Жәндіктерді экономикалық тұрғыдан бақылауға кешенді көзқарас

Кіріспе

Зиянды жәндіктерді экономикалық бақылауға қатысты тәсіл. Интегралды жәндіктерді басқару (IPM), сондай-ақ интегралды жәндіктерді бақылау (IPC) деп аталады, – бұл зиянды жәндіктерді экономикалық бақылау үшін химиялық және химиялық емес тәсілдерді біріктіретін кең ауқымды тәсіл. IPM зиянды жәндіктердің санын экономикалық зиян шегінен (EIL) төмендетуге бағытталған. БҰҰ-ның Азық-түлік және ауыл шаруашылығы ұйымы IPM-ды "барлық қолда бар жәндіктерді бақылау техникаларын мұқият қарастыру және одан кейін зиянды жәндіктердің көбеюін тежейтін, пестицидтерді және басқа да шараларды экономикалық тұрғыдан негізделген деңгейде ұстайтын, сондай-ақ адам денсаулығы мен қоршаған ортаға қауіптің деңгейін азайтатын тиісті шараларды біріктіру" деп анықтайды. IPM агроэкожүйелерге ең аз бұзушылық келтіре отырып, сау дақылдарды өсіруге баса назар береді және табиғи жәндіктерді бақылау механизмдарын қолдануға ынталандырады. Энтомологтар мен экологтар 1970 жылдардан бері IPM жәндіктерді бақылауды қабылдауға шақырып келеді. IPM жәндіктерді қауіпсіз бақылауға мүмкіндік береді. Инвазивті түрлердің енуі мен таралуын да IPM арқылы басқаруға болады, бұл тәуекелдерді азайта отырып, пайданы барынша арттырып, шығындарды төмендетеді.

Тарих

Екінші дүниежүзілік соғыстан кейін синтетикалық инсектицидтер кеңінен қолжетімді болғанда, Калифорниядағы энтомологтар «көзбен бақыланатын жәндіктерге қарсы күрес» тұжырымдамасын жасады. Сол кезде АҚШ-тың мақта өсіретін аймағындағы энтомологтар да ұқсас тәсілді жақтады. Осы схема бойынша жәндіктерге қарсы күрес білікті энтомологтардың «көзбен бақылауында» болды, ал инсектицидтерді қолдану зиянкестер мен олардың табиғи жауы популяцияларын мерзімді түрде бақылау нәтижелеріне негізделді. Бұл күнтізбелік жоспарламаларға балама ретінде қарастырылды. Көзбен бақыланатын күрес жәндіктердің экологиясы туралы білімге және зиянкестер мен олардың табиғи жауы популяцияларының күтілетін тенденцияларын талдауға негізделді. Көзбен бақыланатын күрес 1950 жылдары Калифорния университетінің энтомологтары ұсынған «кешенді күрес» тұжырымдамасының маңызды бөлігін құрады. Кешенді күрес белгілі бір жәндік зиянкесіне қарсы химиялық және биологиялық күрес шараларының ең тиімді үйлесімін анықтауға бағытталды. Химиялық инсектицидтер биологиялық күреске ең аз кедергі келтіретіндей етіп қолданылуы керек еді. Сондықтан «кешенді» термині «үйлесімді» сөзімен синоним болды. Химиялық күрес шаралары тек қана зиянкестердің популяциясы өңдеуді қажет ететін деңгейге (экономикалық шегіне) жеткенін көрсеткен тұрақты бақылаудан кейін ғана жүргізілуі керек еді, бұл популяцияның экономикалық зиян деңгейіне (күрес шараларының құнынан асып түсетін деңгейге) жетіп, шығынға себеп болдырмау үшін жасалды. IPM (Integrated Pest Management – кешенді жәндіктерге қарсы күрес) тұжырымдамасы барлық түрдегі зиянкестерге қатысты қолданылды және барлық тактиканы қамтыды. Пестицидтер сияқты күрес шаралары кешенді күрес принциптері бойынша қолданылуы керек еді, бірақ енді олар зиянкестердің барлық түрлеріне қатысты тактикамен үйлесімді болуы тиіс еді. Басқа тактикалар, мысалы, өсімдік сорттарының зиянкестерге төзімділігі және агротехникалық шаралар, IPM жүйесінің құрамына кірді. IPM энтомологтарды, өсімдік патологтарын, нематологтарды және арамшөптерді зерттеушілерді біріктірді. АҚШ-та IPM ұлттық саясатқа 1972 жылдың ақпанында Президент Ричард Никсон федералдық агенттіктерге IPM-ді барлық тиісті салаларда ілгерілету үшін шаралар қабылдауды тапсырған кезде енгізілді. 1979 жылы Президент Джимми Картер IPM практикасын дамыту және іске асыруды қамтамасыз ету үшін ведомствоаралық IPM үйлестіру комитетін құрды. Перри Адкиссон мен Рэй Ф. Смит 1997 жылы IPM-ді қолдауға ынталандырғаны үшін Дүниежүзілік азық-түлік сыйлығына ие болды.

Shortly after World War II, when synthetic insecticides became widely available, entomologists in California developed the concept of "supervised insect control". Around the same time, entomologists in the US Cotton Belt were advocating a similar approach. Under this scheme, insect control was "supervised" by qualified entomologists and insecticide applications were based on conclusions reached from periodic monitoring of pest and natural enemy populations. This was viewed as an alternative to calendar based programs. Supervised control was based on knowledge of the ecology and analysis of projected trends in pest and natural enemy populations. Supervised control formed much of the conceptual basis for the "integrated control" that University of California entomologists articulated in the 1950s. Integrated control sought to identify the best mix of chemical and biological controls for a given insect pest. Chemical insecticides were to be used in the manner least disruptive to biological control. The term "integrated" was thus synonymous with "compatible." Chemical controls were to be applied only after regular monitoring indicated that a pest population had reached a level that required treatment (the economic threshold) to prevent the population from reaching a level at which economic losses would exceed the cost of the control measures (the economic injury level). IPM extended the concept of integrated control to all classes of pests and was expanded to include all tactics. Controls such as pesticides were to be applied as in integrated control, but these now had to be compatible with tactics for all classes of pests. Other tactics, such as host plant resistance and cultural manipulations, became part of the IPM framework. IPM combined entomologists, plant pathologists, nematologists and weed scientists. In the United States, IPM was formulated into national policy in February 1972 when President Richard Nixon directed federal agencies to take steps to advance the application of IPM in all relevant sectors. In 1979, President Jimmy Carter established an interagency IPM Coordinating Committee to ensure development and implementation of IPM practices. Perry Adkisson and Ray F. Smith received the 1997 World Food Prize for encouraging the use of IPM.

Қолданбалар

IPM ауыл шаруашылығында, бағбандалықта, орман шаруашылығында, адамдар тұратын жерлерде, мәдени мұраны сақтаудың алдын алу шараларында және жалпы зиянкестермен күресуде, оның ішінде ғимараттардағы зиянкестерді жоюда, көгалдандырудағы зиянкестерді жоюда және әсемдік өсімдіктеріндегі зиянкестерді жоюда қолданылады. IPM тәсілдері қарсы тұру қабілетінің дамуын болдырмауға және баяулатуға көмектеседі, бұл қарсы тұруды басқару деп аталады.

Процесс

IPM – бұл таңдау және ауыл шаруашылығы, қоғамдық денсаулық сақтау және жақсартылған жағдайлардағы зиянкестерді басқарудың көптеген жағдайларына қолданылады. IPM процесі мониторингпен басталады, оған тексеру және анықтау кіреді, содан кейін экономикалық зиян деңгейін белгілеу. Экономикалық зиян деңгейі экономикалық шекті деңгейді анықтайды. Экономикалық зиян деңгейі – бұл өсімдіктерге зиянкестердің тудырған зияны, оны жоюға кеткен шығыннан асып түсетін зиянкестердің саны. Бұл экономикалық зиянға тікелей байланысты емес, қабылдауға болмайтын деңгейді анықтау үшін қолданылатын әрекет ету шегі де болуы мүмкін. Әрекет ету шегі көбінесе құрылымдық зиянкестерді басқаруда жиі кездеседі, ал экономикалық зиян деңгейі классикалық ауыл шаруашылығы зиянкестерін басқаруда қолданылады. Мысалы, аурухананың операциялық бөлмесінде бір шыбынның болуы қабылдауға болмайды, бірақ үй жануарларына арналған вольерде бір шыбынның болуы қабылданады. Зиянкестердің саны белгілі бір шектен асқанда, оларды азайту және бақылау үшін шаралар қабылдау қажет. Зиянкестерді кешенді басқаруда әртүрлі шаралар қолданылады, соның ішінде мәдени шаралар, мысалы, физикалық тосқауылдар, биологиялық шаралар, мысалы, зиянкестердің табиғи жауы мен жыртқыштарын қосу және сақтау, сондай-ақ химиялық шаралар немесе пестицидтер. Білімге, тәжірибеге, байқауға және бірнеше техникаларды біріктіруге сүйену IPM-ді органикалық шаруашылыққа (синтетикалық пестицидтерді қоспағанда) қолайлы етеді. Бұл шаралар Organic Materials Review Institute (OMRI) тізімінде болуы мүмкін немесе болмауы мүмкін. Органикалық егіншілікте және органикалық бау-бақшада қолданылатын пестицидтер, әсіресе инсектицидтер, әдетте синтетикалық пестицидтерге қарағанда қауіпсіз болса да, олар әрқашан синтетикалық пестицидтерге қарағанда қауіпсіз немесе экологиялық таза емес және зиян келтіруі мүмкін. Конвенциялық шаруашылықтарда IPM қауіпті химиялық заттарға адам мен қоршаған ортаның әсерін азайтуға және жалпы шығындарды төмендетуге мүмкіндік береді. Тәуекелді бағалау әдетте төрт мәселені қамтиды: 1) биологиялық бақылау агенттерін сипаттау, 2) денсаулыққа қауіп, 3) қоршаған ортаға қауіп және 4) тиімділік. Зиянкестерді қате анықтау тиімсіз шараларға әкелуі мүмкін. Мысалы, өсімдіктердің тым көп суарудан зақымдануын саңырауқұлақ инфекциясы деп қате түсінуге болады, өйткені көптеген саңырауқұлақ және вирус инфекциялары ылғалды жағдайда пайда болады. Мониторинг зиянкестің белсенділігі айтарлықтай болмас бұрын дереу басталады. Ауыл шаруашылығы зиянкестерін мониторингтеу топырақ пен өсімдіктер өсіру ортасының құнарлылығын және су сапасын бақылауды қамтиды. Өсімдіктердің жалпы денсаулығы мен зиянкестерге төзімділігі pH, сілтілік деңгейі, еріген минералдар және оттегін азайту әлеуетіне үлкен әсер етеді. Көптеген аурулар су арқылы таралады, тікелей суару суымен және жанама түрде шашырауы арқылы. Зиянкесті анықтағаннан кейін, оның өмірлік циклын білу оңтайлы араласу нүктелерін анықтауға көмектеседі. Мысалы, өткен жылғы тұқымнан көбейтін арамшөптерді мульча және пре-эмердженттік гербицидтер арқылы алдын алуға болады. Зиянкестерге төзімді дақылдар, мысалы соя, зиянкестер көп немесе тез көбеймеген жағдайда араласуды қажет етпейді. Егер зиянкес зияндылығы күтілетін шығын бақылау шығындарынан артық болса, араласу қажет. Денсаулыққа қауіп төндіретін жағдайлар экономикалық тұрғыдан негізделмеген шараларды қажет етуі мүмкін. Арнайы жерлерде де әртүрлі талаптар болуы мүмкін. Мысалы, ақ түлік гольф алаңындағы футбол алаңының қабырғаларында қолайлы болуы мүмкін, бірақ ойын алаңының алаңын шатастыратын фервейде қолайсыз. Мүмкін болатын араласуларға механикалық/физикалық, мәдени, биологиялық және химиялық араласулар жатады. Механикалық/физикалық бақылауға зиянкестерді өсімдіктерден алу, немесе құстарды жүзімнен немесе кеміргіштерді құрылымдардан алып тастау үшін тор немесе басқа материалды пайдалану жатады. Мәдени бақылауға қалдықтарды немесе ауру өсімдіктерді, су басуды, құмдауды және ауруларға төзімді дақыл түрлерін пайдалану арқылы қолайлы жағдайлардан бос аумақты ұстау жатады. Жыртқыштарды жинап, көптеп өсіріп, зиянкестер аймағына үнемі шығару арқылы су тасқыны кезінде пайдаланылады. Бұл әдіс, әдетте, бір жылдық дақылдар үшін, қожалық популяциясын бірден азайту үшін қолданылады, бірақ ұзақ мерзімді пайдалануға жарамсыз. Иннокуляциялық шығару кезінде өсу маусымының басында шектеулі мөлшерде пайдалы организмдер енгізіледі. Бұл стратегия ұзақ мерзімді бақылауды қамтамасыз етеді, өйткені организмнің ұрпақтары маусым бойы зиянкестердің санына әсер етеді және бау-бақшаларда жиі қолданылады. Маусымдық иннокуляциялық шығару кезінде пайдалы организмдер жиналып, көптеп өсіріліп, маусым бойы пайдалы популяцияны сақтау үшін шығарылады. Бұл әдетте жылыжайларда қолданылады. Жоғарыда аталған биологиялық бақылау шаралары тек ерекше жағдайларда ғана қолайлы, өйткені жаңа түрлерді енгізу немесе табиғи түрлерді толықтыру экологиялық жүйеге зиян келтіруі мүмкін. Биологиялық бақылау шараларын инвазивті түрлерді немесе зиянкестерді тоқтату үшін пайдалануға болады, бірақ олар жаңа зиянкестерді енгізу жолына айналуы мүмкін. Химиялық бақылауға бау-бақша майлары немесе инсектицидтер мен гербицидтерді қолдану жатады. Жасыл зиянкестерді басқару бағдарламасы пестицидтерді өсімдіктерден, мысалы ботаникалық препараттардан немесе басқа табиғи материалдардан алады. Пестицидтер олардың әрекет ету механизмі бойынша жіктеледі. Әртүрлі әрекет ету механизмі бар материалдардың арасында айналысу зиянкестердің төзімділігін азайтады. Шаруалардың басты нысаны болып табылатын күңгірт жоспарлаушы, Nilaparvata lugens, күшейіп бара жатқан төзімділікті көрсетіп отыр. 2008 жылдан бері Азияның бойындағы күріш егістеріне зиян келтірген, бірақ Меконг дельтасында емес. Азайтылған шашырау Вьетнамдағы табиғи жыртқыштардың жоспарлаушыларды бейтараптандыруына мүмкіндік берді. 2010 және 2011 жылдары Тайландтың 400 000 гектар күріш егісіне жоспарлаушылардың кең ауқымды шабуылы жасады, шамамен 64 миллион долларлық шығынға әкелді. Тайланд үкіметі қазір "алғашқы 40 күнде шашырамау" тәсілін ұстанып тұр. Керісінше, ерте шашырау кейінірек келетін және қауіпті жоспарлаушыларға жем болатын бақаларды, құмырсқаларды, араларды және шұбарларды өлтіреді және төзімді штаммдарды тудырады. Қазіргі уақытта жоспарлаушыларға бастапқы дозадан 500 есе көп пестицид дозасы қажет. Артық пайдалану әдейі пайдалы жәндіктерді өлтіреді және құстар мен қосмекенділер популяциясын қырып тастайды. Пестицидтер адам денсаулығына зиян келтіруі мүмкін және ауылдық азиялықтар үшін өмірден қол үзгенінің кең таралған құралына айналды. 2001 жылы ғалымдар 950 вьетнамдық шаруаларды IPM-ді сынауға шақырып алды. Бір учаскеде әр шаруа әдеттегі мөлшерде тұқым мен тыңайтқыш қолданды және пестицидтерді өз қалауынша қолданды. Жақын жердегі учаскеде аз тұқым мен тыңайтқыш қолданылды және пестицидтер өсімдік еккеннен кейін 40 күнге дейін қолданылмады. Эксперименттік учаскелерден алынған өнім жақсы немесе одан да жақсы болды және шығындар төмен болды, таза табыс 8-10% артық болды. Эксперимент "үшті азайту, үшті ұлғайту" кампаниясына әкелді, тұқым, тыңайтқыш және пестицидтерді азайту өнімділікті, сапаны және табысты арттырады деп мәлімдеді. Плакаттар, буклеттер, телешоулар және 2004 жылғы радио мысалы, күріш шаруашысының өзгерістерді біртіндеп қабылдағандығын көрсететін радио мысалы қолданылды. 2006 жылы жоспарлаушылардың шабуылы инсектицидтерді қолданған шаруаларға қолданбағандарға қарағанда ауыр тиді. Меконг дельтасындағы шаруалар пестицидтерді егіс циклына бес рет шашырудан нөлге дейін азайтты. Өсімдіктерді қорғау орталығы және Халықаралық күріш зерттеу институты (IRRI) шаруаларды күріш егісінің жағасында гүлдер, бамия және бұршақ өсіруге ынталандырып отыр, бұл әдеттегідей өсімдіктерді жоюдың орнына. Өсімдіктер араларды және жоспарлаушылардың жұмыртқаларын жейтін кішкентай шершеңді тартады, ал көкөністер шаруашылық табысын әртараптандырады. Ауыл шаруашылығы компаниялары тұқым мен тыңайтқышпен бірге пестицидтер жиынтығын ұсынады, көлемді сатып алуға ынталандырулармен. Вьетнамда пестицид дилерін лицензиялауды және жарнамаларды бекітуді талап ететін заң жобасы әзірленуде, бұл артық мәлімдемелерді болдырмауға бағытталған. Scirpophaga incertulas (сабақ тесігі), күріш өсімдіктерімен қоректенетін көбелектердің дернәсілдерін бағытталған инсектицидтер дұрыс қолданған жағдайда 21% өнімділікке қол жеткізеді деп хабарланады.

IPM is the selection and and is applicable to most agricultural, public health and amenity pest management situations. The IPM process starts with monitoring, which includes inspection and identification, followed by the establishment of economic injury levels. The economic injury levels set the economic threshold level. Economic Injury level is the pest population level at which crop damage exceeds the cost of treatment of pest. This can also be an action threshold level for determining an unacceptable level that is not tied to economic injury. Action thresholds are more common in structural pest management and economic injury levels in classic agricultural pest management. An example of an action threshold is one fly in a hospital operating room is not acceptable, but one fly in a pet kennel would be acceptable. Once a threshold has been crossed by the pest population action steps need to be taken to reduce and control the pest. Integrated pest management employs a variety of actions including cultural controls such as physical barriers, biological controls such as adding and conserving natural predators and enemies of the pest, and finally chemical controls or pesticides. Reliance on knowledge, experience, observation and integration of multiple techniques makes IPM appropriate for organic farming (excluding synthetic pesticides). These may or may not include materials listed on the Organic Materials Review Institute (OMRI) Although the pesticides and particularly insecticides used in organic farming and organic gardening are generally safer than synthetic pesticides, they are not always more safe or environmentally friendly than synthetic pesticides and can cause harm. For conventional farms IPM can reduce human and environmental exposure to hazardous chemicals, and potentially lower overall costs. Risk assessment usually includes four issues: 1) characterization of biological control agents, 2) health risks, 3) environmental risks and 4) efficacy. Mistaken identification of a pest may result in ineffective actions. E. g., plant damage due to over watering could be mistaken for fungal infection, since many fungal and viral infections arise under moist conditions. Monitoring begins immediately, before the pest's activity becomes significant. Monitoring of agricultural pests includes tracking soil/planting media fertility and water quality. Overall plant health and resistance to pests is greatly influenced by pH, alkalinity, of dissolved mineral and oxygen reduction potential. Many diseases are waterborne, spread directly by irrigation water and indirectly by splashing. Once the pest is known, knowledge of its lifecycle provides the optimal intervention points. For example, weeds reproducing from last year's seed can be prevented with mulches and pre emergent herbicide. Pest tolerant crops such as soybeans may not warrant interventions unless the pests are numerous or rapidly increasing. Intervention is warranted if the expected cost of damage by the pest is more than the cost of control. Health hazards may require intervention that is not warranted by economic considerations. Specific sites may also have varying requirements. E. g., white clover may be acceptable on the sides of a tee box on a golf course, but unacceptable in the fairway where it could confuse the field of play. Possible interventions include mechanical/physical, cultural, biological and chemical. Mechanical/physical controls include picking pests off plants, or using netting or other material to exclude pests such as birds from grapes or rodents from structures. Cultural controls include keeping an area free of conducive conditions by removing waste or diseased plants, flooding, sanding, and the use of disease resistant crop varieties. With inundative release, predators are collected, mass reared and periodically released in large numbers into the pest area. This is used for an immediate reduction in host populations, generally for annual crops, but is not suitable for long run use. With inoculative release a limited number of beneficial organisms are introduced at the start of the growing season. This strategy offers long term control as the organism's progeny affect pest populations throughout the season and is common in orchards. With seasonal inoculative release the beneficials are collected, mass reared and released seasonally to maintain the beneficial population. This is commonly used in greenhouses. The biological controls mentioned above only appropriate in extreme cases, because in the introduction of new species, or supplementation of naturally occurring species can have detrimental ecosystem effects. Biological controls can be used to stop invasive species or pests, but they can become an introduction path for new pests. Chemical controls include horticultural oils or the application of insecticides and herbicides. A green pest management IPM program uses pesticides derived from plants, such as botanicals, or other naturally occurring materials. Pesticides can be classified by their modes of action. Rotating among materials with different modes of action minimizes pest resistance. The brown planthopper, Nilaparvata lugens, the farmers' main target, has become increasingly resistant. Since 2008, outbreaks have devastated rice harvests throughout Asia, but not in the Mekong Delta. Reduced spraying allowed natural predators to neutralize planthoppers in Vietnam. In 2010 and 2011, massive planthopper outbreaks hit 400,000 hectares of Thai rice fields, causing losses of about $64 million. The Thai government is now pushing the "no spray in the first 40 days" approach. By contrast early spraying kills frogs, spiders, wasps and dragonflies that prey on the later arriving and dangerous planthopper and produced resistant strains. Planthoppers now require pesticide doses 500 times greater than originally. Overuse indiscriminately kills beneficial insects and decimates bird and amphibian populations. Pesticides are suspected of harming human health and became a common means for rural Asians to commit suicide. In 2001, scientists challenged 950 Vietnamese farmers to try IPM. In one plot, each farmer grew rice using their usual amounts of seed and fertilizer, applying pesticide as they chose. In a nearby plot, less seed and fertilizer were used and no pesticides were applied for 40 days after planting. Yields from the experimental plots was as good or better and costs were lower, generating 8% to 10% more net income. The experiment led to the "three reductions, three gains" campaign, claiming that cutting the use of seed, fertilizer and pesticide would boost yield, quality and income. Posters, leaflets, TV commercials and a 2004 radio soap opera that featured a rice farmer who gradually accepted the changes. It didn't hurt that a 2006 planthopper outbreak hit farmers using insecticides harder than those who didn't. Mekong Delta farmers cut insecticide spraying from five times per crop cycle to zero to one. The Plant Protection Center and the International Rice Research Institute (IRRI) have been encouraging farmers to grow flowers, okra and beans on rice paddy banks, instead of stripping vegetation, as was typical. The plants attract bees and a tiny wasp that eats planthopper eggs, while the vegetables diversify farm incomes. Agriculture companies offer bundles of pesticides with seeds and fertilizer, with incentives for volume purchases. A proposed law in Vietnam requires licensing pesticide dealers and government approval of advertisements to prevent exaggerated claims. Insecticides that target other pests, such as Scirpophaga incertulas (stem borer), the larvae of moth species that feed on rice plants allegedly yield gains of 21% with proper use.