Ochrana rostlin

Různé strategie ochrany r K rostlin

• K stratégové rozsáhlé,klimaxové porostynemohou se schovat

• méně účinné jedy aleve velkém množství(lze si kousnout ale jeobtížné sníst hodně)

• r stratégové produkujísilné jedy ale v malémmnožství

• najde li se druh, kterýje odbourá snadno sespecializuje

• ale izolované populacebrání jeho přemnožení

Intergrovaná ochrana rostlin

• Nastavení podmínek které podporují obranurostlin a přirozené nepřátele a omezujíškůdce (mikroklima, výživa, architekturaporostu, načasování)

• použití prostředků biologické ochrany

• přiměřené využití pesticidů

Práh škodlivosti

Takový výskyt škodlivého činitele, který způsobujeekonomickou ztrátu natolik významnou aby opodstatnilazásah (např. aplikaci pesticidu)

Hlavní „škodlivé“ organismy

• Herbivoři zejména hmyz, hádátka, roztoči,měkýši a obratlovci

• plevele - konkurující rostliny

• původci chorob zejména houby, viry a méněbakterie

podpora obrany rostlin apřirozených nepřátel

• střídání plodin

• přiměřená výživa hlavně nepřehnojovánídusíkem

• rychlý start plodiny

• nepřehuštěný porost (vlhkost houby)

• podpora přirozeného výskytu predátorů aparasitů škůdců

Příklad faktory podporující výskyt houbovýchchorob 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 antagonistyškůdců

• mikroorganismy (biopesticid) Bacilusthuringiensis, některé houbové patogeny hmyzu

• Introdukce predátorů a parasitů - účinné zejménave sklenících, skladištích a trvalých kulturáchPhytoseilus persimilis, Encarsia formosa etc.

• Ani biologická ochrana není bez rizika (nežádoucíintrodukce)

Pesticidy

přípravky určené k hubení rostlinných a živočišnýchškůdců, k ochraně rostlin, skladových zásob, zvířat,člověka.účinnou látka + přídatné látky (rozpouštědla, plnidla,stabilizátory, smáčedla)v celosvětovém měřítku je registrováno okolo 800sloučenin 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 eliminaciz prostředí.

• Hydrolýza - obzvláště rychlá je při vysokém pH

v organismech• zavedení polární funkční skupiny přeměněna na polárnější

metabolit X – OH, který konjuguje (př. s kyselinouglukuronovou a glutathionem). Vznikající produkty jsouneaktivní a jsou vylučovány.

• Mikroorganismy• převážně detoxikační charakter, ale mohou vznikat i

toxičtější produkty

Účinek pesticidu na organismus

• Celkové množství (neříká mnoho může býtneaktivní nebo nedostupné pro organismus)

• bioavailabilita potenciálně dostupné

• exposice závisí na ekologii druhu akonkrétních 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 jsouryby. Velmi citlivé jsou včely. Ptáci méně citliví,ale např. DDT metabolismus vápníku a docházík poruchám tvorby skořápky.

• Mechanismus toxického účinku DDT - blokaceNa+ kanálků nervových vláken – prodlouženídepolarizace a vznik křečí.

DDT

Paul Herman MullerNobelova cena 1948

Organofosfáty• Používají se jako insekticidy, - inhibice řady enzymů,

především acetylcholinesterázy na nervovýchsynapsích. Inhibice enzymu acetylcholinesterázy jeireverzibilní.

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 pyrethrinyz kopretiny (Pyrethrum).

• V prostředí se velmi rychle rozkládají.• Pyrethroidy jsou vysoce toxické pro ryby a včely

Pesticidy na bázi fenoxyoctovékyseliny

• 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 akyseliny listové.

• pro ryby slabě jedovaté až jedovaté, pro včely relativněneškodný, pro savce hodnota LD50 je nad 1000 mg.kg-1 živéhmotnosti

• - velmi nízká biodegradabilita a dlouhodobé přetrvávání vevodním prostředí (hl. podzemních vodách)

- atrazin má xenoestrogenní účinky• Z výše uvedených důvodů je v některých zemích používání

triazinových herbicidů zakázáno (např. v Německu), v jinýchzemích 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 nezanechávajírezidua, ale zanechávají rezidua v rostlinách (diquat 3 –5 dnů, paraquat až 21 dnů)

• Toxický účinek je zprostředkován volnými kyslíkovýmiradikály 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 mědijsou 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 jsoupřirozenými patogeny hmyzu

• Bacillus thutingiensis

• ve střevě larev hmyzu (v alkalickém pH) uvolňujetoxin a roste, perforuje stěnu třeba využije tkáň aprodukuje nové spory

Toxicita Bt

• Konzumace 1g Bt (cca 1010 spor) po tři dnynevedla k žádné intoxikaci u lidí (U.S. EnvironmentalProtection Agency. 1986. Pesticide fact sheet for Bacillus thuringiensis. Factsheet no. 93. Office of Pesticide Programs. Washington, DC.)

• LD50 je udáváno jako 2.65-5g/kg ale ani 10g/kgnevedlo k akutní toxicitě perorálně

• letální efekty při injekci toxinu do střev nebomozku

• aplikační dávka 8-24 109 spór/ha

Vliv zemědělství na krajinu

Rozvoj zemědělství (a lesnictví)způsobil, že původní biotopy dnestvoří víceméně izolované patches vmatrix člověkem pozměněné krajiny

Ani zemědělské porosty nejsou stejné

podobnost přirozeným ekosystémůmbiodiversita 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 vkrajině

• vliv na pohyb živin

• vliv na biodiversitu