ХИМИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА РАСТЕНИЙ. Химическая защита растений
 Скачать 207.65 Kb.
|
|
ХИМИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА РАСТЕНИЙ Ассортимент современных химических средств защиты растений от болезней. (по дв и названия препаратов из разных хим групп) Адванс, ВДГ (водно-диспергируемые грананулы - препаративная форма пестицида, состоящая из гранул, предназначенных для растворения в воде с образованием однородной суспензии). Действующее вещество – флутриафол - Применяется в сельском хозяйстве для борьбы с аэрогенными, семенными и почвенными инфекциями. Химический класс – триазолы - это наиболее обширная группа фунгицидов, ингибиторов синтеза стеринов. Способ проникновения – контактный пестицид - химический препарат, действующий на вредные организмы при непосредственном контакте с покровами их тела. Адванс – фунгицид для комплексной защиты широкого спектра культур от основных возбудителей болезней вегетативных органов. Беназол, СП (смачивающий порошок - препаративная форма пестицидов в виде порошков, содержащая действующее вещество, наполнители и поверхностно-активные вещества (ингредиенты). При разбавлении водой они дают устойчивые суспензии). Д.В – беномил. Хим класс – бензимидазолы - фунгициды, подавляющие процессы деления ядра в клетках грибов. Способ проникновения – системный пестицид - вещество, способное передвигаться по сосудистой системе растения, а в случае средств борьбы с эктопаразитами животных – по сосудистой системе животного. Беназол – фунгицид системного действия, предназначенный для защиты зерновых культур и сахарной свеклы от широкого спектра болезней. Депозит, МЭ (микроэмульсия - препаративная форма пестицидов, представляет собой смесь воды, нерастворимых в воде и растворимых в воде компонентов, образующих визуально однородную, прозрачную жидкость). Д.В. – имазалил, металаксил, флудиоксонил. Химический класс – имидазолы+ фениламиды+фенилпирролы. Способ проникновения контактный пестицид. Депозит – фунгицидный протравитель, предназначенный для предпосевной обработки семян сои, гороха и нута. Кардон, КС (концентрат суспензии - препаративная форма пестицида, представляющая собой коллоидный раствор в виде жидкой сметанообразной массы). Д.в. – карбендазим. Химический класс – бензимидазолы. Системный пестицид. Кардон – универсальный высокоэффективный фунгицид для борьбы с грибковыми заболеваниями растений, передающимися с семенами и через почву. Ассортимент современных химических средств защиты растений от вредителей. Дакфосал, ТАБ (таблетки). Д.В. – фосфид алюминия, фосфин. Хим класс – неорганические вещества. Способ проникновения – акрацид - химическое или биологическое вещество, или смесь веществ, предназначенные для борьбы с клещами. Кишечный пестицид, родентицид. Дакфосал – фумигантный инсектицид, предназначенный для дезинсекции незагруженных хранилищ различного типа, запасов продовольственного, семенного и фуражного зерна в складских помещениях, силосах элеваторов, хранящихся насыпью или в мешках под пленкой. Адмирал, КЭ (концентрат эмульсии - препаративная форма пестицида - жидкие или пастообразные препараты, образующие при разбавлении водой эмульсии). Д.в – пирипроксифен. Хим класс – ювеноиды - вещества, присутствующие в организме насекомого на стадиях развития и практически отсутствующие при имагиальной линьке во взрослое насекомое. Внесение ювеноидов извне в этот период их развития отрицательно сказывается на судьбе популяции, выражается в проявлении уродливых особей с признаками личинки и взрослого насекомого, не способных к продолжению рода.Способ проникновения – кишечный пестицид, контактный. Адмирал – инсектицид против колюще-сосущих вредителей. Мовенто Энерджи, КС (концентрат суспензии). Д.в – имидаклоприд, спиротетрамат. Хим класс – неоникотиноиды - у насекомых при этом блокируется передача нервного импульса, и они погибают от нервного перевозбуждения. Способ проникновения – акарицид, кишечный, контактный. Мовенто Энерджи – уникальный двусторонний системный инсектицид с контактно-кишечным действием против сосущих и грызущих вредителей, в том числе скрытноживущих. Профилактин Био, ВЭ (водная эмульсия - препаративная форма пестицидов, представляют собой гетерогенную систему в виде дисперсии растворенных в растворителе капель действующих веществ в воде). Д.в. – вазелиновое масло, матрин. Хим класс – минеральные масла + растительные пестициды. Способ проникновения – акарицид, кишечный, овицид. Профилактин Био, ВЭ – новый препарат для ранневесенней обработки против зимующих вредителей. (плодовые) Ассортимент современных химических средств защиты растений от сорняков. Агроскон, ВР (водный раствор - препаративная форма пестицидов, представляющая собой, как правило, готовый для применения раствор). Д.в МЦПА (диметиламинная соль). Хим класс - Арилоксиалканкарбоновые кислоты. Способ проникновения – системный - вещество, способное передвигаться по сосудистой системе растения, а в случае средств борьбы с эктопаразитами животных – по сосудистой системе животного. Агроксон – селективный, системный, послевсходовый, гербицид, предназначенный для борьбы с широким спектром однолетних двудольных и некоторых многолетних сорняков. Базагран, ВР. Д.в – бентазон. Хим класс – бензотиадиазонны. Способ проникновения – контактный - химический препарат, действующий на вредные организмы при непосредственном контакте с покровами их тела. Базагран – гербицид разработан для уничтожения широкого видового ряда двудольных сорняков, появляющихся серди проросших злаков, бобовых и иных полезных культур. Дзюдо, ВР. Д.в – глифосат (изопроиламинная соль). Хим класс – фосфоорганические соединения (ФОС). Способ проникновения – контактный, системный Дзюдо – гербицид системного действия против однолетних злаковых и некоторых двудольных сорняков. 2,4-Дактив, КЭ. Д.в. - 2,4 Д (2-этилгексиловый эфир). Хим класс Арилоксиалканкарбоновые кислоты. Способ проникновения – ситемный пестицид. 2,4-Дактив – системный послевсходовый гербицид для борьбы с однолетними и многолетними двудольными сорняками в посевах яровой и озимой пшеницы, ярового и озимого ячменя Биологическая активность и механизм действия системных фунгицидов. Системные фунгициды - это химические соединения или продукты их распада, которые усваиваются растением и переносятся в нем (из корней в листья, из старых листьев в молодые и т. д.). В концентрациях, не причиняющих вреда растению, они предупреждают заражение всего растения или уничтожают уже внедрившихся возбудителей. Продолжительность действия определяется в основном скоростью и характером их метаболизма. По механизму действия: Механизм действия фунгицидов разнообразен и во многом определяет скорость развития и уровень приобретенной устойчивости (резистентности) патогенов. Чем большее число генов управляет процессами, на которые воздействует фунгицид, тем медленнее формируются резистентные штаммы грибов. Фунгициды контактного действия ингибируют многие биохимические процессы у грибов, поэтому резистентность к ним развивается очень медленно и уровень ее невысок. Фунгициды системного действия характеризуются разным избирательным специфическим механизмом действия. Среди них выделяют: • фунгициды, подавляющие процессы деления ядра в клетках грибов (производные бензимидазола и тиофанаты); • ингибиторы биосинтеза эргостерина (производные триазола, пиримидина, морфолина); • ингибиторы синтеза нуклеиновых кислот (фениламиды); • фунгициды, подавляющие энергетический метаболизм производные оксатиина); • фунгициды, подавляющие клеточное дыхание (стробилурины). растений. Биологическая эффективность и фитотоксичность гербицидов Биологическая эффективность гербицидов показывает снижение численности сорняков в результате применения гербицидов (в процентах к исходной засоренности или к контролю). Учеты проводятся перед применением гербицида, через две недели, через один месяц после обработки и перед уборкой. Фитотоксичность – способность пестицидов или друхих веществ оказывать токсическое (отравляющее) воздействие на растения. Биохимическая и топографическая избирательность гербицидов. Топографическая избирательность обусловлена тем, что пестицид в силу ряда причин не попадает на устойчивый объект или не может проникнуть в организм. Например, • древесница въедливая находится внутри одревесневших тканей, поэтому пестицид на нее не попадает; • щитовка устойчива к пестицидам, так как покрыта щитком, через который большинство препаратов не проникает; • плодовые деревья и ягодные кустарники устойчивы к многим гербицидам, поскольку имеют глубоко залегающую корневую систему, куда гербициды почвенного действия не проникают. Биохимическая избирательность обусловлена способностью организмов детоксицировать пестицид или образовывать с ним неактивные комплексы до того, как пестицид проникнет к месту действия. Примеры: • инсектицид Карбофос малотоксичен для теплокровных, так как в их организме он детоксицируется, превращаясь в водора организме насекомых он подвергается окислению с образованием еще более токсичного продукта, чем действующее вещество Карбофоса; • гербицид Атразин (производное симмтриазина) после поступления из почвы в корни кукурузы быстро детоксицируется, превращаясь в гидроксиформу, поэтому не проникает в неизменном виде в хлоропласта, в которых реализуется его токсичность. Именно этим обусловлена устойчивость кукурузы к этому препарату; • гербициды - производные феноксиуксусной кислоты (2,4-Д) в устойчивых растениях подвергаются иммобилизации, связываясь с белками, а также с некоторыми другими продуктами метаболизма; образовавшиеся конъюгаты остаются в месте нанесения препарата и не достигают меристематических тканей, в которых проявляется их токсичность. Благодаря свойству избирательности у пестицидов стало возможным их применение в защите растений. Знание причин избирательности пестицидов позволяет разработать эффективные приемы защиты растений и управления агроценозами. 7, 137 Влияние пестицидов на активность почвенной микрофлоры и фауны. Действие пестицидов оценивают на основные группы почвенных микроорганизмов путем определения наличия их в почве и соотношение микроорганизмов из разных групп до и после обработки его пестицидами. Кроме того, определяется активность нитрифицирующих бактерий, а также фиксаторов азота — азотобактера. Угнетение нитрифицирующих бактерий вызывает нарушение азотного обмена и накопления в почве токсичных нитратов. Почвенные микроорганизмы имеют различную чувствительность к действию инсектицидов. При усложнении клеточной структуры микроорганизмов наблюдается повышение чувствительности к этим соединениям. Чувствительность отдельных групп микроорганизмов к инсектицидам растет в ряду: бактерии, актиномицеты, грибы. Даже среди бактерий нитрифицирующие и некоторые аэробные бактерии, разлагающие целлюлозу, более чувствительны к инсектицидам, чем азотобактер. Поэтому длительное и систематическое применение инсектицидов может вызвать некоторую перестройку микробного ценоза почвы и накопления в нем целлюлозы растительных остатков. Фунгициды, применяемые для протравливания семян, негативно влияют на почвенную микрофлору. Препараты, используемые для защиты растений от болезней в период вегетации, не влияют на численность почвенных микроорганизмов. Гербициды сравнительно быстро разлагаются в почве и применение в рекомендованных нормах в целом не влияет негативно на микрофлору почвы. При непосредственном внесении их в почву, особенно в повышенных дозах, наблюдается временные перегруппировки в составе микрофлоры. Иногда наступает недолгий период депрессии активности микрофлоры, которая восстанавливается благодаря появлению устойчивых мутантных форм или за счет образования ферментов, которые гидролизируют препарат. , 139 Влияние пестицидов на энтомофагов, опылителей, пчел. Применение пестицидов влияет не только на численность вредных насекомых, но и на общее заселение посевов членистоногими. Степень воздействия токсикантов в значительной степени связано с особенностями сезонной динамики активности энтомофагов, а также с их образом жизни и поведением, свойствами препарата. Отравление может происходить путем непосредственного токсического действия препарата, через питание отравленным кормом (хищники) или пыльцой цветущих растений (паразиты). Гибель полезных членистоногих наиболее заметна в многолетних насаждениях (садах, лесах), ведь здесь энтомофагов представлены большим числом видов и играют важную роль в регулировании численности популяций вредителей. При применении инсектицидов различных классов отмечается массовая гибель хищных жужелиц, кокцинелид, златоглазок, мух-сирфид, тахин, трихограмм и других полезных видов. Влияние инсектицидов на энтомофагов на посевах однолетних культур значительно меньше, хотя и здесь они представлены значительным числом видов (на озимой пшенице — до 200, горохе — 300). На одном гектаре картофельного поля встречается от 2000 до 3400 сирфид; 2400-4800 жужелиц, более 720 хищных пауков, которые почти все погибают при применении инсектицидов. Отмечено негативное влияние обработок посевов пшеницы инсектицидами против вредной черепашки на хищников из семейств жужелиц и кокцинелид и теленомин. Фунгициды и гербициды, как правило, оказывают значительно меньшее негативное воздействие на энтомофагов сравнению с инсектицидами. Гербицид 2,4-Д практически не снижает численность надпочвенных членистоногих: жужелиц, стафилинид, хищных клещей, пауков. Более чувствительны к этому препарату паразиты из ряда перепончатокрылых. Однако гербициды из группы производных триазина обнаруживают стерилизующее действие на самок хищных жужелиц, подавляют у них развитие овариол и вызывают дегенерацию фолликулов. Мера токсичности пестицида для энтомофагов оценивается различными способами, в том числе по величине и времени ожидания гибели, летальной концентрацией или летальной дозой, а также по условным категориям токсичности — высокотоксичные, середнетоксичные, слаботоксичные и нетоксичные. Единой градации в определении степени токсичности того или иного препарата нет. Например, в США пестициды делят на 4 группы: 1) нетоксичные препараты, которые не вызывают гибели энтомофагов; 2) препараты с низкой токсичностью, которые вызывают гибель менее 50% особей через 4 суток после обработки; 3) середньотоксични препараты, которые вызывают гибель 50% особей в течение 3 суток после обработки; 4) высокотоксичные препараты, от действия которых гибель 50% особей наступает в первый день после обработки. Неоникотиноиды (пестициды, распыляемые перед посевом семян) оказывают отрицательное влияние на медоносных пчел. Ученые пришли к выводу, что применение пестицидов могло стать причиной снижения численности популяции пчел, о котором заявляют пчеловоды. В лабораторных условиях ученые выяснили, что даже низкие дозы неоникотиноидов вызывают у пчел дезориентацию и другие побочные эффекты. Распространение опасных паразитов, болезней и врагов пчел, ширящееся применением агрохимикатов, оскудение флоры и изменения климата, ослабляют и губят пчел, создают значительные трудности для пчеловодов. Гербициды, применяемые для борьбы с сорняками в посевах зерновых культур. Против двудольных (широколиственных) сорняков: Синтетические ауксины (Феноксикарбоновые, Бензойные, Пиридинкарбоновые кислоты) - Наиболее известным синтетическим ауксином является 2,4-Д. Синтетические ауксины добавляют в средства защиты растений для улучшения их действия. Ведь эти вещества попадая в сорняки, начинают скручивать стебель и листья и разрывают покровные ткани растений вдоль стебля.; АЛС блокаторы (Сульфонилмочевины, Сульфониламинокарбонилтриазолиноны, Триазолпиримидины) - низкими нормами расхода, высокой избирательностью, низкой токсичностью для млекопитающих, широким фенологическим диапазоном применения. Действующие вещества этого класса имеют хорошую растворимость в воде, поэтому легко абсорбируются как корнями, так и листьями и способны перемещаться по ксилеме и флоэме к апикальным точкам роста, где ингибируют фермент АЛС – ключевой энзим ответственный за биосинтез аминокислот с разветвленной цепью: изолейцина, лейцина и валина. Диагностические симптомы поражения чувствительных растений проявляются достаточно медленно по сравнению с гербицидами других классов. При этом остановка роста наступает в течение первых часов после обработки; Ингибиторы фотосинтеза (Бензотиадиазиноны) - для уничтожения двудольных сорняков на ранних стадиях развития. Бентазон – контактный гербицид, не транслоцирующийся в растении, имеет низкую почвенную активность и стойкость; Ингибиторы протопорфириногеноксидазы (Триазолиноны) (ППО) - по механизму действия ДВ относится к контактным гербицидам, ингибирующим протопорфириногеноксидазу – фермент участвующий в синтезе хлорофилла. Нарушение этого процесса ведет к: образованию супероксидрадикала кислорода; оксидативному стрессу; разрушению мембраны и лизису клеток. Ингибиторы транспорта ауксинов (Семикарбазоны) - ингибируют транспорт ауксинов, в т.ч. синтетических, что вызывает аномальное их накопление в меристематических отростках и корневой системе. Против злаковых сорняков (граминициды): Ингибиторы синтеза жирных кислот (Арилоксифеноксипропионаты, Фенилпиразолины) - предназначены для применения по вегетирующим частям растений, так как хорошо абсорбируются через листья и перемещаются только по флоэме к точкам роста. Почвенная активность практически отсутствует. Гербициды, применяемые для борьбы с сорняками в посевах кормовых трав. Главной задачей проведения гербицидной обработки сенокосов и пастбищ является защита от вредных или ядовитых сорняков. Специалисты нашей компании настоятельно рекомендуют использовать общеистребляющие гербициды перед посевами кормовых трав, что позволит полностью обезвредить все виды вредных объектов, прорастающих на той или иной почве. Представителями данной группы гербицидов являются препараты на основе глифосата: Аристократ, ВР.(найти о них в справочнике пестицидов + все о глифосфате) Аристократ Супер, ВР. Препараты обладают системным действием и проникают как в надземные части сорняков, так и в их корневую систему, полностью подавляя рост и вызывая гибель всего растения. Если у вас появились вопросы по регламенту использования гербицидов для сенокосов и пастбищ, их можно задать региональным представителям компании. Гербициды, применяемые для борьбы с сорняками в посевах технических культур. (130) Действие пестицидов в биосфере и экосистемах. Пестициды обычно оказываются в биосфере в различных сочетаниях друг с другом и всегда с химическими веществами другого назначения. Учесть все взаимные эффекты такого действия на живые организмы, а также изменения их эффектов при действии разнообразных факторов окружающей среды (температуры, влажности, радиации и др.) теоретически трудно, а практически невозможно. Ввиду огромного, практически бесчисленного количества таких комбинаций сегодня в биосферу попадает несколько тысяч новых химических соединений, все большее число химических загрязнений становится глобальным и фоновым, растет число и интенсивность воздействия на живую природу таких физических факторов, как ионизирующая радиация, электромагнитные поля и т.п. Выявлены некоторые типы комбинированного действия пестицидов. Их сводят обычно к трем возможностям – суммированию токсичности, антагонизму (снижению токсичности смеси по сравнению с суммой ее составляющих) и потенцированию (повышению токсичности выше ожидаемой) [52]. Комплексные (и обычно непрогнозируемые) эффекты проявляются, например, в результате совместного действия ХОП и ФОП [196, 232, 233] (см. также раздел 4.2). Суммирование токсических эффектов пестицидов на теплокровных животных установлено и в остром, и в хроническом опыте. Так, этот эффект обнаружен на примере однократного воздействия пестицидов одного класса, в частности хлорофоса и фосфамида [52], хлорофоса и метафоса [264]. Известны также некоторые смеси пестицидов различных классов, токсические эффекты которых для живых организмов просто суммируются - севина и бутифоса, севина и цианамида [213], гамма-ГХЦГ и ТХФМ [184], кельтана и фталофоса [197], кельтана и метафоса [197]. Чаще суммирование действия пестицидов обнаруживается не сразу, а лишь спустя время - недели, месяцы, годы. Иногда при взаимодействии пестицидов происходит как бы взаимопогашение их влияния и общая суммарная токсичность смеси уменьшается[52]. Подобный антагонизм обнаружен при взаимодействии ряда ФОП и ХОП - кельтана и фозалона, кельтана и антио, мильбекса и фталофоса, фозалона, фосфамида или антио [197]. Наиболее опасный вид комбинированного влияния пестицидов на живые организмы - это потенцирование (токсификация, синергизм) [49]. Потенцирование токсичности установлено при комбинированном действии двух или нескольких пестицидов, в том числе в опытах на теплокровных животных [583]. Комбинированное влияние пестицидов по типу потенцирования оказывают, в частности, гамма-ГХЦГ и ТМТД, а также гамма-ГХЦГ и гептахлор (установлено в опытах на крысах и кошках [638]). Возможно, гамма-ГХЦГ способствует окислению гептахлора в более токсичный эпоксид (так называемый «летальный синтез», см. раздел 4.2.5) [52]. Усиление действия гамма-ГХЦГ и ТМТД наблюдалось и при хроническом введении их кошкам и крысам [638]. Найдено потенцирующее действие смеси, состоящей из дилора и карбофоса [335]. Гамма-ГХЦГ усиливает действие ТМТД при ингаляционном воздействии на кроликов [639]. Тенденция к потенцированию токсических эффектов выявлена также для таких двух пестицидов фосфорорганического и динитрофенольного типа, как актеллик и акрекс (динобутон) [148]. Потенцирование наблюдалось и при хроническом отравлении севином и бутифосом [213], анабазин-сульфатом и тиофосом [292]. Трагизм и безвыходность сложившегося положения состоят в том, что ни один самый подробный регламент применения пестицида не может предусмотреть все многообразие реально складывающихся ситуаций. Часто соблюдение регламента практически невозможно (см. также разделы 2.3 и 4.2). Например, если после обработки сравнительно малотоксичным для почвенной фауны фунгицидом ДНОК пойдет дождь, то это приведет к гибели всех дождевых червей, пораженных этим фунгицидом даже в ничтожных концентрациях. Потеря же дождевых червей в почве на любом поле ведет к долговременным отрицательным последствиям, намного превосходящим положительный эффект действия фунгицида [36]. Все, что было сказано выше относительно совместного действия пестицидов друг с другом, в полной мере относится к комбинированному взаимовлиянию пестицидов с другими физико-химическими факторами – температурой, влажностью и составом воздуха, атмосферным давлением, лучистой энергией, ионизирующей радиацией, даже состоянием данного организма (покой или физическая нагрузка) [52]. Эти данные заслуживают самостоятельного подробного описания, здесь мы приводим лишь несколько примеров. Обращаясь к действию температуры, отметим, что ее повышение способствует увеличению концентрации пестицидов в воздухе рабочей зоны и их более интенсивному всасыванию с поверхности кожи. В условиях высокой температуры воздуха (34-38oC) возрастает токсичность некоторых ФОП, например интратиона и метилмеркаптофоса [277]. Обнаружено усиление токсичности такого ФОП, как антио, при температурах 36-40oC. Среди пестицидов других классов выявлено усиление токсического действия инсектицида севина на организм человека в условиях жаркого климата Узбекистана [227]. Как оказалось, после 14-дневной работы с севином холинэстераза в сыворотке крови рабочих аэродромной площадки была угнетена на 40%. Ранее (см.раздел 9.3.3) уже отмечалось, что даже суточный ход тепературы в водоемах изменяет характер и интенсивность токсического воздействия пестицидов. Высокая температура способна изменять состояние организма как биологически целого, особенно после нарушения регулирующего влияния центральной нервной системы. Значительные функциональные изменения создают иногда совершенно новые условия для резорбции, распределения и элиминации пестицида и для самого его действия. Температурные условия среды влияют на действие пестицида не непосредственно, а вызывают сначала определенные функциональные изменения и, таким образом, как бы становятся внутренними условиями действия. С одинаковым правом здесь можно говорить как о влиянии перегревания на чувствительность организма к пестицидам, так и о влиянии интоксикации на его устойчивость к действию высокой температуры Факторы высокогорья также оказывают воздействие на токсический эффект и кумулятивные свойства некоторых пестицидов - органических производных фосфора, хлора и ртути. Усиление их токсичности при применении в условиях высокогорья объясняется совместным влиянием гипоксии, связанной с недостатком кислорода, и пестицидов (121)Действие пестицидов в зависимости от дозы и экспозиции. Токсичность пестицидов зависит от их назначения и других факторов. Например, для человека более токсичными, как правило, являются инсектициды, нежели гербициды. В зависимости от дозы, т.е. количества вещества, воздействующего на человека, одно и то же химическое соединение может оказывать разное действие. Токсичность может также зависеть от способа проникновения в организм человека, например через желудочно-кишечный тракт или органы дыхания или путем прямого контакта с кожей. В настоящее время ни один из пестицидов, разрешенных для использования в целях защиты продуктов питания в международной торговле, не является генотоксичным (т.е. способным повредить ДНК, что может вызвать мутации или рак). Неблагоприятные проявления в результате воздействия этих пестицидов имеют место только в случае превышения определенной безопасной дозы. Контакт с большим количеством пестицида может вызвать острое отравление или долгосрочные негативные последствия для здоровья, включая раковые заболевания и нарушение репродуктивной функции. В результате многолетних обширных исследований выяснено, что основную опасность представляют остаточные количества ядохимикатов в растительности, которая служит продуктами питания человека и животныхУровень остаточных количеств пестицидов является основным фактором, который определят степень потенциальной опасности. Токсикологическое значение пестицидов обусловлено тем, что они являются, как правило, биологически активными веществами и могут действовать неблагоприятно не только на вредных насекомых, сорные растения и т. п., но оказывают вредное действие и на полезных насекомых, культурные растения, домашних животных, человека. Токсичность пестицидов зависит от их назначения и других факторов. Так, инсектициды, как правило, являются более токсичными для человека, чем гербициды. Одно и то же химическое соединение может оказывать разное действие в зависимости от дозы (т.е. от количества вещества, воздействующего на человека). Токсичность также зависит от способа воздействия на человека (попадание в организм через желудочно-кишечный тракт, органы дыхания или кожу в результате прямого контакта). Контакт с большим количеством пестицида может вызвать острое отравление или долгосрочные негативные последствия для здоровья, включая раковые заболевания и нарушение репродуктивной функции. Большинство используемых пестицидов легко проникает через кутикулу и кожные покровы в ткани растительных и животных организмов. Многие из них способны накапливаться в организме человека и теплокровных животных и вызывать тяжелые заболевания. Некоторые препараты попадают в растения, проникая через корневую систему из почвы и воды, и накапливаются в урожае. С кормом и водой пестициды могут попадать в организм животных и отлагаться в жире, молоке, мясе. Поэтому не только непосредственная обработка растений и животных, но и общее загрязнение среды пестицидами может представлять опасность для здоровья человека. В связи с потенциальной опасностью пестицидов для человека и животных возникает необходимость в достаточно точных и чувствительных аналитических методах контроля за поступлением и распространением пестицидов и продуктов их разложения в водных источниках, накоплением их в гидробионтах и донных отложениях. Наличие подобной информации является основанием для разработки ряда мероприятий, в том числе и регламентов применения пестицидов, направленных на предотвращение проникновения пестицидов в водные источники. Для охраны здоровья потребителей от негативного воздействия пестицидов ВОЗ регулярно проводит обзор фактических данных и устанавливает принятые на международном уровне предельно допустимые значения остаточной концентрации пестицидов в продуктах питания, то есть такие значения, при которых количество пестицида, попадающее в организм человека с продуктами питания на протяжении его жизни, не приводит к негативным последствиям для здоровья. Острая токсичность измеряется величиной  . Это - статистическая оценка количества мг химиката на кг веса тела, необходимая для гибели 50% большой популяции подопытных животных. Эта доза может быть введена в организм разными путями. Обычно, она вводится орально или через кожу. Стандартными подопытными животными являются крысы. Оральные или кожные значения используются в зависимости от того, какой путь имеет более низкое значение для конкретного химиката. Другие эффекты, возникшие в результате либо кратковременной экспозиции (такие как нейротоксичность или мутагенность), либо долговременной экспозиции (такие как канцерогенность), также должны приниматься во внимание, но пестициды, подобные свойства которых известны, не зарегистрированы для применения. Рекомендованная ВОЗ классификация пестицидов по степени опасности и Директивы по классификации (1996-1997), изданные Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ), классифицируют технические продукты в соответствии с остротой риска для здоровья человека следующим образом:· Класс IA-чрезвычайно опасные · Класс IB-очень опасные · Класс II-умеренно опасные · Класс III-малоопасные. Директивы основывались на пестицидах, входящих в список Классификации ВОЗ, в соответствии с их токсичностью и физическим состоянием. Это описано в отдельной статье настоящей главы. Яды попадают в организм через рот (проглатывание), легкие (вдыхание), неповрежденную кожу (чрескожное поглощение) или раны на коже (инокуляцию). Ингаляционная опасность (опасность вдыхания) определяется физической формой и растворимостью химиката. Возможность и степень чрескожного поглощения варьируется в зависимости от химиката. Некоторые химикаты также оказывают прямое воздействие на кожу, вызывая дерматиты. Пестициды применяются в разных формах - как твердые вещества, путем распыления в разбавленной или концентрированной форме, как пыль (мелкая или гранулированная), а также как туманы и газы. Метод применения имеет отношение к степени вероятности поглощения. Химикаты могут смешиваться с твердыми веществами (часто с пищей, использующейся как приманка), водой, керосином, маслами или органическими растворителями. Некоторые из этих разбавителей сами обладают некоторой токсичностью и могут влиять на степень поглощения пестицидного химиката. Многие соединения содержат другие химикаты, которые сами не являются пестицидами, но усиливают эффективность пестицидов. Речь идет о добавках поверхностно-активных агентов. Когда в одном соединении смешивается два и более пестицида, действие одного из них, или обоих, может быть усилено присутствием другого. Во многих случаях, комбинированный эффект смесей проявляется не полностью. Поэтому существует правило, гласящее, что смеси должны всегда рассматриваться как более токсичные, чем любой из компонентов сам по себе. По самой своей природе и предназначению, пестициды оказывают неблагоприятное биологическое воздействие, по крайней мере, на некоторые виды, в которые входит и человек. Приведенная ниже дискуссия предоставляет читателю широкий обзор механизмов действия пестицидов и некоторых из их токсических эффектов. Канцерогенность, биологический мониторинг и предосторожности при применении пестицидов более подробно обсуждаются в других главах настоящей Энциклопедии. Органо-хлорные пестициды (Organochlorine Pesticides) Органо-хлорные пестициды (OCPs) вызывают интоксикацию, следующую за кожным контактом, проглатыванием или вдыханием. Примерами таких пестицидов являются эндрин (endrin), алдрин (aldrin) и диэлдрин (dieldrin). Степень их поглощения и токсичность различаются в зависимости от структуры химиката, а также растворов, сурфактантов и эмульгаторов, использованных в соединении. Выведение OCPs из организма происходит медленно и осуществляется через почки. Клеточный метаболизм включает в себя различные механизмы - окисление, гидролиз и т.д. OCPs имеют сильную тенденцию к проникновению в клеточные мембраны и отложению в жировых клетках организма. Из-за своего тяготения к жировым тканям (липотрофических свойств) OCPs имеют тенденцию сохраняться в центральной нервной системе (ЦНС), печени, почках и миокарде. В этих органах они вызывают нарушение функции важной ферментной системы и разрушают биохимическую активность клеток. OCPs очень склонны к поглощению жирами и имеют тенденцию накапливаться в жировых тканях по мере сохранения состояния экспозиции. Когда экспозиция прекращается, они медленно высвобождаются в ток крови, часто в течение многих лет. Из тока крови они могут быть перенесены в другие органы, где могут вызвать возникновение генотоксических эффектов, включая рак. Подавляющее большинство жителей США, например, имеют определяемые уровни органо-хлорных пестицидов, включая продукты распада ДДТ, в своих жировых тканях, причем концентрации этих веществ в организме возрастают по мере старения, отражая накопления, создавшиеся в течение всей жизни. Ряд OCPs, которые использовались во всем мире как инсектициды и гербициды, также являются подтвержденными или подозреваемыми канцерогенами для человека. Более подробно этот вопрос обсуждается в главах "Токсикология" и "Рак"настоящей Энциклопедии. Острые интоксикации Алдрин, эндрин, диэндрин и токсафен (toxaphene) чаще всего вызывают острое отравление. Задержка в проявлении симптомов тяжелого острого отравления составляет примерно 30 минут. Для OCPs с более низкой токсичностью этот период равен нескольким часам, но не более чем двенадцати. Интоксикация проявляется желудочно-кишечными симптомами: тошнотой, рвотой, диареей и желудочными болями. Основным синдромом является церебральный: головная боль, головокружение, атаксия и парестезия. Постепенно возникает тремор, начинающийся с глазных век и лицевых мускулов, который затем спускается вниз по всему телу и конечностям. В тяжелых случаях это приводит к приступам тоническо-клонических судорог, которые постепенно распространяются на разные мускульные группы. Конвульсии могут быть связаны с возросшей температурой тела и потерей сознания, а их результатом может стать смерть. В дополнение к церебральным признакам острые интоксикации могут привести к бульбарному параличу дыхательного и/или вазомоторного центра, что вызывает острую дыхательную недостаточность, или апноэ, переходящую в тяжелый коллапс. У многих пациентов развиваются признаки токсических гепатитов и токсической нефропатии. После того, как эти симптомы исчезают, у некоторых пациентов развиваются признаки пролонгированного токсического полиневрита, анемии и геморрагической диастезии, связанной с ослабленным кровяным давлением тромбоцитов. Типичной для токсафена является аллергическая бронхопневмония. Продолжительность острых интоксикаций OCPs составляет до 72 часов. Когда функция органа серьезно ослабляется, болезнь может продолжаться до нескольких недель. Осложнения в случае повреждения почек и печени могут быть очень продолжительными. (140)Действие пестицидов на птиц и позвоночных животных. Отравления животных и накопление остаточных количеств пестицидов в их организме происходят в результате неправильного применения химических средств защиты скота от насекомых, при поедании животными растений, содержащих остатки пестицидов, протравленного зерна, при использовании воды из загрязненных водоемов, скармливании корма в таре из-под пестицидов и случайном контакте с ними животных. Угроза отравления птиц и рыб возникает при использовании стойких препаратов и нарушении правил их хранения, транспортировки и применения, когда возможен контакт с разбросанными или смытыми в водоемы пестицидами. Систематическое применение веществ, обладающих кумулятивными свойствами, приводит к концентрации их в организмах, которые служат кормом для птиц и рыб. Для предупреждения отравлений и обеспечения безопасности при использовании пестицидов необходимо: • применять только препараты, разрешенные для использования на территории РФ в текущем году; • строго соблюдать все регламенты на применение препаратов, и в первую очередь нормы расхода, сроки обработок, сроки ожидания; • соблюдать сроки выхода на обработанные участки для ручных и механизированных работ, сроки выпаса скота на обработанных участках; • учитывать регламенты на использование получаемой с обработанных участков продукции; • контроль за содержанием остаточных количеств пестицидов в продуктах питания, воде; • строго соблюдать санитарные правила и нормы. Действие пестицидов на теплокровных животных и человека. В организм теплокровных пестициды могут попадать: • при непосредственной работе (в период хранения и применения); • с пищей, содержащей остатки пестицидов; • с водой из загрязненных водоемов; Проникнув в организм, пестициды быстро распределяются в нем, избирательно накапливаясь в отдельных органах тела, в жировой ткани. В первую очередь и в больших количествах пестициды накапливаются в печени, почках, легких, сердце. Большинство из них в небольших количествах проникают в мозг. В местах накопления пестициды подвергаются метаболизму, что приводит к активации или дезактивации действующего вещества. Токсические вещества и их метаболиты могут выделяться всеми органами, обладающими внешнесекреторной функцией. Одни из них выводятся из организма за несколько часов, другие — за несколько суток. Очень стойкие химические вещества могут циркулировать в организме месяцами. Большинство из них выделяются через почки с мочой. Труднорастворимые в воде вещества выделяются в основном через печень с желчью в кишечник; летучие вещества — через легкие с выдыхаемым воздухом. Особое внимание следует уделять пестицидам, способным выделяться из организма с грудным молоком у животных и с яйцом у птиц, поскольку это создает угрозу потомству. Механизм токсического действия пестицидов и его проявления очень различны. Одни соединения конкурируют с природными субстратами за фермент, другие - выступают как аналоги субстратов, третьи -взаимодействуют с активными группами ферментов и т. д. Изучение механизма действия пестицидов на теплокровные организмы создает основу для целенаправленного поиска противоядий. Пестициды могут вызывать острые и хронические отравления, поражая органы и системы, нарушая процесс обмена веществ, усугубляя течение имеющихся ранее заболеваний. Отравления пестицидами могут быть профессиональными и бытовыми. Профессиональные отравления отмечали среди лиц, готовящих рабочие составы пестицидов или обрабатывающих сады, поля, протравливающих семена. Отравления происходили при случайном разбрызгивании пестицидов при ремонте аппаратуры, питье воды, приеме пищи и курении во время работы с ними. Отмечены случаи интоксикации при уходе за растениями (прополка, обрезка и т. д.) вскоре после применения пестицидов. В большинстве случаев причина профессиональных отравлений - проведение работ без необходимых индивидуальных средств защиты. В целях профилактики профессиональных отравлений следует строго выполнять правила работы, хранения и транспортировки пестицидов, правильно использовать подобранного индивидуальные средства защиты, соблюдать установленные сроки выхода на обработанные поля. Отравления лиц, не имеющих непосредственного отношения к работе с пестицидами, относят к бытовым. Значительная их часть связана с небрежным хранением препаратов. Очень опасно использовать тару из-под пестицидов в качестве емкости для пищевых продуктов. Нередки случаи отравления при неумелом применении пестицидов для борьбы с синантропными (сопровождающими человека в быту) насекомыми. Для профилактики бытовых отравлений необходимы строгий контроль применения, хранения и транспортировки препаратов и устранение путей загрязнения внешней среды. Особое значение имеет защита теплокровных животных от отравления. Это важно не только для сохранения полезных животных, но и для исключения возможного источника поступления ядов в организм человека с продуктами животного происхождения. (116) Доза пестицидов, как мера токсичности (летальная, среднелетальная, сублетальная, пороговая, стимулирующая). токсическая доза — масса вещества, вызывающая в организме определенный не желаемый эффект. Дозу выражают в единицах массы пестицида по отношению к единице массы обрабатываемого объекта. Подпороговая (стимулирующая) доза - наибольшее количество вещества, не вызывающее изменения в организме. Пороговая доза - наименьшее количество вещества, вызывающее в организме изменения, выявляемые наиболее чувствительными биохимическими и физиологическими тестами при отсутствии внешних признаков отравления животного. Сублетальная доза — доза пестицида, вызывающая значительные нарушения жизнедеятельности организма, но не приводящая к его гибели. Летальная (смертельная) доза - доза пестицида, вызывающая гибель подопытного объекта. Токсичностью характеризуются вещества не только синтетические химические, но и растительного и животного происхождения Зависимость биологической активности пестицидов от химического строения. (120) Зависимость токсического действия пестицидов от их химического состава и строения. Опасность отравления пестицидами зависит от природы соединения, его агрегатного состояния, продолжительности контакта, степени летучести токсиканта, его устойчивости к окружающей среде (персистентность), способности к кумуляции (накопление в организме). Персистентность очень важна для оценки токсичности пестицидов. Пестициды делятся по устойчивости в почве на очень стойкие, период разложения которых составляет более 1 года, стойкие – от 6 месяцев до 1 года, умеренно стойкие – от 1 до 6 месяцев, малостойкие – до 1 месяца. Кумуляция пестицидов в организме человека и животных характеризуется коэффициентом кумуляции, который определяется отношением суммарной дозы препарата, вызывающей гибель 50 % подопытных животных при многократном введении, к дозе, вызывающей гибель 50 % животных при однократном введении. Если коэффициент кумуляции менее 1, вещество обладает сверхкумуляцией, при коэффициенте кумуляции 1–3 у вещества выраженная кумуляция, при коэффициенте 3–5 умеренная, при коэффициенте боле 5 – слабовыраженная кумуляция. Различные классы пестицидов обладают в большей или в меньшей степени эмбриотоксичностью, иммунотоксичностью, гепатотоксичносью и другими видами токсичности. Зависимость эффективности применения фунгицидов от сроков обработки, качества опрыскивания и погодных условий. 1. Следует соблюдать установленные в соответствии с рекомендациями нормы расхода препарата (в кг/га, л/га) и проверять правильность их в полевых условиях путем измерения обработанной площади за одну заправку опрыскивателя (отклонение от нормы - не более 5%). Аналогичные расчеты должны быть проведены и в конце рабочего дня с учетом расхода гербицида на всю обрабатываемую площадь. 2. Соблюдение расчетного количества нормы расхода рабочей жидкости (в л/га). Ее устанавливают на стационаре путем тщательной проверки всех узлов опрыскивателя и калибровки распылителей. Распылители должны быть одного типа с одинаковым диаметром отверстий, и каждый из них необходимо проверить путем прямого измерения количества жидкости за одну минуту при заданном давлении. Всю работу проводят на одной установленной скорости и при постоянном давлении, изменение их значений недопустимо. 3. Наличие «огрехов», то есть необработанных полос, а также полос с двойной накладкой волны распыла - перекрытием. Этих недостатков можно избежать при использовании сигнальщиков, технологической колеи или спутниковой навигации. Для выявления ширины огрехов или перекрытий при наземной обработке проводят измерение от середины одной колеи трактора до середины другой колеи, это расстояние должно соответствовать ширине захвата опрыскивателя. 4. Равномерность распределения рабочей жидкости по ширине захвата (коэффициенты вариации); диспергирования рабочей жидкости (диаметр капель); густоты покрытия обрабатываемой поверхности (число капель на 1 см2). Определение показателей опрыскивания проводят на рабочей жидкости, представляющей собой 1-5%-ный раствор нигрозина, родамина или других красителей, которая осаждается на улавливающие поверхности. Используют стандартные предметные стекла или полиэтиленовые пленки (50x70 мм) для определения равномерности распределения препарата по ширине захвата, а для определения густоты покрытия и размера капель - карточку из мелованной бумаги (50X70 мм). При испытании штанговых опрыскивателей улавливающие поверхности располагают с интервалом 0,2-0,3 м и раскладывают на деревянных или фанерных дощечках в трех сечениях, перпендикулярных направлению движения опрыскивателя с расстоянием между сечениями 10-20 м. Густоту покрытия (число) капель на 1 м2 определяют подсчетом капель на карточках из мелованной бумаги под микроскопом, с учётом площади карточки. Значение антидотов и трансгенных растений при применении гербицидов (примеры). Вещества, стимулирующие адаптивные возможности растений (индукторы устойчивости), представляют научный и практический интерес. Индукторы устойчивости растений к фитотоксикантам получили название антидотов гербицидов.[7] Это химические соединения, способные обезвреживать попавшие в растения токсические вещества.[3] Применение антидотов в смеси с гербицидами представляется предпочтительным по экономическим соображениям, поскольку уменьшаются затраты на дополнительную обработку антидотом. Введение антидота в гербицидный препарат преследует цели уменьшения токсичности действия гербицида на культурные растения без изменения гербицидной активности в отношении сорняков.[7] Сегодня практическое применение в нашей стране в качестве антидотов нашли такие соединения: мефенпир-диэтил, клоквинтосет-мексил, нафталевый ангидрид, ципросульфамид, изоксадифен-этил Механизм действия. Не существует единой теории о механизме действия антидотов гербицидов. Он определяется как химической природой антидотов (строением молекул, способных вступать во взаимодействие с гербицидными структурами), так и физиологическим состоянием растений, прямым или косвенным влиянием биотических и абиотических факторов на протекающие биохимические процессы.[1] Считается, что это может происходить разными путями: например, за счет конкурентного связывания молекулы антидота с биохимической мишенью в организме культуры, предотвращающее воздействие на нее гербицида. Возможна ситуация, когда антидот выступает в роли своеобразного «реаниматора», активизируя активность тех ферментов культурного растения, которые угнетаются гербицидом. К одним из более вероятных механизмов относится активация антидотом группы ферментов, ответственных за разложение и выведение из организма действующего вещества гербицида, так что его концентрация остается на безопасном уровне.[2] В общем виде наиболее очевидный механизм действия препаратов – увеличение детоксикации гербицида в защищаемых растениях. Некоторые аспекты механизма действия конкретных гербицидов, описанные в различных источниках, не исключают возможности конкурентного взаимодействия антидотов и соответствующих фитотоксикантов, влияющих на состояние гормональной и ферментной систем растений, включая синтез белка и других важных компонентов растительной клетки. От этого может зависеть скорость поглощения и детоксикации гербицидов растениями. Например, нафталевый ангидрид, действуя на гормоны растений, может восстанавливать образование липидов, а при обработке семян – ингибировать поглощение гербицидов растениями.[1] Также, этот антидот является самым эффективным веществом в плане нейтрализации фитотоксического действия сульфонилмочевин среди коммерческих антидотов. Предпосевная обработка семян этим антидотом обеспечивает частичную защиту от хлорсульфурона сорго, пшеницы, риса, кукурузы; увеличивает в три раза устойчивость тэффа к гербициду, что дает возможность безопасно использовать его в этих посевах; предупреждает повреждение кукурузы, пшеницы и ячменя, вызываемые метсульфуроном или сульфометуроном. В это же время антидот не защищает от воздействия хлорсульфурона лук, райграс, свеклу, фасоль, подсолнечник. Опудривание семян кукурузы нейтрализует фитотоксическое действие метсульфурона.[5] Изоксадифен-этил в кукурузе катализирует распад действующих веществ в точках роста, где происходит деление клеток. Это обуславливает отсутствие фитотоксичности и высокую селективность к культуре. В сорняках изоксадифен-этил неактивен.[6] На биохимическом уровне антидоты могут действовать либо как биорегуляторы, регулирующие количество данного гербицида, достигающего мишень в активной форме, либо как антагонисты гербицидного эффекта в той же точке действия.[5] |