Agrochemikálie

Zvyšující se poptávka po vyšších sklizních vedla k intenzifikaci zemědělství. Zatímco plocha zemědělské půdy vzrostla od roku 1950 o 11 %, produkce se zvýšila o 145 % ¹ – především díky pesticidům a novým hnojivům. Díky nim naše populace nehladoví, hodně se však mluví o jejich negativním dopadu na životní prostředí. ²

Pesticide consumption

in million tonnes

Obr. 1: Podle FAO³ vzrostla v letech 1990-2010 celosvětová spotřeba pesticidů. Tento nárůst je způsoben především intenzifikací v Asii a S. Americe. V Evropě a Severní Americe (není zobrazeno) se spotřeba pesticidů od roku 1990 nezvýšila (ani nesnížila). FAO odhaduje, že v roce 2018 činila celosvětová spotřeba pesticidů 4,1 milionu tun. Z toho 1,8 milionu tun bylo použito v Číně.

Existují tři hlavní nežádoucí účinky agrochemikálií

Znečištění životního prostředí

Poškození lidského zdraví

Chudá způsobilost úrody

Životní prostředí

Agrochemikálie se do přírody dostávají čtyřmi hlavními způsoby:

1 Unášení postřiku

Ztráty během aplikace

2 Odpařování

Ztráty do atmosféry

3 Odtok

Odplavení agrochemikálií deštěm

4 Vylučování

Mobilita skrze půdu do podzemních vod

Půda

Podle zprávy EK trpí 65-75 % zemědělské půdy alespoň jedním z těchto problémů, což vede k její degradaci:

A

Úbytek organického uhlíku

B

Nadbytek živin

C

Eroze

D

Zhutňování

E

Zasolení

F

Chemické znečištění

G

Dezertifikace

H

Ztráta biologické rozmanitosti⁴

PesticidyPesticidy jsou přípravky a prostředky určené k eliminaci rostlinných a živočišných škůdců, k ochraně rostlin, k ochraně skladových zá… More se mohou rychle přenést do vodních toků, ale v závislosti na srážkách mohou v půdě přetrvávat i několik let. ⁵ Nadměrné používání pesticidů negativně ovlivňuje půdní mikroflóru – úbytek bakterií a hub vede k rychlé degradaci půdy. Nízký obsah organického uhlíku koresponduje se špatnou retencí vody a zhoršenou degradací chemických látek. Nadměrné používání hnojiv je příčinou vysokého obsahu dusíku v půdě a v okolních vodách, kde je problémem eutrofizace. ⁴

Voda

Hlavním nežádoucím účinkem splachů hnojiv je eutrofizacevodních toků a jezer. Zákaly poškozují rovnováhu vodního ekosystému a způsobují ztrátu biologické rozmanitosti. ⁶ Chemikálie, které se dostávají do podzemních vod, mohou kontaminovat i pitnou vodu. ²

Vzduch

2-50 % rozprašovaných agrochemikálií uniká do ovzduší právě během aplikace. ^{2, 7} Mnoho těkavých sloučenin se vypařuje do ovzduší i po skončení postřiku. Tyto chemické látky se přenášejí atmosférou na dlouhé vzdálenosti. V důsledku přenosu vzduchem obsahuje 62 % veškeré půdy v Evropě (nejen zemědělské) vysoké množství dusíku.^{4, 8}

Biodiverzita

Intenzivní zemědělství přispívá jak ke ztrátě biologické rozmanitosti⁹ , tak ke snížení celkového počtu užitečných živočichů. Za posledních 27 let došlo ke snížení celkové biomasy hmyzu o 80 %.^{10, 11} Hospodářská hodnota opylovačů se odhaduje na 165 miliard USD ročně.⁹ Nejenže jim neplatíme mzdu, ale pesticidyPesticidy jsou přípravky a prostředky určené k eliminaci rostlinných a živočišných škůdců, k ochraně rostlin, k ochraně skladových zá… More těmto pracovníkům značně ztěžují život.^{12, 13} Herbicidy snižují biodiverzitu rostlin. Úbytek biologické rozmanitosti způsobuje také eutrofizace způsobená hnojivy. ^{9, 14} Je nezbytné si uvědomit, že zdravý ekosystémplní mnoho funkcí– bohatá biologická rozmanitost přináší přínosy pro zemědělství, rybářství a lesnictví.

Zdravotní riziko

Odhaduje se, že každoročně zemře 200-300 tisíc lidí na následky účinků pesticidů. Kompletní globální údaje však chybí. velmi často narušují lidský nervový systém^{15, 16} a způsobují zánětlivá onemocnění.² Nejvíce ohroženi jsou pracovníci – zejména v rozvojových zemích, kde chybí dostatečné vzdělání a ochranné pomůcky.^{1, 2, 17, 18} Kromě toho je každý člověk vystaven reziduím agrochemikálií v potravinách, pitné vodě a ovzduší.^{2, 19}

Health problems of farmers

Obr. 2: Zdravotní problémy po profesním kontaktu s pesticidyPesticidy jsou přípravky a prostředky určené k eliminaci rostlinných a živočišných škůdců, k ochraně rostlin, k ochraně skladových zá… More (údaje shromážděné v letech 2016-2018).20

Nepříznivé účinky na úrodu plodin

Fytotoxicita

Všechny agrochemikálie jsou do jisté míry toxické i pro plodiny, které mají chránit. Pokud je rostlina vystavena zátěži (vysoké teploty, sucho atd.), je citlivější i na popálení . Tento problém je aktuální zejména v oblastech s nízkou úrovní znalostí a dostupnosti informací o pesticidech, kde jsou tyto chemické látky často zneužívány¹⁸.

Rezistence

Rezistence v tomto případě znamená sníženou účinnost pesticidů po opakovaném použití. PesticidyPesticidy jsou přípravky a prostředky určené k eliminaci rostlinných a živočišných škůdců, k ochraně rostlin, k ochraně skladových zá… More si vybírají populaci škůdců – postřik přežijí jen ti nejsilnější. Pokud se tito silní jedinci rozmnoží, další generace s velkou pravděpodobností přežije aplikaci stejných pesticidů. Nižší účinek pesticidů nutí zemědělce zvyšovat dávky chemických látek, což může uškodit přirozeným predátorům a dále snížit možnosti ochrany proti škůdcům.

Půdní mikrobiom a biodiverzita

Při nadměrném používání pesticidů dochází k narušení růstu i funkce hub a bakterií. Nízká aktivita půdních mikroorganismů negativně ovlivňuje růst a odolnost plodin vůči zátěžovým faktorům^{2, 21} a musí být kompenzována vyššími dávkami anorganických hnojiv.

Jak mohou PHA bojovat s chemickým znečištěním v zemědělství? Zjistěte více o systémech s řízeným uvolňováním

Čtěte více

Citace

¹Pretty, J. and Z. P. Bharucha. Integrated Pest Management for Sustainable Intensification of Agriculture in Asia and Africa. Insects. 2015, 6(1). doi: 10.3390/insects6010152.

²Dhananjayan, V., S. Jayakumar and B. Ravichandran. Conventional Methods of Pesticide Application in Agricultural Field and Fate of the Pesticides in the Environment and Human Health. In: R. K. R, Thomas, S., Volova, T. and K, J. Controlled Release of Pesticides for Sustainable Agriculture. Cham: Springer International Publishing, 2020: 1-39. 978-3-030-23396-9.

³FAO, 2020. FAOSTAT, Pesticides Use. [cit. 15.1., 2021.] Dostupné z: http://www.fao.org/faostat/en/?#data/RP.

⁴Commission), D.-G. f. R. a. I. E., C. Veerman, T. Pinto Correia, et al., 2020. Caring for Soil is Caring for Life. https://op.europa.eu/en/publication-detail/-/publication/4ebd2586-fc85-11ea-b44f-01aa75ed71a1

⁵Vryzas, Z. Pesticide fate in soil-sediment-water environment in relation to contamination preventing actions. Current Opinion in Environmental Science & Health. 2018, 4: 5-9. doi: https://doi.org/10.1016/j.coesh.2018.03.001.

⁶Lürling, M. and M. Mucci. Mitigating eutrophication nuisance: in-lake measures are becoming inevitable in eutrophic waters in the Netherlands. Hydrobiologia. 2020. doi: 10.1007/s10750-020-04297-9.

⁷Zhao, X., H. Cui, Y. Wang, et al. Development Strategies and Prospects of Nano-based Smart Pesticide Formulation. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2018, 66(26): 6504-6512. doi: 10.1021/acs.jafc.7b02004.

⁸Koolen, C. D. and G. Rothenberg. Air Pollution in Europe. ChemSusChem. 2019, 12(1): 164-172. doi: https://doi.org/10.1002/cssc.201802292.

⁹Dudley, N. and S. Alexander. Agriculture and biodiversity: a review. Biodiversity. 2017, 18(2-3): 45-49. doi: 10.1080/14888386.2017.1351892.

¹⁰Crall, J. D., C. M. Switzer, R. L. Oppenheimer, et al. Neonicotinoid exposure disrupts bumblebee nest behavior, social networks, and thermoregulation. Science. 2018, 362(6415): 683. doi: 10.1126/science.aat1598.

¹¹Hallmann, C. A., M. Sorg, E. Jongejans, et al. More than 75 percent decline over 27 years in total flying insect biomass in protected areas. PloS one. 2017, 12(10): e0185809-e0185809. doi: 10.1371/journal.pone.0185809.

¹²Beketov, M. A., B. J. Kefford, R. B. Schäfer and M. Liess. Pesticides reduce regional biodiversity of stream invertebrates. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2013, 110(27): 11039-11043. doi: 10.1073/pnas.1305618110.

¹³Ewald, J. A., C. J. Wheatley, N. J. Aebischer, et al. Influences of extreme weather, climate and pesticide use on invertebrates in cereal fields over 42 years. Glob Chang Biol. 2015, 21(11): 3931-50. doi: 10.1111/gcb.13026.

¹⁴Glibert, P. M. Eutrophication, harmful algae and biodiversity — Challenging paradigms in a world of complex nutrient changes. Marine Pollution Bulletin. 2017, 124(2): 591-606. doi: https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2017.04.027.

¹⁵Richardson, J. R., V. Fitsanakis, R. H. S. Westerink and A. G. Kanthasamy. Neurotoxicity of pesticides. Acta neuropathologica. 2019, 138(3): 343-362. doi: 10.1007/s00401-019-02033-9.

¹⁶Aloizou, A. M., V. Siokas, C. Vogiatzi, et al. Pesticides, cognitive functions and dementia: A review. Toxicol Lett. 2020, 326: 31-51. doi: 10.1016/j.toxlet.2020.03.005.

¹⁷van den Berg, H., B. Gu, B. Grenier, et al. Pesticide lifecycle management in agriculture and public health: Where are the gaps? Science of The Total Environment. 2020, 742: 140598. doi: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.140598.

¹⁸Bhandari, G. An Overview of Agrochemicals and Their Effects on Environment in Nepal. Applied Ecology and Environmental Sciences. 2014, 2: 66-73. doi: 10.12691/aees-2-2-5.

¹⁹Gillezeau, C., M. van Gerwen, R. M. Shaffer, et al. The evidence of human exposure to glyphosate: a review. Environ Health. 2019, 18(1): 2. doi: 10.1186/s12940-018-0435-5.

²⁰Dhananjayan, V. and B. Ravichandran. Occupational health risk of farmers exposed to pesticides in agricultural activities. Current Opinion in Environmental Science & Health. 2018, 4: 31-37. doi: https://doi.org/10.1016/j.coesh.2018.07.005.

²¹Meena, R. S., S. Kumar, R. Datta, et al. Impact of agrochemicals on soil microbiota and management: A review. Land. 2020, 9(2): 34. doi