Зинченко В.А. Химическая защита растений. Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведении
 Скачать 6.21 Mb.
|
|
176 Препараты Строби, В Д Г (5 0 0 г/к г) и Строби, К С (5 0 0 г/л). Фунгициды на основе крезоксим-метила отличаются более длительным остаточным эффектом, подавляют прорастание спор. Высокая концентрация пестицида в паровой фазе повышает эффективность препаратов. Механизм действия *— ингибирование митохондриального дыхания вследствие подавления активности цитохром с-редуктазы. Избирательность действия обеспечивается различием в скоростях энзиматической деэтерификации в различных объектах. Препараты на основе крезоксим-метила рекомендованы для обработок яблони и груши (период ожидания — 35 дней, томатов (10 дней, огурцов (2 дня, винограда (10 дней, смородины икры жовника (28 дней. МДУ в яблоках, грушах, черной смородине — 0,1 мг/кг, огурцах, томатах, винограде — 0,5 мг/кг. Препарат на основе трифлоксистробина — Зато, ВДГ (500 г/кг) рекомендован для обработки (0,014%-ным рабочим раствором) яблони и груши против парши, мучнистой росы, монилиоза, аль- тернариоза, черной (сажистой) пятнистости, филлостиктоза. Период ожидания — 14 дней. МДУ в яблоках и грушах — 0,05 мг/кг. 7.7.7. ПРОИЗВОДНЫЕ ОКСАТИИНА, ПОДАВЛЯЮЩИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ МЕТАБОЛИЗМ Механизм действия. К числу препаратов, ингибирующих энергетический метаболизм, относятся широко применяемые протра вители семян, действующим веществом у которых является кар- боксин. Селективность его обусловлена специфичностью проникновения в клетки. Чувствительные виды патогенов с большей скоростью ив большей степени поглощают их из раствора, чем устойчивые. Производные оксатиина — высокоспецифические ингибиторы окисления сукцината вдыхательной цепи грибов и действуют на комплекс II электронотранспортной цепи — сукцинат — убихи- нонредуктазу. Исследования с помощью ЯМР показали, что подавление комплекса II происходит между центром сук- цинатдегидрогеназы и убихиноном. Карбоксин — 2 ,3 -д и гидр оме т ил фенил кар б а мои л -1 ,4 'О к - сатии н Входит в состав комбинированных препаратов Витавакс 200, Фетром, Витарос, Колфуго Дублет, ТЕРРминатор. Карбоксин легко поглощается растениями как привнесении в почву, таки при обработке семян. Прорастающие семена особенно активно поглощают действующее вещество впервые ч после прорастания. Оно быстро перемещается с транспирационным током вверх по ксилеме в количествах, достаточных для уничтожения инфекции в растении, накапливается по краям листьев ив Зинченко В. А старых листьях. Вниз по флоэме не перемещается. В почве сохраняется 2...3 нед, деятельность микроорганизмов, вносимых с удобрениями, не подавляет. На поверхности листьев почти полностью инактивируется под действием солнечного света зач, поэтому препараты на основе карбоксина применяют только для обработки семян. Основными метаболитами в растениях являются сульфоксид (90...92 %) и сульфон (8... 10%). Активность сульфоксида враз меньше, чем карбоксина, поэтому последний считается эффективным фунгицидом скорее лечебного, чем защитного действия Карбоксин не обнаруживается в растении через 6 нед после посева, а его метаболиты — через 10 нед. Препараты на основе карбоксина — системные фунгициды лечебного и короткого защитного действия. Они эффективны против всех видов головни, ризоктониоза и гельминтоспориоза, малоэффективны против возбудителей плесневения семян, фузариоза и септориоза. 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 фу зариозных корневых гнилей (препараты Колфуго Дублет, ТЕРРми- натор). Карбоксин среднетоксичен для теплокровных животных. Кумулятивные свойства слабо выражены (Ккум = 6,8). Имеет место функциональная кумуляция. При работе с ним необходимо защищать кожные покровы и конъюнктиву. В сельскохозяйственной продукции не накапливается, остаточные количества в урожае не допускаются 8. СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ ОТ СОРНЯКОВ — ГЕРБИЦИДЫ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГЕРБИЦИДАХ Гербициды — это пестициды, эффективные в борьбе с травянистой растительностью. Некоторые из них, кроме того, обладают арборициднът действием (эффективны против нежелательной кустарниковой и древесной растительности) или альгицидной активностью (эффективны против водной растительности). Классификация гербицидов по разным параметрам представлена на рисунке 8. Гербициды применяют для защиты культурных растений от 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, те. токсичностью для растений. В тоже время они должны обладать высокой 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 устойчивых к нему культурах. В связи с этим, применяя гербициды, необходимо учитывать не только чувствительность к ним сорных растений, но и степень устойчивости (толерантности) культур. Современный ассортимент гербицидов позволяет уничтожить практически все наиболее распространенные сорные растения, однако при этом важно, чтобы гербициды не оказывали отрицательного действия на защищаемые растения и обеспечивали получение экономически обоснованных прибавок или сохраненного урожая. Для этого необходимо хорошо знать степень устойчивости культуры к применяемому гербициду, сроки его применения, биологическую активность, а также соблюдать все регламенты Объекты воздействия Способы проникновения Сроки обработки С о р н ы ер астения Деревья, кустарники Водная растительность Контактные - Системные ►гербициды ►арбориииды -альгициды И \ г Довсходовые Послсвсходовые Химическое строение Механизм действия Д о посева О дно временно с посевом После посева При появлении первых всходов В фазе куш ен и я При высоте растений см П рои зво дн ы е фен о кси уксусной, пропионовой им аслян ой кислот Производные триазина П рои зво дн ы е кар б амин о войти о - иди ти о кар б амин овой кислот Производные су льф они лм о ч еви н ы Нарушение процесса фотосинтеза Гормональное действие Угнетение деления клеток Нарушение синтеза аминокислот Избирательность действия Топографическая Биохимическая Рис. 8.1. Классификация гербицидов. 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 без ухудшения его качества или даже улучшение. Под биологической эффективностью гербицидов понимают способность их уменьшать число сорняков, снижать их массу, угнетать рост. Строго говоря, все гербициды фитотоксичны, но степень токсичности определяется нормой расхода препарата, видом и состоянием растения, а также факторами окружающей среды. Ранее указывалось, что при многократных обработках инсектицидами вредителей, дающих за сезон много поколений, развивается приобретенная устойчивость (резистентность. Это происходит в результате отбора популяций вредителей, устойчивых к применяемому пестициду. У растений, как сорных, таки культурных, дающих за сезон одно поколение, такой путь повышения устойчивости маловероятен, хотя его нельзя исключить полностью. Известны случаи развития приобретенной устойчивости некоторых сорных растений при использовании на участке одного итого же гербицида в течение многих лет. Например, марь белая, изначально чувствительная к производным триазина (Симазину* и Атрази- ну, 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 защищаемых культур к гербицидам оценивают по положительному эффекту воздействия на них химических обработок. Сточки зрения производителя сельскохозяйственной продукции, применение гербицидов необходимо не столько для уничтожения сорняков, сколько для повышения урожая и улучшения его качества. Результат воздействия обработки гербицидом на защищаемую культуру находится в сложной зависимости от следующих пара метров: • биологическая эффективность гербицида; • отзывчивость сорта на снижение засоренности и, следовательно, улучшение условий произрастания; • фитотоксичность гербицида для культуры и реакция последней на гербицид как на стресс-воздействие. Положительное воздействие на культуру обработок гербицидами обусловлено, прежде всего, устранением конкуренции со стороны сорных растений. Чем выше биологическая активность препарата, тем меньше остается сорных растений, конкурирующих с культурными заводу, свет, элементы питания, и тем выше будут прибавки урожая. Разные культуры и даже сорта неодинаково отзываются на улучшение условий произрастания. При одинаковой биологической эффективности гербицида прибавки урожая по разным культурам могут быть очень различными, а иногда их вообще может не быть. Отзывчивость растений на разные воздействия определяется их генетическими особенностями и размахом изменчивости. Гербициды являются для растений 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 сначала нарушается обмен веществ, происходит распад сложных соединений, накопление простых сахаров, аминокислот, но эти изменения обратимы, и чем быстрее начнутся обратимые процессы, тем эффективнее будут процессы активации. При этом включаются репарационные системы, повышается активность ферментов, усиливается синтез белков, фосфолипидов, сахаров, играющих защитную роль. Все это приводит к стимуляции фотосинтеза, усилению роста, повышению отзывчивости на удобрения, на улучшение условий произрастания и обеспечивает сохранение урожая. Если растения долго угнетены под воздействием гербицида сложились особые погодные условия или культуры малоустойчивы к гербициду, активация в обмене веществ не происходит в течение длительного периода, значит, она будет слабой и прибавка урожая — менее значительной. Однако всплеск активности в обмене веществ при реакции на стресс-воздействие гербицида не проходит бесследно и для устойчивой культуры. Как образно выражаются ученые, происходит расплата зарегулирование гомеостаза. Это проявляется 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, I и II репродукции сорта. При первичном воздействии гербицида на сорт и при периодических обработках (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 применения 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. ИЗБИРАТЕЛЬНОСТЬ И МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ГЕРБИЦИДОВ. АНТИДОТЫ И ТРАНСГЕННЫЕ РАСТЕНИЯ У гербицидов, как и у других пестицидов, избирательность может быть топографической и биохимической (табл. 8. 1). 8.1. Механизм действия и избирательность гербицидов Препарат Механизм действия Признак повреждения Избирательность Условие эффективного действия Арилоксиалкилкарбоновые кислоты 2.4-Д 2М-4Х 2.4-ДП 2М-4ХГІ Эптам Е Эрадикан 6Е Атразин Промет- рин Нарушает гормональный статус растения, вызывает гипертрофированное деление меристематичес- ких клеток Формативное разрастание тканей, искривление растений, остановка роста Образуются конъюгаты, которые плохо передвигаются по рас тению Хорошие условия для роста и развития, оптимальная температура 16...20°С Производные карбаминовой и тиокарбаминовой кислот Нарушает деление Угнетение роста Топографи- клеток в период ческая, анти- прорастания се- доты мян Производные триазина Нарушает фотолиз Хлороз листьев, Биохимичес- воды. фотосинтез увядание кая детокси кация, топо графическая Хорошая обработка почвы Оптимальные температура, освещение, влаж ность Производные сульфонилмочевнны Глин* Гранстар В точках роста ин- Останавливается гибируют ацето- лактаткиназу -> образование аминокислот с разветвленной цепью (валин, изолейцин) рост растения, а через 10 дней оно буреет, краснеет, обугливается, погибает Детоксици руется в устойчивых растениях, антидоты Производные арилоксипропиоиовых кислот Иллоксан Нарушают био- Фуроре- синтез липидов — супер 7.5 каротиноидов в Тарга меристематичес- ких тканях -> в точку роста —» за сыхает Покраснение листьев, они приобретают буро красный оттенок с красными прожилками. Погибают сорняки через 10...30 дней Молодые активно растущие растения Чувствитель ные более интенсивно поглощают гербицида устойчивые быстрее дето ксицируют Эффективны в период оттока веществ в корни Продолжение Препарат Механизм действия Признак повреждения Изби рателъность Условие эффективного действия Фосфорорганические гербициды Глифосат Ингибирует синтез ароматических аминокислот, которые образуются только в растениях (триптофан, тирозин, фенилала нин) Растения при- Неизбиратель- Активный рост обретают светло- ный, токсичен и развитие зеленую окраску, желтеют, верхушки обесцвечиваются, теряют тургор, засыхают для всех расте- растении ний. Устойчивы трансгенные соя, свекла, кукуруза, пшеница, рапс В практике применения гербицидов особенно важно знать и учитывать топографические причины избирательности действия, поскольку в этом случае культура также чувствительна к гербициду, как и сорняки, поэтому при обработках препарат не должен попадать на защищаемые растения. Некоторые культуры проявляют столь высокую чувствительность к гербицидам, что достаточно сносимых ветром капель раствора гербицида с соседнего поля, чтобы уничтожить их всходы. Неслучайно, что защитная полоса от культуры, обрабатываемой гербицидом, до культуры, чувствительной к нему, должна быть не менее 2000 м. Если зерновые культуры обрабатывали гербицидом типа Да после этого недостаточно хорошо промытый опрыскиватель заправили инсектицидом и обработали посевы свеклы, то всходы культуры могут быть уничтожены теми количествами гербицида, которые остались в опрыскивателе после его промывки. Топографическая избирательность характерна для препаратов, у которых действующим веществом является глифосат. Их приме тают для обработки садов, ягодников, но опрыскивание должно быть направленным, чтобы рабочий состав не попадал на защищаемые растения, а также паровых полей и земель несельскохозяйственного пользования. К настоящему времени разработаны методы генной инженерии, которые позволяют трансформировать многие виды растений, вводя в них различные признаки, в том числе и устойчивость 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, кукурузы, пшеницы, рапса, характеризующиеся биохимической устойчивостью к гербицидам на основе глифосата. 184 8.2. Классификация гербицидов по механизму действия Механизм действия Гербициды 1. Гормоноподобное действие. Ингибиторы нециклического фотофосфорилирования Производные арилоксиалкилкарбоновых, бензойной и пиколиновой кислот 1,3,5-триазины, производные фенилмочевины, ацетанилиды, гидроксибензонитрилы, фенил- карбаматы, производные урацила, триазиноны, бентазон, хлоридазон 3. Ингибиторы циклического фо- Производные дипиридилия тофосфорилирования 4. Ингибиторы ацетил-СоА- карбоксилазы. Ингибиторы синтеза жирных кислот с длинной цепочкой. Ингибиторы биосинтеза ароматических аминокислот. Ингибиторы биосинтеза аминокислот с разветвленной цепочкой (ингибиторы ацетолактат- синтетазы или синтетазы ацето- гидроксикислот 8 . Ингибиторы деления клеток 2,6-динитроанилины, 2-хлорацетанилиды Производные арилоксифеноксикислот, цик- логександионоксимы Тиокарбаматы Глифосат Производные сульфонилмочевины имидазоли- ноны, триазолпиримидин сульфонамиды, пи- римидинные тиобензоаты В таблице 8.1 приведены примеры механизма действия, причин избирательности основных групп гербицидов, указаны признаки фитотоксичности и условия, способствующие ее проявлению. Например, гербициды — производные арилоксиалкилкарбо новых кислот нарушают гормональный статус растений, вызывают гипертрофированное деление меристематических тканей, разобщают окислительное фосфорилирование. Это приводит к формативному разрастанию тканей, искривлению, утолщению и растрескиванию стеблей, остановке роста. Условия, способствующие росту и развитию растений при оптимальной температуре С, способствуют проявлению токсического действия, которое может проявляться ив темноте, те. безучастия процесса фотосинтеза. К гербицидам этой группы проявляют устойчивость зерновые культуры, многолетние травы и злаковые сорные растения. Установлено, что в устойчивых растениях гербицид, нанесенный на лист, слабо передвигается в другие части растения ив меристема- тические ткани, так как образует вместе нанесения малоподвижные конъюгаты с полипептидами, аминокислотами, сахарами. В чувствительных двудольных растениях (в частности, в фасоли) значительная часть меченого гербицида передвигается из точки нанесения в другие части ив меристематические ткани, в которых проявляется фитотоксичность. В последнее время для повышения устойчивости защищаемых культур к гербицидам в их состав вводят специальные вещества |