Гліфосати: походження, застосування, ризики негативного впливу

Гліфосат – це хімічна сполука з групи фосфонатів (солi фосфітної кислоти, наприклад ізопропіламінна сіль) і є основним компонентом найпоширеніших біологічно активних системних гербіцидів широкого спектру дії та займає перше місце серед гербіцидів.

Історія виникнення

Вперше гербіцидні властивості глісофату були виявлені в 1970 році Джоном Францем, який працював в американській компанії «Монсанто» (Monsanto). У 1987-му він отримав Національну медаль за винайдену технологію. Широкого застосування речовина набула з другої половини 1970-х років у всьому світі для боротьби з бур›янами і прискорення дозрівання генетично модифікованих сільськогосподарських культур (зернових та картоплі). Був в історії людства і гіркий досвід використання гліфосатів армією США під час війни у В’єтнамі. За допомогою цього препарату вони обприскували ліси, після чого листя дерев обпадало, що полегшувало проведення військових дій.

Найбільш поширеним препаратом був Раундап (Roundup), отримав дозвіл у США у 1974 році і незабаром став використовуватися в усіх європейських країнах. Компанія «Monsanto» стверджує, що гліфосат «практично нетоксичний» і безпечний. Гліфосат-вмістні гербіциди до початку 90-х не могли бути безпосередньо застосовані для вирощування сільськогосподарських культур, але в 1990-ті роки «Monsanto» розробила за допомогою генної інженерії культурні рослини, які мають стійкість до гліфосату.На сьогодні 85% в усьому світі ГМ-культур є стійкими до гербіцидів і майже половина посівних площ у США 2012 року засіяна культурами, стійких до гліфосату. Проте з 2000 року, коли закінчився патент компанії «Монсанто» на молекулу гліфосату, на ринку з’явилися аналоги торгової марки.

Спектр дії

Гліфосат є N-фосфонометільним похідним амінокислоти гліцину, що відображено в його назві. Токсична дія гліфосату обумовлена тим, що цей гербіцид інгібує фермент рослин 5-еноілпірувіл-шікімат-3-фосфат синтази. Цей фермент є компонентом ферментної системи шікіматного шляху біосинтезу бензароматичних сполук (що містять бензольні кільця) і здійснює одну зі стадій перетворення шікімата в хорізмат – попередник трьох ароматичних протеіногенних амінокислот (фенілаланіну, тирозину і триптофану), параамінобензоата, терпеноідних хінонів (убіхінону, пластохинона, філлохинон), ряду інших важливих метаболітів (фенолів, ароматичних кислот, токоферолів, алкалоїдів, фітогормонів), лігніном тощо. Тому при попаданні гліфосату на рослину він проникає у клітини, блокує синтез низки необхідних сполук, і рослина гине. Важливо відзначити, що тварини отримують перераховані амінокислоти та інші компоненти з їжею і тому еволюцією звільнені від необхідності їх біосинтезу. Іншими словами тварини не мають ферментної системи шікіматного шляху, у тому числі вони не мають 5-еноілпірувіл-шікімат-3-фосфат синтази. Тому гліфосат належить до малотоксичних для тварин гербіцидів, що підтверджується його високою полулетальною дозою LD50 = 5600 мг/кг ваги при внутрішньому вживанні в експериментах на щурах.

Гліфосати і технологія No-till

Останній спосіб передбачає перехід товаровиробників на мінімальний обробіток ґрунту, а згодом на технологію No-till. А це можливо лише завдяки широкому використанню гербіцидів суцільної дії гліфосатної групи. За такої технології з технічних засобів використовуються лише сівалки прямої сівби, а для боротьби з шкідливими організмами – обприскувач. З системи обробітку ґрунту вилучено цілий комплекс робіт, зокрема лущення, дискування, оранка, боронування (закриття вологи), культивація, досходове та післясходове боронування, багаторазове розпушення міжрядь тощо. За висновками відомих вчених В.В. Лихочвора та В. Ф.Петриченка технології No-till та гліфосати примусять аграрні формування повернутися до сівозмін, тому що монокультурне вирощування, яке є надзвичайно популярним на сьогодні при вирощуванні зернових і технічних культур, за технології прямої сівби – це прямий шлях до банкрутства.

Застосування на полях

Фахівці-агрономи рекомендують застосовувати гліфосатні гербіциди перед боронуванням для вирівнювання ґрунту і закриття вологи, культивацією для підрізання бур’янів та стимулювання їх рівномірного і дружного відростання. Це дозволяє заощадити на проведені 2-3 механічних обробітків для боротьби із багаторічними бур’янами. За 10-14 днів до обприскування гліфосатом потрібно припинити культивації, щоб дати бур’янам відрости. Внесення гербіцидів з нормою витрати 3-4 л/га слід проводити якомога пізніше, в найбільш посушливий період, коли теоретично найбільше втрачається вологи, приблизно за місяць до сівби. Терміни ці умовні, позаяк агроному потрібно орієнтуватися не на календар, а на оптимальні строки посіву культур та стан бур’янів.

Більшість дводольних багаторічних бур’янів має бути у фазі добре розвиненої розетки або на початку стеблування. Обприскування гліфосатом дозволяє вирішити відразу дві задачі: з одного боку, знищити бур’яни, з іншого — зберегти вологу. Якщо всі роботи проводяться вчасно, можна обійтися економічними, ощадними дозуваннями, але якщо зробити це невчасно – бур’яни наростять масу, тому доводиться збільшити норму витрати препарату згодом. Після обприскування гербіцидами потрібно почекати, доки вони подіють, і бур’яни засохнуть, а потім здійснити стандартний передпосівний обробіток ґрунту, або відразу прямий посів культур.

Біологічний вплив

Гербіциди на основі гліфосату продаються як нешкідливі, хоча дані деяких лабораторних досліджень свідчать про окремі факти токсичності, зокрема щодо тварин і людини. Інші лабораторні дослідження показали, що гліфосат може збільшувати сприйнятливість рослин до хвороб і погіршувати зростання азотфіксуючих бактерій. Найбільш цікаве відкриття полягає у тому, що механізм дії гліфосату, за даними EPA (United States Environmental Protection Agency), «на разі не відомий».

Тим не менш, дослідженнями встановлено, що гліфосат інгібує ферментний шлях за участю шіхімової кислоти, не дозволяючи рослинам синтезувати три ароматичних амінокислоти. Останні життєво важливі для росту і виживання більшості рослин. Ключовий фермент, що інгібується гліфосатом, називається EPSP синтаза. Гліфосат також може інгібувати або придушувати два інших ферменти, що беруть участь у синтезі тих самих амінокислот. Ці ферменти є у вищих рослин та мікроорганізмів, але відсутні у тварин.

Наукові дослідження вказують на те, що коли худобу годують гліфосатом на рівнях, допустимих для кормів, залишки гліфосату можуть бути присутніми на низьких рівнях в молоці і яйцях, а також у печінці та нирках. В останні роки ряд наукових досліджень викликали стурбованість з приводу безпеки гліфосату і були заклики до заборони гліфосат-вмісних гербіцидів. За результатами проведеного дослідження у середньому в 44% всіх зразків добровольців з 18 країн було виявлено залишки гліфосату в сечі.

Також у 2013 році Німецький федеральний інститут з оцінки ризиків (Bundesinstitut für Risikobewertung – BfR) оприлюднив доповідь, в якій не виявив жодних доказів щодо ракотворчої, мутаційної, чи негативної щодо мікрофлори, репродукційної системи чи зародкового плоду дії гліфосату на піддослідних тварин і тільки токсичність деяких гербіцидів за рахунок додаткових речовин, а не гліфосату, може розглядатись в деяких випадках небезпечною.

Однак в 2014 році ця доповідь була розкритикована деякими організаціями. Зокрема Testbiotech оприлюднив ґрунтовний огляд всіх положень та критику щодо проведеного дослідження офіційними німецькими органами. Тому на початку 2015 року BfR переглянув і доповнив свою доповідь та оголосив, що хоча основні висновки в доповіді не змінилися, існує необхідність додаткових досліджень та консультацій з питань негативного впливу гліфосатів на рівні Європейського союзу.

В березні 2015 року Міжнародне агентство з вивчення раку (МАВР) заявило, що існують «деякі свідчення», які вказують на ймовірність виникнення у людей раку при використанні гербіциду гліфосату, та класифікувало препарат як канцерогенний.

Кампанія щодо заборони гліфосатів

Літом цього року постало питання щодо продовження чи заборони використання гліфосату на території ЄС, адже у травні закінчився термін поточної ліцензії на цей препарат. Нині низка країн стабільно займають позицію «утримуємось»,  деякі (як, наприклад, Німеччина) постійно змінюють своє рішення, а Мальта першою заборонила гліфосат на окремих територіях громад. В обговоренні і подачі рекомендацій та висновків взяло участь понад 40 міжнародних та понад 70 внутрішньодержавних організацій. Перемовини та дискусії ведуться і сьогодні – остаточного рішення слід очікувати наприкінці 2016 або на початку 2017 року.

Якщо ж використання гліфосату буде заборонено, це вплине на ціни зернових та технічних культур. За попередньою оцінкою експертів, витрати на вирощування сої і ріпаку в ЄС виростуть на 5%, а цукрових буряків – на 7%. При цьому врожайність культур, ймовірно, також знизиться. Отже, конкурентоздатність цих продуктів виробництва ЄС може знизитися, що призведе до негативної динаміки виробництва та збільшення імпорту.

Таким чином, питання застосування гліфосатних гербіцидів залишається відкритим на порядку денному для аграріїв, науковців та органів влади. Незалежно від результатів його вирішення, воно матиме екологічні, економічні і мабуть політичні наслідки, як і причини виникнення. Тож залишається сподіватися на цивілізоване врегулювання проблеми в межах задоволення інтересів аграрного бізнесу, розробників препаратів та суспільства загалом.

Підготував Андрій Сава
Джерела: www.agromage.com, www.agro-business.com.ua, uk.wikipedia.org, agravery.com, agronews.ua