Механизмы действия пестицидов. Стробилурины

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное Бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСха имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО ргау - МСХА имени К.А. Тимирязева)

Факультет агрономии и биотехнологии

Кафедра защиты растений

Реферат

Механизмы действия пестицидов. Стробилурины

Москва, 2020

Введение

Фунгицид - вещество химического или биологического происхождения, предназначенное для борьбы с заболеваниями растений. Определение "фунгицид" является производным от корней двух слов: "fung" - гриб, "cide" - сокращать, уничтожать. Смысловой перевод термина - средства, уничтожающие грибы. Тем не менее, практика защиты растений расширила данное понятие, включив в него не только препараты, токсичные для грибов, но и вещества, эффективные против иных инфекционных болезней сельскохозяйственных культур. Сельское хозяйство не стоит на месте, всё больше отраслей развиваются, делают шаг вперед. Изменения претерпевает и отрасль химической защиты растений. Так, на рынке появилась достаточно "молодая" группа пестицидов из класса стробилуринов (Пикушева, 2019). фунгицид стробилурин химический

В данной работе освещены основные сведения о стробилуринах, их физико-химические свойства, механизм действия на вредные организмы, препараты на основе действующих веществ, применение в сельском хозяйстве, токсикологические свойства и характеристика действия на агроэкосистемы.

Общие сведения

Стробилурины - класс пестицидов, "молодая" группа контактных фунгицидов со специфическим механизмом действия.

В группу стробилуринов входят синтетические вещества, сходные по своему строению с естественными фунгицидными токсинами - стробилуринами А и В, выделенными из культуры микроорганизмов Strobilurus tenacellus. В последние 25 лет группа получила интенсивное развитие благодаря широкому спектру действия препаратов, их высокой биологической активности, относительной безопасности для человека и малой опасности для окружающей среды (Попов, 2003). Вещества относятся к производным в-метоксиакриловой кислоты (Зинченко, 2012).

Рисунок 1 - Грибы Strobilurus tenacellus - источники природных фунгицидных токсинов стробилуринов А и В.

Наиболее активные аналоги стробилурина представлены метоксиакрилатами (рис.2) (азоксистробин) и метоксииминоацетатами (крезоксимметил и трифлоксистробин, пираклостробин, пикоксистробин, флуаксастробин) (Попов, 2003).

Рисунок 2 - Трехмерная молекула азоксистробина

Из-за широкого спектра действия и практической безопасности для окружающей среды стробилурины считаются наиболее существенной группой фунгицидов, появившейся после препаратов триазольного ряда. Эти вещества можно отнести к биофунгицидам, ибо они имеют природное происхождение (Тютерев, 2001).

Стробилурины активно влияют на биологические и физиологические реакции растений зерновых культур, отмечаемые в виде увеличения массы зерна. У растений, обработанных препаратами, дольше оставались зелеными листья, процесс старения замедлялся и повышалась фитосинтезирующая активность (Гришечкина, 2003).

Основные свойства и характеристики стробилуринов

Физико-химические свойства

Обязательным условием биологической активности стробилуринов является наличие метокси-группы при карбоксиле. Гидролиз эфирной связи приводит к потере активности вещества (Попов, 2003).

Все соединения этой группы в водной среде стабильны, гидролизуются с повышением рН. Слабо подвергаются фотолизу. Невысокая растворимость в воде ограничивает их системную активность. Метоксииминоацетаты (крезоксим-метил и трифлоксистробин) обладают летучестью (Попов, 2003).

Действие на вредные организмы

Стробилурины являются контактными фунгицидами с лечащим действием и частичным системным эффектом (передвигаются в пределах листа.

Фунгицидное действие стробилуринов обусловлено способностью веществ подавлять митоходриальное дыхание клеток патогенов. Эти препараты наиболее эффективны при применении в ранние стадии развития инфекции, поскольку они подавляют прорастание конидий, первоначальный рост мицелия и предупреждают спорообразование. При нормах расхода 100-300 г д.в./га они препятствуют развитию патогенов из классов базидиомицетов (ржавчина), аскомицетов (настоящие мучнистые росы), оомицетов (ложные мучнистые росы) и дейтеромицетов (септориоз), обладая при этом длительным защитным эффектом - до шести недель. Стробилурины успешно подавляют развитие популяций грибов, устойчивых к бензимидазолам, фениламидам и ингибиторам синтеза стеринов. Но при широком использовании веществ этой группы очень быстро происходит накопление в популяции генотипов, устойчивых к стробилуринам (Попов, 2003).

Механизм действия стробилуринов связан с нарушением электронного транспорта в комплексе III митоходриальной мембраны. Это приводит к угнетению клеточного дыхания. Комплекс III (убихинон-цитохром с-оксидоредуктаза, или bc1-комплекс) является промежуточным звеном в цепи митохондрий эукариот и дыхательных ферментов бактерий. Комплекс катализирует перенос электронов от убихинона к цитохрому с. Энергия окислительно-восстановительной реакции при этом превращается в хемиосмотический мембранный потенциал (Зинченко, 2012).

Препараты обладают тремя источниками эффективности совершенно нового мезосистемного действия. Они хорошо взаимодействуют с поверхностью растений, поглощаются восковым слоем листьев и плодов; в дальнейшем они перераспределяются на микроуровне по поверхности растения благодаря образованию газовой фазы и постоянному притоку действующего вещества. Кроме того, они проникают в ткани растения и обладают трансламинарной активностью, что повышает их эффективность (Ганиев, 2006).

В дополнение к отличному профилактическому действию, стробилурины - сильные антиспорулянты. Это значит, что при обработке после заражения растений патогенами они не препятствуют появлению инфекционных пятен, но вторичные споры в этом пятне практически не образуются. Это особенно важно для таких болезней, как парша яблони, когда экономически значимые потери обычно связывают со вторичными спорами, развивающимися на инфицированных листьях, то есть с вторичным перезаражением и распространением болезни. Стробилурины в большей степени, чем другие лечебные фунгициды, снижают количество именно спорулирующих инфекционных пятен при раннем опрыскивании (Баздырев, 2014).

Резистентность. Перекрестная устойчивость установлена между стробилуринами - метоксиакрилатами, оксиминоацетатами и не стробилуринами со сходным механизмом действия - оксазолиндиндионами. Устойчивость к этой группе может возникнуть у большинства видов грибов (Калинина, 2010).

Полевая резистентность к стробилуринам зарегистрирована у мучнистой росы огурца, мучнистой росы зерновых культур и у возбудителей серых гнилей на овощных в теплицах (Гришечкина, 2003).

Резистентность возникает благодаря механизму действия: в митохондриях при ингибировании стробилуринами активности цитохрома b могут легко активироваться альтернативные пути переноса электронов. В последнее время появились данные, что высокая степень устойчивости к стробилуринам (например, в 200 раз меньшая чувствительность к ним у полевого изолята возбудителя мучнистой росы пшеницы) обусловлена одной точковой мутацией в той части молекулы цитохрома b, которая определяет связывание этого фермента с фунгицидами. При этом, активный центр фермента не изменяется, и устойчивые (мутантные) формы грибов не теряют жизнеспособности в результате мутации и приобретения устойчивости к стробилуринам (Тютерев, 2001).

Для предотвращения появления приобретенной резистентности разрешается за сезон проводить только 1-2 обработки (в некоторых случаях - три) с интервалом 14-16 дней и применять препараты только в системе чередования фунгицидов с отличными от стробилуринов механизмом действия. Для овощных и плодовых это триазолы, этиленбисдитиокарбаматы, препараты на основе меди и серы. При обработке однолетних на обработанной площадинужно практиковать смену культур (Попов, 2003).

Фитотоксичность. Вещества нефитотоксичны, поскольку в растении быстро гидролизуются по эфирной связи (Попов, 2003).

Применение и препараты на основе действующих веществ класса

Стробилурины рекомендуется применять первыми в вегетационном сезоне, ибо они резко уменьшают способность устойчивых к триазолам форм к их развитию на листьях. Кроме того, таким образом снижается селекционное давление, так как уровень инокулюма самый низкий в начале вегетации (Тютерев, 2001). Примеры препаратов на основе действующих веществ класса представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Препараты на основе действующих веществ стробилуринов

Из таблицы 1 видно, что действующие вещества стробилуринов имеют широкий спектр подавляемых болезней и вредных объектов. В списке средств есть препараты как для зерновых культур, так и для пропашных, овощных; как для открытого грунта, так и для защищенного.

Токсикологические свойства и характеристики

Энтомофаги и полезные виды. Стробилурины не токсичны для пчел (Попов, 2003). Малотоксичны для птиц, дождевых червей, полезных насекомых, хищных клещей (Тютерев, 2001).

Теплокровные. Вещества этой группы малоопасны по оральной и накожной токсичности и умеренно опасны по ингаляционной токсичности. Они не обладают отрицательными хроническими эффектами, отличаются низкой способностью к биокумуляции, не раздражают слизистые оболочки глаз и кожу (Попов, 2003).

В почве. При попадании в воду стробилурины быстро разрушаются. Сохранность в почве зависит от химического строения вещества и его физико-химических свойств. Метоксиакрилаты сильно сорбируются почвой, но не могут долго в ней сохраняться (Баздырев, 2014).

Метоксииминоацетаты более подвижны, но не мигрируют ниже пахотного слоя вследствие способности возгоняться с парами воды и малой стойкости. В связи с этим, риск загрязнения окружающей среды при применении стробилуринов с соблюдением регламентов сводится к минимуму (Ганиев, 2006).

Список использованных источников

1. Баздырев, Г.И. Интегрированная защита растений от вредных организмов: Учебное пособие / Г.И. Баздырев, Н.Н. Третьяков, О.О. Белошапкина. - М.: ИНФРА-М, 2014. - 302 с.

2. Ганиев, М.М. Химические средства защиты растений. - М.: КолосС, 2006. - 248 с.

3. Гришечкина, Л.Д. Биологическое обоснование использования стробилуринов в защите зерновых культур. Материалы Всероссийского совещания "Современные системы защиты растений от болезней и перспективы использования достижений биотехнологии и генной инженерии" 16-18.07.2003г. Голицыно, 2003

4. Зинченко, В.А. Химическая защита растений: средства, технология и экологическая безопасность. - М.: "КолосС", 2012. - 127 с.

5. Калинина, А.А. Особенности стробирулин содержащих фунгицидов. Материалы докладов участников VI совещания - семинара "Перспективы использования новых форм удобрений, средств защиты и регуляторов роста растений в агротехнологиях сельскохозяйственных культур "Анапа-2010"/ Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии им. Д.Н. Прянишникова. - Москва, 2010

6. Пикушева, Э.А. Защита растений: современное состояние и перспективы развития - Краснодар: КубГАУ, 2019. - 179 с.

7. Попов, С.Я. Основы химической защиты растений. Попов С.Я., Дорожкина Л.А., Калинин В.А./ Под ред. профессора С.Я Попова. - М.: Арт-Лион, 2003. - 208 с.

8. Тютерев, С.Л. Проблемы устойчивости фитопатогенов к новым фунгицидам [Фитопатогенные грибы]. Журнал "Вестник защиты растений", 2001; N 1. - С. 38-53

9. Чулкина, В.А. Интегрированная защита растений: фитосанитарные системы и технологии / В.А. Чулкина, Е.Ю. Торопова, Г.Я. Стецов; под ред. М.С. Соколова и В.А. Чулкиной. - М.: Колос, 2009. - 670 с.

Размещено на Allbest.ru