Учебное пособие: Химические средства защиты растений

Основными метаболитами карбоксина в растениях являются сульфоксид (90-92%) и сульфон (8 -10%). Активность сульфоксида в 5000 раз меньше, чем карбоксина, поэтому карбоксин является более эффективным фунгицидом лечебного, чем защитного действия. Карбоксин через 6 недель после посева в растении не обнаруживается, а через 10 недель не обнаруживаются и его метаболиты. Препараты на основе карбоксина - системные фунгициды лечебного и короткого защитного действия. Эффективны против всех видов головни, ризоктониоза и гельминтоспориоэа, мало эффективны с возбудителями плесневения семян, фузариозами и септориоэом.

Для расширения спектра фунгицидного действия к карбоксину добавляют другие вещества, в частности тирам, эффективный против возбудителей плесневения семян (препараты витавакс 200, фенорам, витарос) и карбендазим, эффективный против фузариозных корневых гнилей (препараты колфуго дублет, терминатор).

Карбоксин среднетоксичен для теплокровных животных. Кумулятивные свойства слабо выражены (К.к. 6,8). Имеет место функциональная кумуляция. При работе с ним необходимо защищать кожные покровы и конъюктиву. В сельскохозяйственной продукции не накапливается, остатки в урожае не допускаются.

3. Средства защиты растений от сорняков - гербициды

Гербициды - это пестициды, эффективные в борьбе с травянистой растительностью в агроценозах. Некоторые из них, кроме того, обладают арборицидным действием (эффективны против нежелательной кустарниковой и древесной растительности) или альгицидным действием (эффективны против водной растительности). Гербициды применяются для защиты растений (культивируемых) от растений (сорных). Это отличает гербициды от инсектоакарицидов и фунгицидов, которые применяют для защиты растений от организмов биологически отличных от них, таких как насекомые, клещи, грибы. Поэтому естественно, что гербициды характеризуются более высокой фитотоксичностью, т.е. токсичностью для растений. В то же время они должны обладать большой избирательностью действия, чтобы уничтожить одни растения, не повреждая другие, в том числе и растения, относящиеся к одному семейству, например однодольные сорные злаки в посевах зерновых культур, или марь белую в посевах свеклы. Инсектицид можно применять на многих культурах, а гербицид- только на культурах, устойчивых к данному гербициду. В связи с этим, применяя гербициды, необходимо учитывать не только чувствительность к ним сорных растений, но и степень устойчивости (толерантности) сельскохозяйственных культур.

Современный ассортимент гербицидов позволяет уничтожить практически все наиболее распространенные сорные растения, но важно при этом, чтобы гербициды, не оказывали отрицательного действия на защищаемые растения и обеспечивали получение экономически обоснованных прибавок урожая. Для этого нужно по каждому гербициду хорошо знать степень устойчивости культуры, сроки его применения, биологическую активность и соблюдать все регламенты.

3.1 Биологическая эффективность, фитотоксичность гербицидов и устойчивость к ним защищаемых культур

Для оценки действия гербицидов на растения используют следующие понятия: биологическая активность, фитотоксичность и устойчивость. Фитотоксичность - это токсичность химических веществ для растений, а устойчивость - это способность растений противостоять проявлению фитотоксичности, обеспечивать прибавки урожая и улучшать его качество. Под биологической эффективностью гербицидов понимают способность их уменьшать число сорняков, снижать их массу, угнетать рост.

Строго говоря, все гербициды фитотоксичны, но степень ее выраженности определяется нормой расхода препарата, видом, состоянием растения и факторами окружающей среды.

Выше указывалось, что при многократных обработках инсектицидами вредителей, дающих много поколений за сезон, развивается приобретенная устойчивость (резистентность). Это происходит в результате отбора популяций вредителей, устойчивых к применяемому пестициду. У растений, как сорных, так и культурных, дающих за сезон одно поколение, такой путь повышения устойчивости маловероятен, хотя и не исключается полностью. Известны случаи развития приобретенной устойчивости некоторых сорных растений при применении на одном участке одного и того же гербицида в течение многих лет. Например, марь белая изначально чувствительная к производным триазина (симазину и атразину), при многолетнем применении их на бессменных посевах кукурузы, приобрела устойчивость к этим гербицидам. Однако в практике применения гербицидов чаще имеют место не популяционные изменения в составе чувствительных сорняков, а нарастание численности видов, устойчивых к применяемому гербициду, что приводит к снижению биологической эффективности. Это необходимо учитывать при разработке систем использования гербицидов в севооборотах. Устойчивость к гербицидам защищаемых культур оценивается по положительному эффекту воздействия на них химических обработок. С точки зрения производителя сельскохозяйственной продукции применение гербицидов необходимо не столько для уничтожения сорняков, сколько для повышения урожая и улучшения его качества. Результат воздействия на защищаемую культуру гербицидной обработки находится в сложной зависимости от следующих параметров:

биологической эффективности гербицида;

отзывчивости сорта на снижение засоренности и, следовательно, улучшения условий произрастания;

фитотоксичности гербицида для культуры и реакции ее на гербицид, как на стресс-воздействие.

Положительное действие на культуру гербицидных обработок обусловлено в первую очередь устранением конкуренции сорных растений. Чем выше биологическая активность препарата, тем меньше будет сорных растений, конкурирующих с культурными растениями за воду, свет, элементы питания, и тем выше будут прибавки урожая. Разные культуры и даже сорта не одинаково отзываются на улучшение условий произрастания. При одинаковой биологической эффективности гербицида прибавки урожая по разным культурам могут быть различными, а иногда их вообще может и не быть. Отзывчивость растений на разные воздействия определяется их генетическими особенностями и размахом изменчивости. Гербициды для растений являются новыми экзогенными веществами, с которыми они ранее не взаимодействовали, поэтому растения реагируют на них как на стресс-воздействие. Реакция чувствительных и устойчивых растений на гербицид различна. В чувствительных растениях под влиянием гербицидов происходят сильные необратимые изменения в обмене веществ, накапливаются простые продукты обмена, тормозится синтез белка и других сложных веществ, угнетается рост, в итоге растения погибают. В устойчивых растениях также первоначально нарушается обмен веществ, происходит распад сложных соединений, накопление простых сахаров, аминокислот, но эти изменения обратимые и чем быстрее начнутся обратимые процессы, тем лучше и значительнее будут процессы активации. При этом включаются репарационные системы, повышается активность ферментов, усиливается синтез белков, фосфолипидов, сахаров, играющих защитную роль. Это приводит к стимуляции фотосинтеза, усилению роста, повышению отзывчивости на удобрения, улучшение условий произрастания и обеспечивает существенную прибавку урожая. Если растения долго угнетены под воздействием гербицида (сложились особые погодные условия или малоустойчивы к гербициду культуры) и длительный период не наступает активация в обмене веществ, значит она будет слабой и прибавки урожая будут менее значительными.

Однако всплеск активности в обмене веществ, при реакции на стресс-воздействие гербицида не проходит бесследно для устойчивой культуры. Как образно выражаются ученые, происходит плата за регулирование гомеостаза. Проявляется это в уменьшении размаха изменчивости различных параметров растения при любых воздействиях (пестицида, удобрений, погодных факторов и т.п.).

Поскольку гербициды становятся постоянно действующим фактором в технологии возделывания многих культур, то естественно, что ими могут обрабатываться несколько поколений сорта. Например, в семеноводстве зерновых культур гербициды могут применять в питомниках размножения, на посевах суперэлиты, элиты первой и второй репродукции сорта. При первичном воздействии гербицида на сорт и при обработках периодических (через поколение) размах изменчивости увеличивается, а при многократных обработках (3-5 поколений подряд) - уменьшается. Поэтому при благоприятных условиях выращивания гербициды в первых двух названных выше случаях будут способствовать более значительному росту урожайности, чем в третьем случае. Если гербициды применяли при выращивании суперэлиты, элиты, I репродукции сорта, то из семян II репродукции, переданных в хозяйство, вырастут растения с меньшим размахом изменчивости, а следовательно и прибавки урожая от гербицида будут менее значительными. Это указывает на необходимость разработки единой системы применения гербицидов на семенных и товарных посевах с включением в нее периодических в поколениях обработок.

3.2 Избирательность и механизм действия гербицидов. Антидоты и трансгенные растения

У гербицидов, как и у других пестицидов, избирательность может быть топографической и биохимической.

В практике применения гербицидов особенно важно знать и учитывать топографические причины избирательности действия, поскольку в этом случае культура так же чувствительна к гербициду, как и сорняки, поэтому при обработках препарат не должен попадать на защищаемые растения. Некоторые культуры проявляют к гербицидам столь высокую чувствительность, что достаточно сносимых ветром капель раствора гербицида с соседнего поля, чтобы уничтожить всходы чувствительной культуры. Не случайно защитная полоса от культуры, обрабатываемой гербицидом, до культуры, чувствительной к нему, должна быть не менее 2000 м. Если зерновые культуры обрабатывали гербицидом типа 2,4-Д, а после этого недостаточно хорошо промытый опрыскиватель заправили инсектицидом и обработали посевы свеклы, то всходы культуры могут быть уничтожены теми остатками гербицида, которые остались в опрыскивателе после его промывки. Топографическая избирательность характерна для препаратов, у которых действующим веществом является глифосат. Их применяют для обработки садов, ягодников, но опрыскивание должно быть направленным, чтобы рабочий состав не попадал на защищаемые растения. К настоящему времени ученые (генные инженеры) научились трансформировать многие виды растений с введением различных признаков, в том числе устойчивости к гербицидам. Процесс получения трансгенных растений состоит из собственно трансформации, когда происходит интеграция полезного гена в геном растительной клетки, и регенерации целого растения из трансформированной клетки. Так были получены трансгенные растения сои, свеклы, характеризующиеся биохимической устойчивостью к гербицидам на основе глифосата.

Таблица 19. Механизм действия и избирательность гербицидов