Фунгициды

Фунгицид: что это?

Фунгицид (пестицид) – это химическое или биологическое вещество, подавляющее развитие грибков. 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.

История

Заболевания растений, такие, как гнили, ржавчины и пятнистости, знакомы человечеству с древнейших времен, с тех самых пор, как люди начали целенаправленно выращивать определенные культуры. Задолго до нашей эры появились и первые рекомендации, касающиеся защиты ценных растений.

До нашей эры. Примерно в 1000-800 году до н.э. Гомер впервые упомянул о том, что бороться с заболеваниями растений можно при помощи окуривания серой. (фото) Не исключено, что в свое время этот метод широко применялся в борьбе с оидиумом винограда и ржавчинами злаковых. Демокрит (400 лет до н.э.) предложил другой способ защиты: опрыскивание растений настоем маслин для профилактики гниения.

Рекомендации стали более стройными и многочисленными с началом новой эры. Плиний Старший в своем труде «История природы» осветил известные на тот момент данные о заболеваниях растений и методах борьбы с ними. Например, болезни зерна (речь, судя по всему, идет о головне) он рекомендовал предупреждать, пропитывая семена вином либо смешивая их во время хранения с измельченными листьями кипариса.

Средние века. Только в начале XVII века сельское хозяйство стало развиваться в соответствии с научными принципами. Основные заболевания растений были описаны и классифицированы, для их лечения и профилактики активно предлагались различные методы. К примеру, рак плодовых было рекомендовано устранять удалением поврежденной древесины и обработкой дефектов коровьей мочой, уксусом либо смесью свиного помета и мочи (Паркинсон, 1629). Позже, в 1950 году, Ремнант предложил защищать семена пшеницы от твердой и вонючей головни, выдерживая их в растворе соли (кстати, это был первый химический метод предпосевной обработки семян).

На протяжении следующего столетия перечень эффективных методов защиты обогатился. В 1705 году Хомберг открыл профилактические свойства сулемы (хлорной ртути), защищающей древесину от гниения. Вслед за этим Лукант ввел в обращение способ защиты семян пшеницы от головни путем их протравливания смесью мышьяка, извести и хлорной ртути.

К сожалению, развитие химической защиты растений долгое время ограничивалось незнанием этиологии некоторых заболеваний и биологии их возбудителей. Но в 1775 г. Тиллет обосновал происхождение и особенности передачи твердой головни пшеницы и вывел основные принципы распространения и «поведения» патогенов растений. Вслед за этим последовал еще перечень публикаций и работ других талантливых естествоиспытателей. С 1761 года в практику защиты были введены препараты меди, ее сульфат начал использоваться для обработки семян пшеницы.

XIX век. На протяжении XIX века в практике растениеводства произошел еще ряд важных событий. 1802 г. – Форсит предложил бороться с мучнистой росой при помощи смеси из табака, сока ягод бузины, негашеной извести и серы. 1807 г. – Первост заложил основы для лабораторного исследования фунгицидов, продемонстрировав результаты опытов, посвященных влиянию сульфата меди на прорастание хламидоспор головни. 1824 год – Робертсон вводит в практику борьбу с мучнистой росой при помощи смеси серы и мыла, чтобы добиться лучшего покрытия растений препаратом.

В середине XIX века началось активное исследование оидиума винограда, для защиты от которого были предложены обработки серой (Туккери) и полисульфидами кальция («жидкость Гризона»). В 1881-1887 была изучена природа фитофтороза картофеля, Енсеном была рекомендована стерилизация клубней теплым воздухом. Этот же автор советовал очищать семена ячменя от возбудителей головни, прогревая их в теплой воде.

В конце XIX века открыта бордоская жидкость, примененная вначале для защиты винограда от милдью, а затем для борьбы с болезнями на других культурах. Пьеру Милярде, который ее предложил, позже был установлен памятник в знак больших заслуг в городе Бордо. Из российских ученых большой вклад в развитие защиты растений от грибных и бактериальных заболеваний внесли М.С. Воронин, Н.А. Пальчевский, Н.В. Сорокин, А.С. Бондарцев и другие.

XX век. Основное количество применяемых сейчас фунгицидов было синтезировано уже в XX веке. При помощи современных монокомпонентных и комбинированных препаратов удается добиться значительных успехов в защите растений от заболеваний. Тем не менее, проблема болезней продолжает существовать и нуждается в постоянном улучшении технологии, способов и средств обработки культур.

Классификация фунгицидов

Практически любая классификация носит условный характер, так как один и тот же фунгицид может проявлять различные свойства на разных культурах и в отношении разных возбудителей, а также при использовании отличающихся доз и при неодинаковых сроках применения. 

Природа воздействия

В зависимости от природы воздействия, фунгициды для растений разделяют на три группы.

Истинные фунгициды – вещества, токсичные для грибов вне растений. Представители группы напрямую действуют на биохимические процессы грибной клетки, приводя к ее гибели. Например, дитианон угнетает прорастание спор ложномучнисторосяных грибов на поверхности листьев.

Псевдофунгициды, или иммунизаторы. Вне растений они бывают нефунгитоксичными, однако оказывают влияние на патогенез заболевания при попадании возбудителя внутрь. Имеют самые различные механизмы действия.

Микробные антагонисты. Это средства биологического происхождения, которые представляют собой авирулентные штаммы патогенов. Они иммунизируют растения и повышают их устойчивость к возбудителю.

В зависимости от химических свойств, они бывают:

• неорганическими (соединения серы, меди, ртути, никеля, железа, марганца и калия);
• органическими (разлагаются под действием живых организмов и не содержат тяжелых металлов).

Преимущество органических фунгицидов перед неорганическими заключается в том, что первые не содержат металлов. Кроме того, растворы таких препаратов приготовить очень просто: нужно развести фунгицид в воде. А еще эти вещества можно комбинировать со многими пестицидами, а неорганические фунгициды совместимы далеко не со всеми препаратами.

Но в то же время органические фунгициды – малостойкие вещества, которые сохраняются в почве всего от нескольких дней до нескольких недель, а затем разрушаются.

Характер действия

В зависимости от действия на возбудителя фунгициды делятся на:

• профилактические, или защитные (предупреждают заражение растения или приостанавливают развитие и распространение возбудителя в месте скопления инфекции до того, как произойдёт заражение, подавляя главным образом его репродуктивные органы);
• лечебные, или искореняющие (вызывают гибель грибков уже после заражения растения) - действуют на мицелий, репродуктивные органы и зимующие стадии возбудителя, вызывая их гибель после заражения растения.

Избирательность действия

По избирательности действия на возбудителя фунгициды классифицируют на две группы:

1. Средства, эффективные в отношении ложномучнисто-росяных грибов (класс Оомицеты, порядок Пероноспоровые).
2. Средства, действующие против мучнисто-росяных грибов (класс Аскомицеты, порядок Эризифовые).

Вещества, входящие в эти группы, токсичны и для многих других возбудителей. Довольно немногочисленные средства проявляют активность и против настоящей мучнистой росы, и против ложномучнисто-росяных грибов. В частности, это производные фосфорной кислоты и стробилурины.

По цели применения

По цели применения фунгицидные вещества подразделяют на:

1. Протравителей семян. Используются для борьбы с болезнями, возбудители которых распространяются с семенами или находятся в почве. Благодаря использованию протравливания, удается сократить число обработок вегетирующего растения.
2. Фунгициды для обеззараживания теплично-парниковой почвы. Уничтожают почвенных возбудителей болезней растений, особенно эффективны в парниках и теплицах. Используются для защиты однолетних растений, высаживаемых рассадой. Препараты этой группы обладают довольно большой летучестью и действуют в виде паров или газов.
3. Препараты для обработки растений в период покоя. Применяются для уничтожения возбудителей в зимующих надземных частях растений (при выращивании плодовых деревьев, виноградной лозы). Уничтожают зимующие стадии возбудителя, используются рано весной до распускания почек, поздно осенью и зимой.
4. Фунгициды для обработки во время вегетации. Применение показано в период роста и развития. В основном препараты профилактического действия, применяемые летом.

Сегодня существует много универсальных фунгицидов, которые подходят для любой обработки как семян, так и культур на разной стадии вегетации.

По характеру распределения в растениях

Грибные и бактериальные заболевания характеризуются разнообразными путями проникновения патогенов в растения. Попав на их поверхность, они относительно быстро попадают внутрь через водяные поры, устья, нектарники, либо пробуравливают неповрежденные покровные ткани, как сумчатые грибы, вызывающие мучнистую росу. Развитие возбудителей также может происходить по-разному: как снаружи (эктопаразиты), так и внутри (эндопаразиты) хозяина. Химическая защита растений от болезней должна быть не менее «изобретательной», чем сами патогены, чтобы достичь значимого эффекта в борьбе с ними.

По характеру распределения в растениях средства данной группы бывают:

1. Контактные фунгициды наносят вред патогену только при непосредственном с ним контакте, не проникают внутрь растения, иногда могут передвигаться с одной листовой пластинки на другую или распространяться по восковому слою. Фунгицидное действие проявляется следующим образом: при обработке растений такими средствами на поверхности листьев и побегов создается защитная пленка, которая вызывает гибель возбудителя при соприкосновении. Эффективность этих средств зависит от многих факторов: погодные условия, длительность действия, количество фунгицида, химическая стойкость и т.д.

К препаратам этой группы относительно медленно развивается устойчивость, так как они блокируют процессы метаболизма патогенов, а те кодируются большим количеством генов.Некоторые из них обладают местным, глубинным действием, например способны проникать в наружные оболочки семян.

Контактные фунгициды не проникают в растения, а лишь удерживаются и распределяются по их поверхности. Продолжительность их действия в значительной степени зависит от метеорологических условий: ветра, осадков.

1. Системные фунгициды усваиваются растениями и циркулируют внутри них. Эффективность этих средств зависит от скорости проникновения в ткани, при этом практически не зависит от погодных условий.Фунгициды системного действия уничтожают даже скрытые споры, которые пока не видно невооруженным глазом. Обычно обработку системными фунгицидами проводят как профилактическую, по расписанию.

Также все фунгициды можно разделить на две группы:

1. Химические (действующее вещество – химическое соединение);
2. Биологические (действующее вещество – полезные бактерии, которые вызывают гибель патогенных грибов).

Преимущество биофунгицидов состоит в том, что они отличаются низкой токсичностью. Поэтому в последнее время набирают все большую популярность среди дачников.

Фунгицидные действия

Фунгицидный эффект очень разнообразен.

Для препаратов химического происхождения:

• нарушение процессов дыхания (стробилурины);
• подавление процессов деления ядра в грибных клетках (системные фунгициды – тиофанат-метил, бензимидазолы);
• образование в растениях продуктов обмена веществ, являющихся антигрибными фитоалексинами либо антибиотиками (алюминий фосэтил);
• локальная лигнификация, образование участков некроза, которые являются барьером для проникновения возбудителей в здоровые ткани растения-хозяина (данный феномен носит название реакции сверхчувствительности);
• ингибирование токсинов патогенов, необходимых им для развития внутри растения, что повышает устойчивость растения к болезни (препараты с подобным механизмом действия также называют элиситорами).
• блокирование образования эргостерина в клетках гриба (производные морфолина, пиримидина, триазола);
• подавление образования нуклеиновых кислот (фениламиды);
• угнетение энергетического обмена (производные оксатиина);

Иногда препараты сочетают разные типы воздействия на патогенны. Например, арахидоновая кислота вызывает сверхчувствительное побурение клубней картофеля и одновременно стимулирует выработку внутри них фитоалексинов.

Для препаратов биологического происхождения:

• проникновение внутрь растений и их иммунизация, приводящая к выработке веществ, препятствующих заражению вирулентными штаммами возбудителей;
• конкуренция с патогенными штаммами за инокуляцию в растение-хозяина (штамм Rhizoctonia solaniс пониженной вирулентностью, применяемый для защиты различных растений);
• гиперпаразитизм: проникновение в растение после заражения патогеном, выделение токсинов, убивающих возбудителей, и питание продуктами их разложения.

Способы применения фунгицидов

Фунгицидные препараты применяют несколькими способами.

Протравливание

Процесс предпосевной обработки семян носит название протравливания. Семена и клубни растений обрабатывают фунгицидом перед посевом/посадкой.

В зависимости от свойств протравителей и особенностей патогена, эти средства применяют по-разному:

• сухой способ обработки (используется порошковидный препарат);
• протравливание с увлажнением (выполняется обработка сухим средством и водой без последующего высушивания семян);/li>
• инкрустация семян (семена обрабатываются смесью протравителя с гидрофильным пленкообразующим составом);
• гидрофобизация семян (похоже на инкрустацию, но семена оказываются не в гидрофильной, а в гидрофобной пленке, которая разрушается в почве после посева);
• дражирование и капсулирование (протравитель наносится на семена в составе защитно-стимулирующей смеси, вследствие чего вокруг семени формируется капсула).

Опрыскивание

Самый простой и популярный способ обработки растений – это опрыскивание. Надземные части растений обрабатывают раствором фунгицида с помощью опрыскивателей. Зачастую опрыскивание проводят несколько раз за сезон: как правило, ранней весной и поздней осенью. Также этим способом нередко обрабатывают теплицы и хранилища.

Внесение в почву (фунгициды для почвы)

С целью подавления фитопатогенов, живущих в земле, фунгициды вносят в почву в форме порошка, а препаратами, растворенными в воде, проливают грунт. Многие почвенные фунгициды обладают минимальной избирательностью и губят грибы, бактерии, личинки насекомых и другие живые объекты, а также обладают фитоцидностью, так что между обработкой и посевом должно пройти от 10 (при благоприятных условиях) до 40 (при неблагоприятных) дней.

В настоящее время, помимо описанных способов применения, также практикуется обработка фунгицидами собранных плодов для предотвращения их порчи при хранении. В первую очередь, это относится к цитрусовым. Например, в 1989-1992 году в России реализовывались египетские апельсины, обработанные натриевой солью ортофенилфенола и тиабендазола, а также лимоны из Аргентины, обработанные ортофенилфенолом, имазалилом и бифенилом.

Сроки применения фунгицидов

Большое значение в успешной защите растений имеет правильный выбор сроков обработки фунгицидами. Так, протравители семян обычно применяют при укладке материала на хранение в конце лета или осенью, а фунгициды для опрыскивания многолетних растений в период покоя применяются поздней осенью, зимой или ранней весной, так как в отношении вегетирующих растений они могут быть опасны. Средства, предназначенные для обработки вегетирующих растений, рекомендовано реализовывать перед возможным заражением или вскоре после того, как оно произойдет, чтобы защитить растение и воспрепятствовать распространению инфекции внутри него.

Фунгициды и окружающая среда. Токсичность фунгицидов.

Фунгициды сравнительно редко бывают очень токсичными для насекомых, животных и человека; некоторые обладают неодинаково выраженной токсичностью, например, дитианон не токсичен для пчел, но чрезвычайно опасен для энкарзии, а ипродион безвреден или малотоксичен для всех живых существ, что позволяет ему считаться полностью безопасным для окружающей среды.  Минимальным уровнем опасности отличаются триазолы, так как они действуют на растения системно и применяются в небольших нормах расхода.

Фитотоксичность. При использовании в высоких дозах, в неподходящих условиях или в ненадлежащие сроки некоторые фунгициды способны оказывать повреждающее действие на обработанные ими растения (проявлять фитотоксичность). (фото)

Разложение веществ в почве обычно составляет от нескольких дней до 1,5 месяцев. Например, мефеноксам разрушается в ней через 3 недели после попадания. В воде препараты зачастую сохраняются достаточно долго, как, например, тетраконазол и другие средства его группы.

Продолжительность сохранения фунгицидов на поверхности и внутри растений во многом зависит от метеорологических условий после опрыскивания, а также особенностей метаболизма препаратов. При соблюдении сроков посева, обработки и сбора урожая средства не проникают в растения в недопустимых количествах и не наносят вреда человеку и животным, для питания которых используются плоды или зерно.

Техника безопасности

Работая с противогрибковыми препаратами надо работать в средствах защиты: 

• защитный костюм;
• респиратор;
• очки;
• перчатки;
• резиновые сапоги.