медоносных пчел в США, Канаде и Европе не просто оставалась стабильной с 1995 года, но и выросла. Пчеловоды восстанавливают потери пчелосемей и пока что справляются с этой проблемой достаточно успешно. Согласно данным Министерства сельского хозяйства США, в 2016 году популяция пчел в США достигла 22-летнего максимума. В 2019 году насчитывалось 2,67 млн семей.
По мнению профессора энтомологии, в Университете штата Орегон Михаэль Бергетт (Michael Burgett): «Средства массовой информации переоценили аспекты смертности и в значительной степени проигнорировали тот факт, что пчеловодческая отрасль способна восстановиться».
Многие страны, в первую очередь, Канада, США, страны Евросоюза активно вкладывают в развитие пчеловодства. Например, Евросоюз, будучи вторым по величине производителем меда в мире, активно финансирует программы по пчеловодству. Так, в течение 2017-2019 годов ежегодный взнос составил 36 млн евро, причем он удваивается за счет национальных средств. В результате количество ульев и пчеловодов в ЕС с годами увеличилось, что привело к росту производства меда на 16% с 2014 по 2018 годы. И финансирование в эту отрасль планируется увеличить в предстоящие 3 года («More beehives and beekeepers thanks to EU support», Press release, Вrussels, 17 December 2019).
Означает ли это, что проблем со здоровьем и сохранностью пчел нет? Вовсе нет. По данным ученых, в разных регионах и странах динамика снижения численности пчёл варьирует от 30 до 80% и причины гибели пчелиных семей разнятся, что оставляет этот вопрос открытым (Громова А.С., 2019). К примеру, в США за последний год (1 апреля 2019 г. — 1 апреля 2020 г.) пчеловоды потеряли 43,7% пчелиных семей, причем соотношение гибели в зимний и летний периоды меняется каждый год (рис. 3). По данным Международной федерации пчеловодных ассоциаций «Апимондия», из имевшихся в странах Евросоюза 13,6 млн пчелиных семей в 2008 году погибло 30% (https://www.apiworld.ru).
В России зимой 2016/17 г. массово гибель пчел отмечалась примерно в 1/3 регионов, при этом на отдельных пасеках этот показатель достиг 100%. Наибольшее снижение численности пчелиных семей в 2016 г. отмечено в Центральном, Приволжском и Северо-Западном федеральных округах. Участились случаи осенней гибели пчелиных семей, когда пчелы покидают улей, оставляя в нем расплод и корма (Л.В. Прокофьева и др., 2018). Прошлый, 2019 год также в России запомнился массовой гибелью пчелиных семей в 30 регионах. (Громова А.С., 2019).
Почему гибнут пчелы?
Ответ на этот вопрос ищут сотни ученых по всему миру. И сегодня однозначного ответа нет. Научные исследования могут противоречить друг другу. Самым ярким примером является вопрос о влиянии на пчел инсектицидов из группы неоникотиноидов.
Очевидно, взаимопониманию в вопросах здоровья медоносных пчел препятствует отсутствие совместных транснациональных усилий в соответствии с общими протоколами, а влияние знаний пчеловодов и методов управления пчеловодством часто игнорируется несмотря на то, что медоносные пчелы — управляемый опылитель (A. Jacques et al., 2017).
Р. Мориц (Robin Moritz) и С. Эрлер (Silvio Erler) из Университета Мартина Лютера (Галле, Германия) изучили данные ФАО о состоянии пчеловодства в 100 странах мира в 1961-2013 годах и пришли к выводу, что развитие глобальной торговли, социальные и политические перемены стали причиной сокращения численности пчелосемей не в меньшей степени, чем паразиты, болезни пчел и инсектициды нового поколения. При этом ученые сослались на страны бывшего СССР и Мадагаскар, где после переворота 1977 года количество пчелосемей сократилось на 66%, а также Бурунди, где после гражданской войны количество пчелосемей сократилось на 73%.
Исследование немецкого центра интегративных исследований биоразнообразия Лейпцигского университета и Университета Мартина Лютера во главе с доктором Роэлем ван Клинком помогло всесторонне оценить влияние интенсивного промышленного земледелия на насекомых и экосистемы. Были проанализированы почти столетние данные 166 долгосрочных исследований насекомых в различных частях мира, которые привели к выводу, что единственной достоверной причиной снижения численности насекомых является урбанизация, именно разрушение естественной среды обитания и загрязнение окружающей среды отходами человеческой цивилизации, в глобальном смысле (Beepocalypse Myth Handbook: Dissecting claims of pollinator collapse, July 28, 2016).
С этими выводами согласны и российские ученые. Проанализировав большое число источников информации, они сделали вывод о многофакторном воздействии экологических и технологических параметров на жизнедеятельность пчелиных семей (А.Ф. Рыбочкин, А.В. Смирнов // Техника и технологии, №3/2013).
Сегодня насчитывают более 200 причин (угроз) гибели пчел, из них 29 известных биопатогенов, в т.ч. 20 видов вирусов (В.И. Лебедев, Ян.Л. Шагун // Сборник научно-исследовательских работ по пчеловодству и апитерапии. Рыбное, 02-03 ноября 2017 г. 2018. — С. 7-11). К основным причинам происходящего относятся следующие:
Требуют достоверной научной аргументации версии о воздействии на пчел ГМ-культур, излучений мобильной космической радионавигационной связи, создающих помехи в их навигации (А.В. Винобер, 2019).
Следует отметить, что пестициды в списке причин гибели пчел стоят далеко не на первом месте. Так, в связи со случаями массовой гибели пчелиных семей во Франции ученые проводили исследования с 2002 по 2005 гг. в 5 пчеловодческих районах континентальной части страны. Статистически значимой зависимости между процентом гибели пчелиных семей и содержанием остатков пестицидов в образцах продукции пчеловодства не обнаружено (Chauzat M.P. etal. Influence of Pesticide Residues on Honey Bee Colony Health in France // Environmental Entomology. — 2009. — Vol. 38, N 3).
Сторонники применения неоникотиниодов в качестве аргумента приводят сельское хозяйство Канады, где рапсоводы не менее 10 лет крупномасштабно используют неоникотиноиды для защиты рапса от вредителей без заметных негативных последствий для пчел. Канада — крупнейший производитель рапса в мире (более 50 тыс. производителей на площади 16 млн акров). Около 80% меда в Канаде — рапсовый мед, который собирают 300 000 колоний. Несмотря на то, что неоникотиноиды широко используются в Канаде для защиты ярового рапса от вредителей, популяции канадских пчел практически не пострадали и производят около 50 млн фунтов рапсового меда первого сорта (J. Entine. Real Story Behind Neonics And Mass Bee Deaths, 2013. https://www.forbes.com).
Как отмечают исследователи, в большинстве случаев отравление пчел пестицидами происходит из-за нарушений правил применения пестицидов и санитарно-гигиенических правил технологических приемов в пчеловодстве в период цветения энтомофильных культур. В России к этим причинам можно добавить несовершенство ветеринарной службы, отсутствие четкой системы взаимоотношений между службами защиты растений хозяйств и пчеловодами, отсутствие мониторинга текущего состояния пчелосемей и оперативного расследования причин гибели пчелиных семей (А.В. Винобер, 2019).
В поисках компромисса
Понимание значимости медоносных пчел и причин их гибели порождает разработку совместной стратегии по сохранению медоносных пчел и повышение квалификации пчеловодов и агрономов в этой области. В целях защиты насекомых-опылителей специалисты обоих профилей должны соблюдать организационные, агротехнические и специальные пчеловодные мероприятия, опираясь на нормативно-правовую базу, регламентирующую соответствующие сферы (Осинцева Л.А. Экология медоносной пчелы: Учебное пособие, Новосибирск, 1999).
Организационные мероприятия:
Сегодня организовать систему оповещения гораздо проще, чем, скажем, еще 15-20 лет назад. В распоряжении специалистов есть не только традиционные СМИ, но и онлайн-источники и социальные сети. Местом для подобного взаимодействия в развитых странах являются специализированные сайты и информационные платформы, объединяющие специалистов сельхозпредприятий, отделения союза пчеловодов и местные органы власти. Отрадно, что данная работа активизируется и в России. Мы упоминали минимум о трех информационных и цифровых системах:
— РЕСПАК;
— «Спаси пчел»;
— «ДоброПчёл».
Агротехнические и химические мероприятия:
Классы опасности пестицидов для насекомых-опылителей
Одним из важнейших моментов для обеспечения безопасности медоносных пчел является соблюдение агрономами правил применения препаратов в соответствии с учетом класса опасности. Класс опасности пестицида определяет экологический регламент его применения: ограничения по скорости ветра при обработке, погранично-защитной зоне, лету пчел (времени закрытия летка). Этот регламент должен обязательно соблюдаться при проведении химической защиты растений.
В «Каталоге пестицидов, зарегистрированных на территории РФ» класс опасности пестицида для человека стоит первым в графе «Класс опасности» (о нем мы упоминали в предыдущем материале.
Второй показатель — это степень опасности препарата для пчел и других медоносных насекомых. О нем мы поговорим чуть подробнее.
Классификации пестицидов по мере их опасности для пчел и других медоносных насекомых подразумевает 5 классов токсичности и 3(4) класса опасности (табл. 1).
Таблица 1. Классификации острой контактной токсичности пестицидов для медоносных пчел
Класс токсичности | LD50, мгк/пчелу |
Чрезвычайно токсичный | ≤ 0,1 |
Высокотоксичный | > 0,1 ≤ 1 |
Среднетоксичный | > 1 ≤ 10 |
Слаботоксичный | > 10 ≤ 100 |
Практически не токсичный | >100 |
В литературе можно встретить то 3, то 4 класса опасности для пчел. Ошибка? Нет, скорее, неточность авторов. Дело в том, что пестициды, получившие государственную регистрацию до 2006 года, классифицировались по 4 классам опасности, а после 2006 года и по настоящее время — по 3 классам (табл. 2-3).
Таблица 2. Классы опасности пестицидов для насекомых-опылителей и экологический регламент их применения (для препаратов, зарегистрированных в Реестр до 2006 г.)
Степень опасности пестицидов | Скорость ветра при обработке, м/с | Погранично-защитная зона, км | Ограничения лета, часы |
П-1 (высокоопасные) | до 1-2 | не менее 4-5 | 96-120 |
П-2 (среднеопасные) | до 2-3 | не менее 3-4 | 48-72 |
П-3 (малоопасные) | до 4-5 | не менее 3-4 | 24-48 |
П-4 (практически не опасные) | до 5-6 | не менее 1-2 | 6-12 |
Таблица 3. Классы опасности пестицидов для насекомых-опылителей и экологический регламент их применения (для препаратов, зарегистрированных в Реестр после 2006 г.)
Показатели | Класс опасности | ||
1 | 2 | 3 | |
Категория риска | высокий | средний | низкий |
Скорость ветра при обработке, не более, м/с | 1-2 | 2-3 | 4-5 |
Скорость ветра при авиаобработке, не более м/с | 0-1 | 1-2 | 2-3 |
Погранично-защитная зона, не менее, км | 4-5 | 3-4 | 2-3 |
Погранично-защитная зона при авиаобработке, не менее, км | 5-6 | 4-5 | 3-4 |
Ограничения лета, не менее, ч | 96-120 | 48-72 | 3-24 |
Сравнение токсичности действующих веществ инсектицидов разных химических классов для пчел (при контактном воздействии) на основании показателя ЛД50 и гектарной нормы расхода препаратов показало, что применение фосфорорганических соединений (ФОС) опаснее для пчел примерно в 2000 раз, чем использование тиаклоприда. По сравнению с тиаклопридом, применение пиретроидов опаснее для пчел более чем в 100 раз (табл. 4).
Таблица 4. Сравнение токсичности действующих веществ инсектицидов разных химических классов для пчел (при контактном воздействии) (The Pesticide Manual, British Crop Production Council, 2018, UK)
Действующее вещество | Класс опасности для пчел | ЛД50, мкг/пчелу (контактно) | Отличие в степени опасности |
Тиаклоприд | 3 | 38,83 | |
Диметоат (ФОС) | 1 | 0,12 | опаснее в 1798 раз |
Лямбда-цигалотрин (пиретроид) | 1-2 | 0,038 | опаснее в 106 раз |
Имидаклоприд | 1 | 0,081 | опаснее в 200 раз |
Классификации пестицидов по действию на шмелей, как правило, основаны на опыте их применения в закрытом грунте и описывают мероприятия, которые необходимо выполнить со шмелями. Biobest (Бельгия) разработана следующая классификация:
Koppert Biological Systems использует более подробную классификацию:
Интенсивно ведутся работы в направлении поиска репеллентов, обеспечивающих предотвращение лета пчел на участки, обработанные пестицидами. Например, установлена возможность применения перед внесением инсектицидов смеси феромонов в высоких концентрациях (изопентилацетат, 10 и 100 г на 10 л воды), которая отпугивает пчел-сборщиц и шмелей в течение 30 минут после применения на масличном рапсе и на бобах (Pickett J.et al., 1985). Ранние опыты по использованию фенола и других репеллентов для отпугивания опылителей с обработанных пестицидами участков цветущих культур не нашли продолжения и практического использования в России (Богоявленский С.Г., 1955).
Риск для пчел выше при следующих факторах:
Для предупреждения отравлений пчел пестицидами разрабатываются регламенты, обеспечивающие гарантированную безопасность пчелиных семей. На энтомофильных сельскохозяйственных растениях изучают динамику лета пчел с целью установления оптимального времени обработки пестицидами именно на данной культуре в данной зоне ее возделывания. Например, на люцерне, возделываемой на семена, дневная активность пчел начинается в 6-7 часов утра и заканчивается в 19-20 часов. Средняя продолжительность рабочего дня составляет 5-6 часов, а максимальная — до 14 часов. Следовательно, наиболее подходящим временем для обработки люцерны пестицидами по экологическим показателям будет время до 6 и после 20 часов (Димитров П., 1991).
Вопрос грамотного применения пестицидов и повышения безопасности пчел систематически обсуждается на семинарах и полевых встречах, в том числе в рамках юбилейного спецпроекта «БайАрена 2020», который впервые прошел в цифровом формате.
Адекватная защита растений — сложная и многоплановая проблема, требующая в первую очередь грамотного применения пестицидов всеми хозяйствующими субъектами с привлечением государственных органов и бизнес-структур. Только в этом случае будет достигнут взаимовыгодный результат — «Сохранить урожай и насекомых-опылителей».