За матеріалами наукової статті на тему «Обробка насіння цукрових буряків неонікотиноїдами в Англії: якісний аналіз протиріч, існуюча політика та життєздатність альтернатив» («Neonicotinoid seed treatment on sugar beet in England: a qualitative analysis of the controversy, existing policy and viability of alternatives») журналу екологічних досліджень та наук (Journal of Environmental Studies and Sciences), березень 2023 р.

Після виходу відомої книги Рейчел Карсон «Тиха весна» (​​«Silent Spring») використання пестицидів стало загальновизнаною проблемою для навколишнього середовища та здоров’я людини. Карсон викрила реальність раніше прославлених хімічних речовин і розпочала триваючу суперечку між користю та ризиком пестицидів. Відтоді хімічні речовини то з’являлися, то зникали на ринку. Найбільш відомим прикладом є дихлордифенілтрихлоретан (ДДТ), інсектицид, вперше відкритий під час Другої світової війни, який зараз тісно пов’язаний зі шкідливими наслідками для навколишнього середовища. Вплив ДДТ як високотоксичної речовини на нецільові види та людей, описаний у ​​«Silent Spring», зрештою призвів до його заборони у Сполученому Королівстві (Великобританії) у 1986 році, що викликало величезне занепокоєння в сільськогосподарському секторі. Це стало загрозою засобам існування та продовольчій безпеці виробників та зробило політику щодо пестицидів досить заплутаною. У промисловості, яка покладається на високу врожайність та інтенсивну працю, пестициди забезпечують ефективні, економічні та надійні рішення для боротьби зі шкідниками.

Питання продовольчої безпеки все більше пов’язують з боротьбою зі шкідниками, оскільки стратегії, які пригнічують пошкодження рослин шкідниками, сприяють надійному та ефективному виробництву продовольства. Проте ненавмисний вплив пестицидів на природне запилення та інші екосистемні послуги може зрештою завдати шкоди продовольчій безпеці. Оскільки чисельність населення планети наближається до 8 мільярдів людей, а тиск на високі врожаї зростає, важливо розуміти цей тонкий баланс, щоб боротьба зі шкідниками працювала на користь, а не проти сталого виробництва продуктів харчування. Як вдало резюмував Дейв Гулсон, мова йде про забезпечення «оптимального балансу між задоволенням потреб у виробництві їжі та прибутковістю сільського господарства в короткостроковій перспективі та необхідністю сталого управління глобальним біорізноманіттям для забезпечення довгострокового здоров’я екосистем (включаючи сільськогосподарські угіддя) від чого залежить усе життя». Тоді виникає питання, чи означає це систему з пестицидами чи без них?

Неонікотиноїди — це група нейроактивних синтетичних інсектицидів, які використовуються для боротьби з рядом шкідників. Їх можна описати як сучасний ДДТ, оскільки вони також викликають суперечки щодо свого впливу на навколишнє середовище. Парадоксально, але спочатку вони вважалися безпечною альтернативою ДДТ через їх системне застосування, так як вони поглинаються рослиною та розподіляються по всій її тканині, на відміну від обприскування. Однак після їх впровадження на початку 90-х років, подібно до ДДТ, було опубліковано все більше доказів, які підкреслюють їхній ризик для нецільових видів, зокрема запилювачів. Останніми роками це привернуло велику увагу засобів масової інформації, оприлюднивши результати досліджень і викликавши запеклі дискусії за участю різних зацікавлених сторін.

У 2018 році після розгляду доказів, представлених у звіті Європейського агентства з безпеки харчових продуктів (EFSA) Єврокомісія заборонила використання всіх неонікотиноїдних сполук на відкритому повітрі по всьому ЄС. Проте з 2021 року уряд Великобританії, яка більше не є частиною ЄС, дозволив надзвичайний відступ для використання неонікотиноїдної сполуки тіаметоксаму на цукрових буряках. Цей відступ не обмежувався Великобританією: у звіті було встановлено, що в період між 2019 і 2022 роками в ЄС відбулося 57 відступів  у таких державах-членах, як Франції, Австрії, Данії, Бельгії, Кіпрі, Греції, Угорщині та Фінляндії. Це викликало різку критику з боку екологічних лобістів, бджолярів і міжнародних неурядових організацій, особливо через той факт, що популяції комах у Великобританії постійно скорочуються. Рішення було визнано недостатньо запобіжним, яке стало нехтуванням «сукупності доказів, що детально описують негативний вплив неонікотиноїдів не лише на бджіл і запилювачів, але й на птахів та іншу дику природу». Однак надзвичайний відступ обмежується певними обмеженнями, такими як використання лише у випадку, якщо прогнозований рівень захворюваності вірусом перевищує порогове значення, визначене моделями Rothamsted YV (вірус жовтухи), що не дозволяє подальше використання тіаметоксаму на тому самому полі протягом 46 місяців після першого його застосування, зниження внесення та норми посіву обробленого насіння, а також використання гербіцидів для обробки бур’янів на оброблених полях. Наприклад, у 2021 році порогове значення не було перевищено, тому тіаметоксам остаточно не було дозволено, однак у 2022 році прогнозована захворюваність значно перевищила порогове значення, тому тіаметоксам було дозволено для використання на цукровому буряку в Англії. Як дворічна рослина, цукровий буряк вважається відносно безпечним, оскільки він не цвіте до збирання врожаю і тому не такий привабливий для запилювачів. Цукровий буряк також викликає особливе економічне занепокоєння, оскільки попелиці-переносники вірусу жовтухи, на які впливає тіаметоксам, виявляють високу стійкість до піретроїдних пестицидів, альтернативи неонікотиноїдам, тому втрати врожаю можуть бути дуже великими.

Вплив неонікотиноїдів

Метою неонікотиноїдів є знищення певного шкідника, який знижує врожайність, у випадку цукрових буряків тіаметоксам використовується для знищення попелиці Myzus persicae. Однак реальність така, що важко виділити одного шкідника, і часто неонікотиноїди впливають також і на нецільові види та навколишнє середовище. З моменту їх глобального впровадження понад 30 років тому вплив неонікотиноїдів на навколишнє середовище викликає все більше занепокоєння, оскільки зростає кількість доказів, які підкреслюють численні ефекти, особливо на запилювачів. Оскільки це найпоширеніший і визнаний у світі клас інсектицидів, вони викликають дискусії та суперечки, і багато зацікавлених сторін припускають, що доказів недостатньо, а недостатнє та надмірне тлумачення наукових результатів призводить до плутанини та недовіри до знань.

Вплив на запилювачів

Незважаючи на те, що неонікотиноїди спочатку були визнані за їх відносну специфічність для обробки насіння, існує велика кількість доказів, які свідчать про їх значний вплив на нецільових комах. Оскільки нікотинові ацетилхолінові рецептори (нАХР) дуже специфічні для видів комах, усі неонікотиноїдні сполуки мають низьку токсичність для хребетних, однак нецільові види комах залишаються під загрозою впливу. Це викликало особливе занепокоєння для запилювачів, таких як бджоли, оскільки сліди неонікотиноїдів були виявлені в пилку та нектарі квітучих культур і сусідніх диких рослинах. Лабораторні дослідження були використані для перевірки впливу неонікотиноїдних інсектицидів на види бджіл. Незважаючи на те, що існує мало доказів того, що неонікотиноїди безпосередньо впливають на їх смертність, лабораторні дослідження виявили низку сублетальних ефектів для багатьох видів запилювачів, включаючи зниження продуктивності колонії, зменшення виробництва маток і розміру колонії, зміни в поведінці пошуку їжі та скорочення живлення. Важливо відзначити, що регулювання інсектицидів ґрунтується на тому, чи перевищує смертність нецільових організмів рівень занепокоєння, заснований на показниках токсичності (наприклад, доза, яка вбиває 50% особин відносно очікуваної концентрації в навколишньому середовищі). Однак токсичність неонікотиноїдів для бджіл важко перевірити через низькі дози в нецільових квітучих рослинах, оскільки довгострокові випробування на короткоживучих комахах важко контролювати, і вони зазвичай тривають максимум кілька тижнів.

Існують інші обмеження лабораторних досліджень, які послаблюють докази в реальних умовах. Наприклад, огляд 2014 року підкреслив вплив стресу на реакцію запилювачів на неонікотиноїди та розкритикував лабораторні умови за те, що вони більш або менш стресові, ніж польові. У тому ж огляді торкнулися методів, які використовуються в лабораторних експериментах для введення неонікотиноїдів у лікувальні групи, при цьому було попереджено, що годування запилювачів розчином цукру, як передбачається для природного збору їжі, може по-різному впливати на види комах. Лабораторні дослідження також піддавалися критиці за використання переважно медоносних бджіл (Apis mellifera) або джмелів (Bombus terristris) як досліджуваних видів. Зокрема, одиночні види бджіл, які не буферизовані колоніями і тому їх популяції, ймовірно, більш вразливі до неонікотиноїдів, досліджуються менше.

Враховуючи ці обмеження, робилися різні спроби підкріпити лабораторні дослідження польовими експериментами та спостереженнями. Один із найбільших польових експериментів був проведений у 2017 році, в якому визначався вплив клотіанідину та тіаметоксаму на три види бджіл у Німеччині, Угорщині та Великобританії. Результати відрізнялися залежно від виду, країни та неонікотиноїдної сполуки. В Угорщині та Великобританії обробка насіння неонікотиноїдами мала негативний вплив на міжрічний репродуктивний потенціал і розмір колонії, але в Німеччині виявили позитивний вплив на розмірі колонії. Це демонструє, що вплив на запилювачів, ймовірно, є продуктом багатьох взаємодіючих факторів, і що результати, отримані в лабораторних експериментах, важко відтворити в реалістичних польових умовах. Загалом докази вважаються недостатніми, щоб зробити висновок, що неонікотиноїди є виключною причиною зменшення кількості запилювачів. Більш імовірно, що хімічні речовини сприяють зменшенню чисельності запилювачів, серед інших важливих факторів, таких як втрата середовища існування та зміна клімату. Того ж року, наприклад, припускалося, що здорові вулики великих розмірів можуть впоратися з впливом неонікотиноїдів, тоді як вулики з поганим живленням і підвищеним ризиком захворювання зазнають більшого впливу.

Більш широкі екологічні та непрямі впливи

Дейв Гулсон розширив докази в огляді про те, що неонікотиноїди є стійкими в ґрунтах і були виявлені в підземних водах, струмках і ставках. Це, у свою чергу, викликало занепокоєння щодо впливу неонікотиноїдів на інші нецільові види, такі як птахів, ссавців, а також водні види, такі як рибу та ракоподібні, через їх потрапляння у джерела води. Нещодавнє дослідження також виявило, що у відповідь на обробку насіння неонікотиноїдами спостерігався значний вплив на філосферу та ґрунтові бактеріальні спільноти, включаючи зниження кількості корисних бактерій, таких як різобії. Також було встановлено, що тіаметоксам зменшує різноманітність мікробної спільноти ґрунту. Такий вплив є особливо актуальним, оскільки він стосується сільськогосподарської галузі таким чином, що потенційно впливає на довгострокову продуктивність харчових продуктів.

Це також підкреслює важливість визначення непрямого впливу пестицидів. Наприклад, інше дослідження показало, що імідаклоприд був дуже токсичним для природного ворога шкідника, колорадського жука, що свідчить про антагоністичний зв’язок між підходами до біоконтролю та хімічною боротьбою зі шкідниками. Це підтверджує думку про те, що інтегрована боротьба зі шкідниками (IPM) не сумісна з використанням неонікотиноїдів, оскільки ненавмисні вторинні впливи вважаються шкідливими для цілісної концепції та мети інтегрованої боротьби зі шкідниками (IPM) у довгостроковій перспективі, а також вони використовуються з профілактичною метою до того, як шкідник захопить культурні рослини. У більш широкому сенсі втрата або зміна одного компонента екосистеми (тобто запилювачів), у цьому прикладі через використання неонікотиноїдів, може мати каскадний вплив на цілі екосистеми.

Тіаметоксам та цукровий буряк

Як зазначалося раніше, тіаметоксам є нітрогуанідиновою неонікотиноїдною сполукою, яка використовується для протруювання насіння цукрових буряків. У цій системі він здебільшого використовується для боротьби з видами попелиць Myzus persicae, які відповідають за передачу групи вірусів, що знижують врожайність цукрових буряків, відомих як вірус жовтухи. У Великобританії існує три основних типи вірусів жовтухи: вірус хлорозу буряків (BChV), вірус легкого пожовтіння буряків (BMYV) і вірус жовтухи буряків (BYV), усі вони мають згубний вплив на врожайність.

Єврокомісія вперше заборонила тіаметоксам у Великобританії у 2013 році. Він застосовувався лише на квітучих культурах, які вважалися небезпечними для запилювачів, тому тіаметоксам залишався дозволеним для використання на цукрових буряках в Англії до квітня 2018 року, коли у звіті EFSA була введена повна заборона будь-якого його використання на відкритому повітрі в Європейському Союзі.

На початку 2021 року в Англії ці обмеження для тіаметоксаму були скасовані, коли уряд Великобританії дозволив надзвичайний відступ. Це рішення посилило напруженість і було піддано різкій критиці, насамперед з боку екологічних неурядових організацій та лобістів, за недотримання гарантій перед Brexit. Обґрунтування відповідності трьом заздалегідь визначеним урядовим вимогам щодо дозволу на випадок надзвичайних ситуацій включало ступінь шкоди, викликаної вірусом жовтухи, відсутність альтернативних засобів захисту та застосування прогнозування вірусів із граничним значенням для забезпечення необхідності обробки рослин. Незважаючи на це, серед лобістів існує недовіра щодо того, що це було виправдано, і залишається занепокоєння щодо нецільових квітучих рослин і комах. Наприклад, незважаючи на те, що цукровий буряк сам по собі є дворічною культурою і не цвіте до збирання врожаю, є вагомі докази того, що нецільові квітучі рослини все ж поглинають неонікотиноїди в наступні роки або через забруднення диких рослин поблизу оброблених бурякових полів. Усього через два місяці після оголошення про відступ від заборони, прогнози Rothamsted YV передбачили, що захворюваність вірусом жовтухи буде нижчою за пороговий рівень, необхідний для дозволу на обробку рослин (9%). Тому в 2021 році в Англії екстрене використання тіаметоксаму на цукрових буряках не було дозволено.

Альтернативи неонікотиноїдам

Одне з найбільших досліджень альтернатив неонікотиноїдам вивчало переваги та проблеми використання стратегій інтегрованої боротьби зі шкідниками (IPM) замість неонікотиноїдів у виробництві кукурудзи в Італії та лісовому господарстві в Канаді. У 2015 році підкреслили потенційний успіх IPM як альтернативи неонікотиноїдам у сільськогосподарському середовищі, але дослідники дійшли висновку, що для цього потрібен час, а також інвестиції в дослідження та поширення інформації. В останньому та всебічному огляді 2019 року розглядалася ефективність, застосовність, довговічність і практичність альтернатив у 152 випадках використання неонікотиноїдів. Найчастіше застословувалися альтернативні хімічні інсектициди, однак були багатообіцяючі результати у використанні мікроорганізмів як біологічного контролю та напівхімічних фізичних засобів контролю, таких як використання феромонів для переривання спаровування шкідників.

У виробництві цукрових буряків альтернативи неонікотиноїдам не так широко вивчені. Можливо, це є прямим результатом відстроченої заборони на неквітучі культури або через ефективність тіаметоксаму в цій системі шкідників, що зменшує стимули до досліджень і розробки альтернатив. Однак у дослідженні 2017 року порівнювалося використання тіаметоксаму та альтернативних стратегій на цукрових буряках як превентивного заходу перед очікуваною забороною. Альтернативи IPM, такі як біологічний контроль, вважалися недоступними, тоді як сорти буряків, стійкі до шкідників, були більш перспективними, але їх дослідження ще не проводилося. У нещодавньому дослідженні неонікотиноїдні обробки були протестовані проти попелиці на цукровому буряку, і хоча деякі інші інсектициди були ефективними, біопестициди (нехімічні пестициди, отримані з природних матеріалів) виявилися набагато менш ефективними.

Повна заборона тіаметоксаму

У січні 2021 року Pesticide Action Network (PAN) звернулась до уряду Великобританії з проханням переглянути рішення про надання дозволу на надзвичайний відступ для використання тіаметоксаму на цукровому буряку через «сукупність доказів, що детально описують негативний вплив неонікотиноїдів». Лист підписали понад 30 організацій, включаючи Всесвітній фонд дикої природи, The Wildlife Trust, Friends of the Earth (FOE) і Королівське товариство охорони птахів. Позитивні сторони цієї альтернативи очевидні та представляють підхід «запобіжного принципу» до впливу тіаметоксаму на навколишнє середовище. Заборона може сприяти розвитку стратегій інтегрованої боротьби зі шкідниками (IPM), що було підкріплено документом FOE, який стверджував, що «Перспектива продовження заборони (у 2018) вже спонукала галузь до дослідження альтернативних способів захисту цукрових буряків. Вони зосереджені на підтвердженні прогнозування та моніторингу попелиці». Таким чином, реалізація та очевидний успіх прогнозування, можливо, були зумовлені потребою в альтернативних рішеннях після заборони, введеної в 2018 році.

З іншого боку, висновки свідчать про те, що заборона тіаметоксаму, тобто скасування майбутніх відступів, може мати гірший вплив на навколишнє середовище. По-перше, позакореневе обприскування залишається дозволеним, тому, ймовірно, використовуватиметься частіше за відсутності обробки насіння тіаметоксамом. Позакореневе обприскування є менш цілеспрямованим і забруднює більшу частину навколишнього середовища. Крім того, через поточні обмеження стратегій інтегрованої боротьби зі шкідниками (IPM) і cтійкості рослин-господарів (HPR), коли захворюваність вірусом висока, виробництва навряд чи буде достатньо для задоволення попиту Великобританії в разі повної заборони. На даний момент приблизно 50% цукру у Великобританії виробляються з власних цукрових буряків, 25% — з європейського імпорту цукрових буряків, а решта 25% — з імпортної цукрової тростини. Якщо Великобританія не зможе задовольнити попит, частка імпортної цукрової тростини, швидше за все, зросте. Це призведе не тільки до марної витрати ресурсів (тобто землі, насіння, води), але й до вуглецевого сліду, а також може стимулювати використання менш обмежених пестицидів і менш стійких методів ведення сільського господарства.