Każde wycofanie z użycia kolejnej substancji czynnej do komponowania środków ochrony roślin rodzi pytanie o wypełnienie powstającej po niej luki.

Intensywne rolnictwo obecnie nie potrafi obyć się bez chemicznych środków ochrony roślin. Historia ich wynalezienia i szerokiego upowszechnienia obejmuje zaledwie kilkadziesiąt lat. To dzięki nim udało się rozwiązać liczne problemy zwalczania chwastów, chorób i szkodników na terenach użytkowanych rolniczo. Niestety, obok licznych zalet mają też sporo wad, na które od kilkunastu lat zwraca się coraz więcej uwagi, zwłaszcza w Europie. Toteż odkrywanie i komercjalizacja nowych substancji czynnych napotyka znacznie więcej trudności niż kiedyś i jest coraz droższa.

Więcej ubywa niż przybywa

Zarówno naukowcy, jak i rolnicy, coraz głośniej alarmują, że z braku nowych substancji rośnie odporność chwastów, szkodników i grzybów chorobotwórczych na te środki, które są dostępne na rynku. To zjawisko nasila się z każdą decyzją administracyjną o wykluczeniu jakieś substancji czynnej z użycia.

Miejsce wycofanych coraz rzadziej zajmują nowe, co wynika z licznych przyczyn. Do najważniejszych można zaliczyć fakt, że nad nowymi substancjami pracuje coraz mniej ośrodków badawczych, co wynika z licznych przejęć i fuzji, jakie dokonały się na świecie w ostatnich 20 latach. Ponadto te najprostsze substancje odkryto dość dawno i wprowadzono do użycia. Wiele z nich już zakończyło swoją karierę. Zaś przed nowymi substancjami stawia się coraz więcej wymagań. Część dotyczy poziomu skuteczności i mechanizmu działania, ale zdecydowana większość obejmuje bezpieczeństwo stosowania.

Szukanie igły w stogu siana

Pierwsza faza opracowywania nowych środków ochrony roślin polega na znalezieniu substancji, która niszczy lub blokuje rozwój szkodliwego organizmu. W tym celu naukowcy albo typują substancje z dużej puli, które działają na różne patogeny, albo koncentrują się na substancjach, których mechanizm działania jest znany. Jednocześnie trzeba niemal od razu rozpoznać skutki uboczne, które mogą wykluczyć możliwość wprowadzenia na rynek.

Na początku swoich poszukiwań naukowcy często badają ponad 100 tys. związków, aby na kolejnych etapach eliminować te, które wydają się nieprzydatne. Znaczną część tej żmudnej pracy wykonują automatyczne instalacje przesiewowe, które mogą w krótkim czasie zbadać ogromną liczbę substancji pod kątem ich aktywności biologicznej.

Następnym krokiem jest projektowanie struktur molekuł na komputerze. Specjalny program pozwala wykryć związek zachodzący między strukturą chemiczną cząsteczki i jej aktywnością. Opracowaną w ten sposób cząsteczkę próbuje się zsyntetyzować w laboratorium. Dla przykładu, w przypadku fungicydu można utworzyć 30-50 tys. połączeń chemicznych. Dla substancji należącej do znanej grupy chemicznej czas i zakres poszukiwań bywa mniejszy.

Długie serie wnikliwych testów

Zsyntetyzowane związki przechodzą następnie szereg testów skuteczności i skutków ubocznych. Początkowo tylko w laboratorium, a później w szklarni na roślinach uprawnych. Jeśli przejdą te testy, to kolejny etap badań odbywa się na poletkach. Warto pamiętać, że działanie uboczne jest tak samo ważne, jak pożądany efekt. Toteż wiele substancji jest odrzucanych po przejściu każdego etapu testowania. Tylko ułamek oryginalnych połączeń trafia do prób terenowych.

Największym wyzwaniem na wczesnym etapie badań jest znalezienie nowych mechanizmów działania. Tego obecnie najbardziej oczekuje praktyka rolnicza, bo pozwalają one na zapobieganie powstawaniu odporności. Na drugim miejscu pojawia się maksymalna redukcja skutków ubocznych przy zachowaniu satysfakcjonującej skuteczności. Niekiedy trudno jest pogodzić długotrwałe działanie ochronne rosnących roślin z szybkim rozkładem substancji po jej wprowadzeniu na resztki pożniwne czy do gleby.