Тема 6 Применение инсектицидов для локализации очагов вредных организмов

Цель занятия: Изучить основные виды инсектицидов, применяемые в настоящее время для борьбы с различными группами вредных насекомых в лесном хозяйстве.

6.1 Общие теоретические положения

Инсектициды – общепринятое в мировой практике собирательное название всех химических средств для защиты растений от вредителей (насекомых), которое состоит из двух слов – insect – насекомое и cide – убивать.

Защита растений от вредителей возникла с появлением и развитием земледелия около 10 тысяч лет тому назад, а защита запасов продуктов от вредителей – еще раньше. Монокультуры обусловили появление огромных по численности популяций вредителей. Первыми веществами, применяемыми человеком были природные токсические вещества, выделенные из ядовитых растений (табак, анабазин, ромашка долматская) и ядовитые химические соединения (соли мышьяка, ртути).

Более широко химические средства зашиты растений начали использовать с середины XIX в. В конце 19 века для борьбы с сосущими вредителями были предложены керосиново-мыльные и керосиново-известковые эмульсии, а с 1905 г. – эмуль-сии нефтяных минеральных масел.

В 1874 году был синтезирован дихлордифенилтрихлорэтан (ДДТ), хотя его инсектицидные свойства обнаружили только в 1939 году. В 1942 году Мюллер, Лаугер и Мартин предложили ДДТ в качестве инсектицида и запатен-

23

товали его. В 1948 году Мюллер получил за создание этого инсектицида Нобелевскую премию.

Одновременно группа хлорорганических (ХОС) соединений, к которым принадлежал ДДТ, активно исследовалась. В 1942 году она была пополнена эффективным в уничтожении вредителей препаратом – гексахлорциклогексаном (ГХЦГ) и его гамма-изомером – ланданом.

Во время второй мировой в Германии впервые были разработаны фосфо-рорганические соединения (ФОС), обладающие инсектицидной активностью, которые в настоящее время представлены широким ассортиментом препаратов.

Синтез пиретроидов начали в конце 40-х годов прошлого столетия. В 1949 году был синтезирован аллетрин, в 1945 году – тетраметрин, двумя годами позже – ресметрин. В дальнейшем эта группа инсектицидов совершен-ствовалась и в настоящее время является одной из ведущих, т.к. большинство препаратов малотоксичны и среднетоксичны и не оказывают такого отрицательного воздействия на компоненты окружающей среды, как хлорорганические и фосфорорганические соединения.

Современный ассортимент инсектицидов характеризуется появлением новых групп препаратов биогенного происхождения – аналогов природных соединений, содержащихся в живых организмах: ингибиторы синтеза хитина, карбаматы, минеральные масла, нейротоксины, неоникотиноиды; неорганические вещества, фенилпиразолы и биологически активные соединения регулирующие развитие вредных организмов (аттрактанты, феромоны, ювеноиды, хемостерилянты, антифиданты).

6.2 Классификация инсектицидов

Инсектициды принято разделять по трем принципам:

- объектам применения: в зависимости от того, против каких вредителей их применяют (производственная классификация);

- способности проникать в организм вредителя, характеру и механизму действия

- химическому составу (химическая классификация).

Производственная классификация инсектицидов:

- афициды (от лат. афис – тля) – вещества для борьбы с тлями;

- инсектоакарициды – вещества, убивающие насекомых и клещей;

- ларвициды (от лат. ларва – личинка) – вещества, убивающие насекомых на личиночной стадии;

- овициды (от лат. овум – яйцо) – вещества для борьбы с насекомыми на стадии яиц;

- аттрактанты (от лат. аттрахере – привлекать) – вещества для привлечения насекомых в ловушку;

- феромоны (от греч. феромао – возбуждаю) – вещества экстрагормонального типа, выделяемые в атмосферу насекомыми одного вида в качестве сигналов с пищи, агрегации, спаривания и т.п., подобные соединения исполь-

24

зуют для привлечения вредителей в ловушки и их последующей обработки инсектицидами;

- репелленты (от лат. репелленс – отталкивающий) – вещества для отпугивания вредных насекомых от растений, животных, человека;

- стерилизаторы (от лат. стерилис – бесплодный) – вещества, действующие на половую систему вредных насекомых и предотвращающие таким обра­зом их размножение, что сокращает численность популяции.

По способу проникновения в организм и характеру действия выделяют следующие группы пестицидов:

- контактные, вызывающие отравление вредных насекомых при контакте с любой частью их тела; в основном их применяют против вредителей с колюще-сосущим ротовым аппаратом. Кон­тактные инсектициды эффективны также против гусениц чешуе­крылых насекомых (бабочек);

- кишечные, вызывающие отравление вредных насекомых с гры­зущим типом ротового аппарата при попадании пестицида вместе с пищей в кишечник;

- системные, способные проникать в растение и передвигаться по его сосудистой системе, вызывая гибель вредителей, обитающих внутри листь­ев, стеблей или корней; кроме того, эти вещества могут отравлять поедаю­щих растения насекомых;

- фумиганты, (fumigo – окуриваю, дымлю) – химические препараты, отравляющие насекомых через дыхательные пути.

По механизму действия

- вещества, нарушающие функции нервной системы: соединения, действующие на ионные каналы (нарушающие про­хождение нервного импульса по аксону), натрий-калиевые кана­лы и обмен кальция: синтетические пиретроиды галогенпроизводные углеводородов; ФОС соединения, карбаматы;

- вещества, блокирующие постсинаптические рецепторы: холинэргические рецепторы, реагирующие на никотин: неоникотиноиды, бенсултап, рецепторы гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) и глутамата: авермектины и фенилпиразолы. - ингибиторы митохондриального дыхания (окислительного фосфорилирования): феназахин, пиридабен. - ингибиторы синтеза хитина: производные бензоилмочевины.

Фосфорорганические инсектициды – одна из наиболее важных групп современных инсектицидов по масштабам производства и числу выпускаемых препаратов. Эти соединения отличаются высокой активностью при умеренных нормах расхода, широким спектром действия на вредителей, относительно быстрым разложением в окружающей среде с образованием нетоксичных продуктов. В мировом ассортименте постоянно имеется 70-80 фосфорорганических инсектицидов. Это – эфиры, тиоэфиры, эфироамиды фосфорной, тио- и дитиофосфорной и фосфоновой кислот. Например, к группе тиофосфатов относятся: паратион (тиофос) – инсектицид контактного, кишечного и фумигантного действия, весьма эффективный против насекомых и клещей, но очень

25

токсичный для людей (в Росси запрещен); метафос и его менее токсичные аналоги применяются в больших масштабах,. Среди них: хлортион, фенитротион, цианофос, фентион, бромофос, феихлорфос (трихлорметафос). Эти препараты широко применяют для защиты сельхозкультур и питомников, а бромофос и фенхлорфос – для борьбы с эктопаразитами животных и бытовыми насекомыми.

Хлорорганические инсектициды. Важнейший представитель этой группы инсектицидов – ДДТ (дихлордифенилтрихлорметилметан), обладающий широким спектром действия против многих вредителей, а также нашедший применение в здравоохранении для подавления очагов малярии и сыпного тифа. За открытие инсектицидных свойств ДДТ П. Мюллер в 1948 удостоен Нобелевской премии.

В связи со способностью к накоплению в жировых тканях человека и животных и чрезмерной устойчивостью к биоразложению в окружающей среде, применение ДДТ с 1970 года в нашей стране и во многих развитых странах запрещено. В растениеводстве, животноводстве и в быту находит применение аналог ДДТ – метоксихлор, не проявляющий отрицательных свойств, присущих ДДТ.

Важный представитель хлорорганических инсектицидов - g-изомер гексахлорциклогексана (g-ГХЦГ, линдан). Известен ряд высокоактивных инсектицидов – хлорциклодиенов, получаемых диеновым синтезом из гексахлорциклопентадиена. Практическое значение из них сохранил эндосульфан (тиодан), который используют в качестве инсектоакарицида на ягодных культурах и хлопчатнике, а также для обработки цветущих растений (малотоксичен для пчел). Для борьбы с почвообитающими насекомыми путем протравливания семян применяют гептахлор. Многие эффективные инсектициды этой группы - альдрин, дильдрин, телодрин, эндрин и др., а также хлорированные терпены из-за чрезмерной персистентности (продолжительности сохранения биологической активности) и высокой токсичности в настоящее время почти не применяются. Несмотря на резкое сокращение ассортимента и производства хлорорганических инсектицидов их потребление еще достаточно велико.

Ингибиторы синтеза хитина блокируют образование хитина. Действующие вещества: бупрофезин, дифлубензурон, люфенурон, трифлумурон, циромазин. Насекомые чувствительны к этим препаратам в личиночной стадии в период новообразования кутикулы. Гистологический анализ показал, что гибель личинок наступает в результате нарушения процессов формирования кутикулы. У вновь образованной кутикулы эпикутикула и экзокутикула не изменяются, но связь между ними нарушается, происходит лизис эндокутикулярных и экзокутикулярных слоев отделяется от эпидермиса. Эффект от обработки наступает быстро: хитинообразование фактически полностью блокируется через 15 минут после введения личинке препарата. Препарат сильнее действует на личинок более ранних возрастных стадий. Эффект обработки данными препаратами гораздо выше, если яйца отложены на обработанные ими листья, чем если бы они были обработаны после откладки.

26

Пиретроиды – группа инсектицидов, получившая свое название из-за структурного сходства и близости механизма действия с естественными пиретринами (ромашка далматская). Действующими веществами являются: аллетрин, альфа-циперметрин, бета-циперметрин, бета-цифлутрин, бифентрин, гамма-цигалотрин, дельтаметрин, зета-циперметрин, лямбда-цигалотрин, перметрин, циперметрин, и др. Пиретроиды не фитотоксичны. По сравнению с природными пиретринами современные синтетические пиретроиды имеют более высокую инсектицидную активность, фотостабильность, медленнее дезактивируются в организме насекомых, что делает возможным применение их для защиты сельскохозяйственных растений личном приусадебном хозяйстве.

Пиретроиды относительно стабильны на солнечном свету, на неживых поверхностях могут сохраняться до одного года (перметрин). Они слабо передвитаются в почве, под действием микрофлоры разрушаются в течение 2 – 4 недель, почти не проникают в растения. Их период полураспада (ДТ₅₀) на поверхности растений составляет 7 – 9 дней, остатки обнаруживаются в течение 20 – 25 дней. Благодаря липофильности вещества хорошо удерживаются кутикулой листьев и не смываются дождем, а низкое давление паров обеспечивает длительное остаточное действие и препятствует распространению пиретроидов в окружающей среде воздушными потоками.

Неоникотиноиды по химическому строению относятся к классу нитрометилен-гетероциклическнх соединений. Действующие вещества: ацетамиприд, имидаклоприд, клотианидин, тиаклоприд, тиаметоксам. Современные неоникотиноиды впервые зарегистрированы в России в 1999 году, а к 2004 году список разрешенных к применению инсектицидов этой группы включал уже 11 препаративных форм на основе четырех действующих веществ. В сельском и лесном хозяйстве неоникотиноиды применяются как системные инсектициды для борьбы с сосущими и листогрызущими насекомыми (тли, цикадки, белокрылки, трипсы, долгоносики, колорадский жук и пр.). Кроме того, препараты на основе этих действующих веществ успешно используют для борьбы с почвенными вредителями (хрущи, щелкуны и пр.).

Нейротоксины (или фенилтиосульфонаты). По химической структуре эти вещества представляют собой природный инсектицид – нереистоксин, который содержится в морских аннелидах. Бенсултап Самым известным представителем этого класса (и единственным разрешенным к применению в РФ) является препарат банкол на основе действующего вещества – бенсултапа.

Фенилпиразолы – новый класс пестицидов, разработанный для борьбы с популяциями вредителей, резистентными к другим группам инсектицидов. Действующие вещества: фипронил. Фенилпиразолы отличаются высокой длительной инсектицидной токсичностью. Механизм действия фенилпиразолов заключается в блокировании ГАМК (гамма-аминомасляной кислоты), которая регулирует прохождение нервного импульса через хлорионные каналы в мембранах нервных клеток.

27

Минеральные масла – действующие вещества пестицидов, продукты перегонки нефти, каменного и бурого угля, древесного дегтя, смолистых сланцев – нефтяные и вазелиновые масла. Яблонная ложнощитовка Яблонная ложнощитовка - объект действия инсектицидов на основе минеральных масел.Использовано изображение: ^[5]В борьбе с вредными насекомыми применяют главным образом препараты на основе нефтяных масел. Нефтяные минеральные масла представляют собой смесь различных углеводородов, которые получают в процессе разгонки последней фракции перегонки нефти – мазута. В зависимости от химического состава и физико-химических свойств нефтяные масла, применяемые в защите растений, условно подразделяют на зимние и летние.

Зимние масла (машинное, соляровое, веретенное, зеленое) обладают более высоким интервалом температур кипения, большей вязкостью, большей кислотностью, большим содержанием сульфирующихся веществ в сравнении с летними маслами (вазелиновое, трансформаторное, дизельное). Зимние масла применяются для борьбы с вредителями в период покоя растений, осенью (после опадения листьев) и весной (до распускания почек).

Летние масла менее опасны для растений и могут применяться не только для ранневесенних обработок деревьев, но и в летний период. На сегодняшний день разрешено к применению только вазелиновое масло.

Форма 6.1 – Химический метод борьбы в очагах вредителей леса

Вид вредителя	Метод борьбы	Инсектицид и его концентрация	Время проведения	Норма расхода на 1 га по д.в. и по препарату
1	2	3	4	5

Задание: 1. Дать характеристику основным классам инсектицидов, назвать наиболее применяемые виды препаратов.

2. Подобрать виды препаратов и способ обработки для конкретных объектов, требующих локализации вредных организмов (по заданию преподавателя –

форма 6.1).