Важнейший резерв увеличения продуктивности земледелия и повышения качества урожая — защита растений от болезней и вредителей; ее роль особенно возрастает в условиях концентрации и специализации сельскохозяйственного производства.
Несмотря на использование широкого ассортимента средств, методов и приемов защиты растений, общие мировые потери от вредных организмов составляют примерно 35 % потенциальной урожайности. В развивающихся странах они оцениваются в 48 %. Примерно треть из них вызывают болезни растений. Многие вредные организмы грибной, бактериальной и вирусной природы снижают качество сельско-хозяйственной продукции, а также приводят к отравлению животных и людей. Серьезную угрозу представляют вырабатываемые некоторыми возбудителями болезней микотоксины: зеареленон (Ф-2), деоксиниваленон, фузаренон X, ниваленон, фузариевая кислота, спорофузариогенин, коэфузарин (Т-2), вомитоксин, малформин, афлатоксины A и Gb охратоксины, фумигаллол, глиотоксин, цитринин, патулин, а также неидентифицированный токсин возбудителя фитофтороза картофеля, вызывающий аномалии у новорожденных, и токсин стахиботриса, который образуется при поражении грибом грубых кормов.
Показатели ЛД50 этих веществ для теплокровных животных от 1,6 до 30 мг/кг (для сравнения у стрихнина — 7,5 мг/кг, у действующего вещества гранозана — этилмеркурхлорида — 30-50 мг/кг). Некоторые из них стойки к тепловой обработке, канцерогенны и проявляют другие отрицательные свойства.
Современным принципам экологизации, повышения эффективности проводимых мероприятий наиболее полно отвечает концепция интегрированной защиты растений, предусматривающая комплексное использование составляющих ее элементов для удержания численности популяции вредных видов ниже уровня, вызывающего экономически значимые потери. При рациональном использовании она обеспечивает благоприятное фитосанитарное состояние сельскохозяйственных угодий. Стратегия интегрированной защиты строится на системном анализе, решения принимаются на основе множественности факторов, связанных с производственной необходимостью, планированием урожайности, учетом эффективности природных регуляторов и влияния отдельных технологических приемов на фитосанитарное состояние угодий в пределах каждой агроэкосистемы, прогнозированием развития вредных организмов, окупаемостью затрат и т. д. Поэтому во многих странах используются автоматизированные системы, которые позволяют принимать решения более оперативно и объективно.
3 последние годы получила развитие концепция интегрированного растениеводства, все элементы которого прямо или косвенно направлены на улучшение фитосанитарного состояния посевов. Ока включает использование сельскохозяйственной технологии: системы обработки почвы, способов и сроков сева или посадки, практики ухода за растениями и уборки; размещение культуры и мелиорацию; селекцию; севообороты к подбор промежуточных культур; защиту и питание растений.
Интегрированная защита и интегрированное растениеводство предусматривают снижение удельного веса пестицидов за счет более рационального их применения на основе знаний динамики фитосанитарного состояния посевов и насаждений, диагностики, учете и прогнозирования, а также широкого освоения других методов защиты. Тем не менее, потребность в пестицидах и фактическое их использование в мировом сельском хозяйстве оказались выше, чем прогнозировалось 15 лет назад. При этом биологические средства составляют примерно 5 % общего объема применяемых средств, несмотря на некоторые успехи биотехнологии. Это связано с тем, что пестициды остаются важнейшим и наиболее мобильным элементом интегрированной защиты.
Установлено наличие прямой корреляции между интенсивностью сельскохозяйственного производства, уровнем использования средств химизации и урожайностью. Увеличение объемов применения пестицидов объясняется, во-первых, высокой хозяйственной и экономической эффективностью современных препаратов: каждый рубль, затраченный на химическую защиту, обеспечивает сохранение урожая в среднем на 6 руб. и более; во-вторых, отсутствием реальных экономически обоснованных альтернативных методов защиты, которые можно было бы использовать сейчас или в обозримом будущем; в-третьих, периодическим резким усилением вредоносности отдельных организмов; в-четвертых, отсутствием новых сортов и гибридов, устойчивых или толерантных к широкому кругу вредителей; в-пятых, высокой экономической эффективностью химических средств при комплексном их использовании с удобрениями, регуляторами роста и агротехническими приемами в условиях интенсивного ведения отрасли, в частности зернового хозяйства. Например, благодаря использованию интенсивных технологий урожай озимой пшеницы повысился в 1984г. по сравнению с 1975 г. в Великобритании на 78 %, Франции — 67, Нидерландах — 60, ФРГ — на 40 %, в странах Европейского экономического сообщества (БЭС) в среднем на 54 % и составил соответственно 7,7; 6,5; 7,8; 6,3 и 5,5 т/га. Мировое достижение в урожайности озимой пшеницы в производственных условиях достигнуто в Великобритании — 17,38 т/га.
Рынок средств защиты растений постоянно увеличивается. В 1974 г. их было продано в мире на сумму 8,0 млрд долл., в 1980 г. — на 13,7 и в 1985 г. — на 24 млрд долл. К 1987 г. продажа снизилась до 17,7 млрд долл., что равнялось уровню 1982 г. — 18 млрд долл. Таким образом, в период с 1974 по 1987 г. объем рынка в стоимостном выражении вырос в 2.2 раза, в том числе инсектицидов — в 1,77, гербицидов — в 2,34 и фунгицидов — в 2,93 раза. Спад в течение последних лет объясняется в основном колебаниями цен и курса валюты, аграрно-политической ситуацией, например необходимостью снижения производства продовольствия в ряде стран и удержания его объема на определенном уровне в соответствии с квотами ЕЭС или путем снижения посевных площадей (Хомбрехер, 1989).
Фунгициды занимают третье место по объемам продажи и применения. Главенствующими по этим показателям являются страны Западной Европы — 43 % и Дальнего Востока — 23 %. Северная Америка покупает только 8 %, хотя США является самым крупным потребителем инсектицидов и гербицидов. Крупнейшим потребителем химических средств защиты в Европе является Франция, которая закупила в 1987 г. пестицидов на сумму 1,49 млрд долл., в 1990 г. — на 1,6 млрд долл., из них 32 % фунгицидов. В ФРГ куплено пестицидов в 1987 г. на сумму 627 млн долл., в 1990 г. — 649 млн долл., из них фунгицидов соответственно 32,7 и 33,3 %. Мировой объем продажи фунгицидов достиг в 1987 г. в денежном выражении 4 млрд долл.
Расширяются научно-исследовательские работы, увеличивается ассортимент индивидуальных продуктов, разрабатываются комбинированные препараты. Составленные из фунгицидов разного класса и механизма действия, они позволяют не только полнее использовать положительные свойства каждого компонента, но и усиливать его эффективность. Повышаются требования к экологическим характеристикам препаратов. Если в начале 60-х гг. для регистрации с целью допуска на мировой рынок необходимо было изучить как минимум 9 эколого-токсикологических и санитарно-гигиенических показателей, то в настоящее время их около 25. Изучается степень воздействия на баланс полезных организмов, биоту почвы, отдаленные последствия для теплокровных, исследуются многие другие показатели. С начала 60-х гг. возросли затраты на разработку нового препарата с 3 до 20-95 млн долл., из них 55-64 % расходуется на биологические и токсиколого-гигиенические исследования; сроки от синтеза до продажи увеличились с 5 до 10 лет, число соединений, испытанных при изыскании одного коммерческого препарата, — с 3 до 15 тыс. В начале 80-х гг. было известно около 200 действующих веществ фунгицидов, сейчас их насчитывается порядка 250.
Значительно усовершенствованы за последние годы препаративные формы фунгицидов, созданы новые вспомогательные вещества, модернизирована наземная и авиационная аппаратура, разработаны научно обоснованные регламенты применения. Биотехнологическое направление исследований развивается в направлении создания устойчивых трансгенных сортов и гибридов, иммунизации растений авирулентными штаммами, использования антагонистов и гиперпаразитов, в том числе с усиленной с помощью генной инженерии патогенностью, применения продуцентов живых организмов-антибиотиков и др.