Hemijske tehnologije u Poljoprivredi

Svetla i mračna strana upotrebe pesticida

Istorija upotrebe pesticida

Prvi biopesticidi

Iz biljke duvan dobijen nikotin-sulfat koji ima insekticidno delovanje

Iz osušenih listova bele rade dobija se piretrin-prirodni insekticid koji se koristi već 2000 godina

DDT

• Efikasan insekticid, sintetisan 1874.

• Insekticidna svojstva otkrivena 1939.

• Od 1940. do 1960. korišćen je za suzbijanje malarije i tifusa.

• Prema WHO ova akcija je spasila oko 25∙106 života.

• Danas je zabranjen zbog uticaja na životnu sredinu. Poseduje bioakumulativnu sposobnost i taloži se u mišićima i kostima.

Ekotoksikologija

Rachel Carson

(1907 – 1964)

• Karsonova je u Marylandu uočila prve negativne posledice upotrebe DDT-a na lokalnu floru i faunu.

• Zbog toga je 1962. g. napisala knjigu “Silent Spring” (“Tiho proleće”) u kojoj je detaljno opisala štetne posledice DDT-ja i sličnih pesticida na zdravlje ljudi i prirodu.

• Knjiga je stekla veliku popularnost i ubrzo nakon njene smrti američke federalne vlasti su zabranile DDT. Već 1970-ih upotreba DDT-a je zabranjena u celom svetu.

Najviše korišćeni pesticidi-glifosat

- Glifosat je selektivni sistemski herbicid koji se koristi za suzbijanje velikog borja travnih i širokolisnih korova kao i višegodišnjih korova sa dubokim korenjem - Prema WHO (World Healt Organization) ima moguću vezu sa kancerom. -Zagađuje životnu sredinu. Danas se proizvode GM kulture koje mogu da prežive znatno veće doze glifosata koje korovske biljke ne mogu da podnesu, medjutim, time se povećava sadržaj ovog jedinjenja u hrani, kao i u životnoj sredini.

Najviše korišćeni pesticidi-atrazin

- Atrazin je jedan od najvažnijih triazinskih herbicida. Atrazin je selektivni i totalni herbicid. Koristi se za suzbijanje mono- i dikotiledonih korova u fazi klijanja. - Za njegovo delovanje potrebna je svetlost pošto blokira proces fotosinteze.

- Istraživanja ukazuju da negativno utiče na hormonsku ravnotežu i endokrini sistem. Nije dokazana veza sa kancerom.

Najviše korišćeni pesticidi-2,4-D

-2,4-D je sistemski herbicid koji se koristi za uništavanje širokolisnih korova, a usvaja se preko lisne mase. - Jedan je od najstarijih i najviše upotrebljavanih herbicida (od 1945.). Više od 1500 herbicida ga sadrži kao sastojak. - Prema WHO (World Healt Organization) ima moguću vezu sa kancerom. - pored herbicidnog ima i hormonsko-auksinsko delovanje na biljke.

- Strukturna analogija izmedju IAA i 2,4-D

GMO-genetski modifikovana hrana

• GMO - Genetički modifikovan organizam je organizam - biljni ili životinjski - na kome su pri uzgoju metodom genetskog inženjeringa uneti geni nekog drugog organizma.

• Najčešće genetički modifikovani organizmi su: kukuruz, soja, uljana repa, krompir, pamuk i paradajz.

Alternative pesticidima-biopesticidi • Biopesticidi su vrsta pesticida stvorenih iz prirodnih materijala poput životinja, biljaka,

bakterija i određenih minerala. Postoje tri klase biopesticida:

• Pesticidi koji u sebi imaju mikroorganizme kao aktivan sastojak (bakterija, gljiva, virus).

• Zaštitnici ugrađeni u biljku (PIPs) su supstance pesticida koje biljka sama proizvodi uz pomoć veštački dodatog genetskog materijala.

• Biohemijski pesticidi su supstance koje prirodno nastaju i kontrolišu štetočine neotrovnim mehanizmima. Konvencionalni pesticidi direktno ubijaju ili neutrališu štetočine. Biohemijski pesticidi mogu biti i feromoni insekata koji utiču na parenje ili mirisni ekstrakti biljaka koji privlače štetočine u zamku.

Primer feromonske klopke

Alternative pesticidima-indukovana otpornost

• Da li biljke imnaju imunitet?

• Da, imaju-hemijski imunitet baziran na molekulima male mase za razliku od životinja gde su osnova imuniteta proteini-

imunoglobulini i specijalizovane ćelije.

Da li biljke mogu da se vakcinišu?

BTH (benzotiadiazol ili acibenzolar-S-metil) - Indukuje otpornost mnogih biljaka na različite patogene - Aktivira SAR (Systemic Acquired Resistance)

Hemijska indukcija otpornosti:

Biološka indukcija otpornosti:

Akumulacija salicilne kiseline u listovima krastavca nekoliko dana nakon inokulacije jednog kotiledona sa Pseudomonas syringae pv. syringae (pss)

Alternative pesticidima-nanotehnologije

Koncept održive poljoprivrede

• Održiva poljoprivreda (sustainable agriculture) čiji naziv potiče od latinske reči sustinere (sus – ispod, tenere – držati) i označava održanje ili očuvanje tokom dužeg vremenskog perioda.

• Održiva poljoprivreda je način proizvodnje

koji, posmatranu dužem vremenskom

periodu, unapređuje kvalitet životne sredine i

resurse na kojm se proizvodnja zasniva,

zadovoljava čovekove potrebe za hranom i

vlaknima, ima ekonomsku isplativost i

unapređuje kvalitet života farmera i

celokupnog društva.

Koncept organske poljoprivrede i principi zelene hemije

• Organska poljoprivredna proizvodnja je oblik poljoprivrede koji se zasniva na upotrebi đubriva i pesticida (herbicidi, fungicidi i insekticidi) koji se

smatraju prirodnim, a isključuje se ili strogo ograničava upotreba

sintetičkih materijala, ljudskog kanalizacionog otpada i nanomaterijala.

• Dok se hemija životne sredine bavi prirodnim okruženjem i hemijskim

zagađenjem u prirodi, zelena hemija ima za cilj umanjenje i

sprečavanje formiranja njene kontaminacije.

Budućnost poljoprivrede?

“Vertical farming”

Hrana budućnosti?