Учебное пособие: Химические средства защиты растений

Ассортимент пиретроидов ежегодно расширялся и в настоящее время во всем мире они являются преобладающими препаратами среди средств защиты растений от вредителей. В РФ разрешено к применению около 50 препаратов на основе 12 действующих веществ (таблица 4).

Современные пиретроиды - это эфиры 3-х замещенной 2, 2 - диметил-циклопропан карбоновой (хризантемовой) (1) или изотермической кислоты, потерявшей пропановый цикл (II) и соответствующего спирта, содержащего одну или две насыщенных связи. Особенностью строения этих веществ является способность иметь 4-8 оптических или геометрических изомеров, которые отличаются по биологической активности. Например, в продажу поступают препараты, различающие по содержанию изомеров на основе циперметрина, альфа-циперметрина, бета-циперметрина, зета-циперметрина. В основе химического строения хризантемовую кислоту имеют перметрин, циперметрин, дельтаметрин, а изостерическую кислоту - фенвалерат.

Синтетические пиретроиды - липофильные вещества, хорошо удерживаются кутикулой листьев, ограниченно проникая в них, обеспечивая глубинное инсектицидное действие. Они не летучи, фитостабильны, на неживой поверхности могут сохраняться очень долго (перметрин). Синтетические пиретроиды не токсичны для растений, период полураспада на разных растениях от 2 до 20 дней, более длительно биологическая активность остатков препарата сохраняется на травах. Пиретроиды в почве передвигаются слабо и разлагаются с участием микроорганизмов. Период полураспада их в почве составляет от 1 до 10 недель. Метаболиты нетоксичны и далее распадаются до углекислоты.

Синтетические пиретроиды - препараты контактно-кишечного действия с высокой инсектицидной активностью, эффективны против чешуекрылых, жуков, мух. Пиретроиды, поступившие на рынок в последние годы, обладают также и акарицидным действием. По механизму действия пиретроиды схожи с ХОС. Они нарушают функцию нервной системы, действуя на натрий-калиевые каналы и обмен кальция в синапсах, что приводит к выделению излишнего количества ацетилхолина (АХ) при прохождении нервного импульса. Отравление проявляется в сильном возбуждении, поражении двигательных центров. При длительном применении синтетических пиретроидов у насекомых возникает приобретенная устойчивость (групповая и перекрестная). Для теплокровных животных при введении в желудок пиретроиды являются высоко-, средне- и малотоксичными, могут вызывать сильные раздражения кожи, у некоторых из них отмечается слабое канцерогенное и эмбриотоксическое действие. Однако особо опасными для человека их не считает, так как применяются в очень низких нормах расхода.

1.4.1 Циперметрин

Циперметрин - (IRS) - цис, транс - 3 - (2, 2 - дихлорвинил) - 2, 2 -диметилциклопропанкарбоновой кислоты (RS) - 3 - фенокси - 2 - циано-бензиловый эфир.

Препараты в форме КЭ (250 г/л): Арриво, Цимбуш, Цинеркил, Аметрин, Циракс, Шерпа, Циткор, Ципи, Ципер, Инта-вир, ВРП (37,5г/кг), Инта-вup, ТАБ (37,5 г/кг), Циперакс, ТАБ, СП(30г/кг).

Циперметрин - один из первых пиретроидов, получивших широкое применение в защите растений, а по числу препаратов выпускаемых в мире, он наверняка займет первое место среди пестицидов. Технический продукт содержит восемь изомеров, различающихся по физико-химическим свойствам и биологической активности. Одни из изомеров более эффективны против чешуекрылых, другие жесткокрылых. В дальнейшем были получены вещества, содержащие несколько отдельных изомеров.

Альфа-циперметрин, содержит смесь (1:1) четырех изомеров. Препараты: Фастак, КЭ (100 г/л); Альфа ципи, КЭ (100г/л); Цезарь, КЭ (100г/л); Фаскорд КЭ(100г/л).

Бета-циперметрин, содержит четыре изомера в соотношении 2:2:3:3. Препарат Кинмикс, КЭ (50 г/л).

Зета-циперметрин, смесь четырех изомеров обогащенная a-S- изомером. Препараты: Фьюри, ВЭ (100 г/л); Таран, ВЭ (100 г/л); Зета, ТАБ, СП (16 г/кг).

Циперметрин - контактно-кишечный инсектицид с высокой начальной токсичностью, эффективный с грызущими и сосущими насекомыми. Продолжительность защитного действия 10-15 дней. Альфа-циперметрин и бета-циперметрин отличаются большей стойкостью и продолжительностью защитного действия, зета-циперметрин в 2,5-3 раза более токсичен для насекомых, чем циперметрин, к нему не развивается приобретенная устойчивость. Для человека и теплокровных животных зета-циперметрин высокотоксичен, циперметрин и бета-циперметрин среднетоксичны, а альфа-циперметрин малотоксичен, но опасен в остатках, поэтому остаточные количества его в большинстве продукции не допускаются, в зерне запасов перед реализацией МДУ - 0,01 мг/кг, а в овощном горошке - 0,04 мг/кг. Рекомендованы препараты на основе циперметрина для защиты многих зерновых, овощных, плодовых культур. Срок последней обработки 20-30, шиповника - 90 дней, в защищенном грунте - 3 дня. Подобным образом применяются и препараты на основе зета-циперметрина. У препаратов на основе альфа-цнперметрина более длительный период ожидания после обработки; свеклы 45, яблони - 50 дней. Препараты на основе бета-циперметрина эффективны при внесении даже в количестве 5-30 г/га (д.в.), поэтому они разрешены на всех выше названных культурах и даже на крыжовнике и смородине два раза в период вегетации. Срок последней обработки - 20 дней.

1.4.2 Дельтаметрин

Дельтаметрин - (1R) - цис - 3 - (2,2 - дибромвинил) - 2,2 - диметил-циклопропанкарбоновой кислоты (S) - 3 - фенокси - а-цианбензиловый эфир.

Препараты: Децис, КЭ (25 г/л), Децис, Фло, КС(25 г/л), Децис, Р для УМО (5 г/л), Децис экстра, КЭ (125 г/л);Сплендлер, КЭ (25 г/л); Дельтацид, К (1,25 г/кг),Фос, Б (4 г/кг), К-Отек, КЭ (25 г/л),К-О 6иоль, КЭ (25 г/л), Веста 007, ТАБ (6,25 г/кг)

Дельтаметрин по химическому строению отличается от циперметрина только тем, что в указанной выше обшей формуле производных хризантемовой кислоты радикалы R₁и R.₂ представлены атомами не хлора, а брома. Кроме того, дельтаметрин содержит один изомер, как раз тот, который и определяет инсектицидные свойства, остальные изомеры были удалены из технического продукта. Это объясняет высокую инсектицидную активность препаратов на основе дельтаметрина. Для колорадского жука он оказался более чем в 2000 раз токсичнее хлорофоса (ФОС) и на порядок токсичнее циперметрина. СК ₅₀ дециса для гусениц I возраста яблонной плодожорки -0,0000003%, а хлорофоса -0,018%. Эффективен против сосущих насекомых при норме расхода 5-12, грызущих - 12-17, жесткокрылых - 25-50 г/га (д.в.).

Эффективность обработки картофеля против колорадского жука децисом, (25 г/л) при норме расхода 0,15 л/га на третий день составляет 95-99 %. Продолжительность защитного действия 15 дней. Препараты на основе дельтаметрина разрешены для применения на посевах пшеницы, ячменя, кукурузы, подсолнечника, картофеля, свеклы, гороха, капусты, томатов, моркови, люцерны (нормы расхода 0,1-0,6 л/га, срок ожидания 15-30 дней), а также для обработки многих лекарственных, древесных растений, пастбищ, заселенных саранчовыми, незагруженных складских помещений (0,2-0,4 мл/м ²) и зерна (20 мл/т). Для применения в личных подсобных хозяйствах дельтаметрин выпускается в форме карандаша (К) и применяется 1 карандаш по 30 г на 10 л воды для опрыскивания площади в 100 м ² и в форме брикетов (Б), которые применяются по 5 г на 10 л воды. Для теплокровных животных и человека дельтаметрин высокотоксичен (СД ₅₀ крыс 128 - 138 мг/кг). Кумулятивные свойства не выражены, слабый аллерген, отмечается эмбриотоксическое действие. Он раздражает кожу, слизистые оболочки, при повторном нанесении образуются незаживающие язвы. Пиретроид мало стоек в окружающей среде. Проведены десятки тысяч опытов, свидетельствующие о том, что при правильном применении остатки дельтаметрина не накапливаются в почве, не обнаруживаются и в растениях. ПДК в почве - 0,01. мг/кг, воде- 0,01 мг/л, в воздухе - 0,1 мг/м ³ МДУ в большинстве продукции - 0,01 мг/кг, в моркови остатки не допускаются.

1.5 Производные карбаминовой кислоты

Инсектициды, производные карбаминовой и тиокарбаминовой кислот, хотя и характеризуются широким спектром инсектицидной активности и длительным защитным действием, имеют ограниченное применение в связи с высокой токсичностью для теплокровных животных и человека (I или II класс опасности). В защите растений они имеют особое значение, поскольку способны поступать в растения из почвы и обработанных семян, хорошо передвигаться в надземные органы и длительно (6-10 недель) защищать всходы пока растения не окрепнут и повреждения их насекомыми не будут столь губительны.

Ассортимент препаратов этой группы сформирован на основе четырех действующих веществ.

Таблица 5. Карбаматы и тиокарбаматы

В современном ассортименте пестицидов практически нет других препаратов, которые могли бы обеспечить столь надежную защиту всходов растений от почвообитающих и наземных насекомых, как препараты на основе фуратиокарба и карбофурана. Применение этих препаратов разрешено только для обработки семян на специальных установках с использованием современных промышленных форм (микрокапсулированных суспензий, текучих паст). Строгое соблюдение регламентов применения, санитарных норм и правил гарантируют безопасность их использования. С экологических позиций способ обработки семян наиболее благоприятный, т.к. поступая в надземную часть растений из семян, пестицид будет действовать только на тех насекомых, которые питаются обработанным растением и не будет уничтожать полезных насекомых. При этом не загрязняется окружающая среда, ниже нормы расхода пестицида в расчете на 1 га. При централизованной обработке семян легче обеспечить меры безопасности. Карбосульфан является фактически пропестицидом, так как инсектицидное действие его связано с превращением в карбофуран через 2-5 дней после применения. Пиримикарб отличается от выше названых химических веществ тем, что он является специфическим афицидом и менее стоек в окружающей среде Особое значение он имеет в защите семенных посевов картофеля, свеклы от тлей как переносчиков вирусных болезней. Он разрешен также для применения на горохе, но однократно со сроком ожидания 30 дней. Механизм действия производных карбаминовый кислоты связан с ингибированием ацетилхолинэстеразы (АХЭ), что ведет к накоплению ацетилхолина (АХ) и нарушению функций нервной системы, параличу и гибели насекомых. Подобный механизм действия и у ФОС, поэтому популяции, резистентные к ФОС, устойчивы и к производным карбаминовый кислоты. Здесь мы имеем пример того, как разные по химическому строению пестициды имеют сходный механизм действия, что следует учитывать при разработке противорезистентных систем защиты растений.

1.5.1 Карбофуран

Карбофуран - 2, 2 диметил - 2,3 - дигидробензфурил - 7) N - метил-карбамат

Карбофуран по токсичности для теплокровных относится к I классу опасности. Основные его метаболиты кетокарбофуран и гидроксикарбофуран тоже являются СДЯВ. В сухой почве остатки карбофурана могут сохраняться в течение всего вегетационного периода. В воздухе действующее вещество обнаруживается 2-3 недели, а метаболиты еще дольше. Даже при применении гранулированных форм содержание карбофурана в воздухе рабочей зоны в 3-4 раза превышает ПДК (0,05 мг/м ³). Поэтому он разрешен только для обработки семян централизованно на семенных заводах. Карбофуран - инсектицид и нематицид системного действия. Он эффективен в борьбе со многими сосущими и грызущими вредителями. Обработка семян обеспечивает защиту растений от почвообитающих вредителей в течение более месяца. На основе карбофурана выпускаются препараты в формах удобных для обработки семян. В их числе -адифур ТПС (350 г/л), фурадан, ТПС (350г/л),фуран ТПС (350 г/л) рекомендованы для обработки семян сахарной и кормовой свеклы на семенных заводах перед посевом или заблаговременно, но не ранее чем за 6 месяцев до посева. Нормы расхода 25-30 л/т семян. Препараты хинуфур, КС (436 г/л) и бетафур, КС(436 г/л) также рекомендованы для обработки семян свеклы, но с меньшими нормами расхода - 12-20 л/т, а также для обработки семян рапса 12-15 л/т. Меры предосторожности при работе с этими препаратами должны быть как с особо опасными пестицидами. Следует исключить возможность контакта с открытыми участками кожи, слизистыми глаз, а также возможность попадания препарата в дыхательные пути и пищевые продукты.

ПДК в почве 0,01 мг/кг, в воде содержание препарата не допускается. Остатки в свекле также не допускаются.

1.6 Новые препараты, разные по химическому строению, нарушающие функции нервной системы

В эту группу включены новые пестициды, которые, как и многие другие, рассмотренные выше (ФОС, ХОС, синтетические пиретроиды), нарушают функции нервной системы. Однако "места" действия у них разные. Бенсултап блокирует чувствительные к никотину холинорецепторы постсинаптической мембраны, в результате чего импульс, передаваемый с участием ацетилхолина, не воспринимается, насекомые перестают реагировать на внешние сигналы. Авермектины и фенилпиразолы (фипронил) действуют на хлор - ионные каналы, регулируемые гамма - аминомасляной кислотой (ГАМК). ГАМК является одним из медиаторов передачи импульсов в нервной системе, сходным по действию с ацетилхолином, но она в отличие от ацетилхолина тормозит развитие и проведение импульсов в центральной нервной системе. Авермектины стимулируют выделение ГАМК, а значит, тормозят передачу импульса. Кроме этого, установлено, что ГАМК может взаимодействовать не только с ГАМК - рецепторами постсинаптической мембраны, но и с холинорецепторами, защищая их от стимулирующего влияния ацетилхолина.