СУЛЬФОНИЛМОЧЕВИНЫ
Юрий Яковлевич, с чего начинались сульфонилмочевины?
Сульфонилмочевины как гербицидный класс были открыты фирмой «Дюпон» в 70-х годах неожиданно, при разработке медицинских препаратов. После интенсивного изучения уже в 1975 году первая сульфонилмочевина была передана на регистрацию, а через 2 года был зарегистрирован хлорсульфурон и первый коммерческий гербицид на его основе под названием глин. Затем последовало стремительное развитие этого класса. На сегодняшний день только патентов насчитывается около 1500. Хотя в сельском хозяйстве пока активно применяются 7 - 10 гербицидов.
Впервые сульфонилмочевины были применены на зерновых. Через полтора-два года после хлорсульфурона появился метсульфурон-метил, чуть позже – триасульфурон фирмы «Сиба». Затем через несколько лет – гранстар и хармони. Однако круг обрабатываемых сульфонилмочевинами культур достаточно быстро расширился: был зарегистрирован титус на кукурузе и картофеле, мастер на рапсе, карибу на свекле, два препарата на рисе – сириус и лондакс, классик на сое.
Этот класс уже нельзя назвать классом гербицидов для борьбы с сорняками в посевах зерновых. Сейчас мы имеем целый набор препаратов и на тех культурах, которые отличаются своей высокой чувствительностью: на кукурузе, рисе, рапсе, льне, свекле, картофеле.
В настоящее время развитие идет по двум направлениям: первое – экологизация, снижение нагрузки химиката на окружающую среду, второе – расширение спектра ассортимента селективных препаратов для других культур. Примерно каждые 5 лет появляется новый препарат. Я уверен, что совместными усилиями химиков и биологов будет получено много эффективных препаратов – производных сульфонилмочевины – для защиты сельскохозяйственных культур, в том числе овощных, которые являются самыми чувствительными к сульфонилмочевинам и используются как биотесты.
Каков механизм действия сульфонилмочевинных препаратов?
Устойчивые культуры, например зерновые, разрушают действующее начало препарата буквально в течение нескольких часов. Чувствительные же растения, в данном случае двудольные сорняки, не могут его разрушить, и действующее начало сохраняется от нескольких суток до двух недель. А в это время сульфонилмочевина работает. Механизм действия у всех препаратов один и тот же – негативное воздействие на фермент ацетолактатсинтазу, который контролирует синтез алифатических аминокислот с разветвленным углеродным скелетом, из-за дефицита которых нарушается синтез белка и замедляется деление клеток. В результате растение останавливается в росте и постепенно погибает.
У сульфонилмочевин есть несколько особенностей. Во-первых, они имеют широкое «окно» применения: посевы можно обрабатывать от 2 - 4 листьев до фазы кущения. Но чем раньше препарат начинает оказывать влияние на деление клеток, тем выше эффективность. Если корневая система сорняков сформировалась, устойчивость повышается в несколько раз. Культурное растение выдержит дозу и двойную, и тройную, но чтобы сорняк уничтожить, нужно увеличить дозу в 1,5 - 2 раза. На ранней стадии – до фазы кущения – эффект сульфонилмочевин максимален.
Во-вторых, в отличие от производных феноксиуксусной кислоты, а также препаратов, содержащих дикамбу, для которых обязательно применение при температуре не ниже +10 ºС, когда присутствует сокодвижение в сорном растении, сульфонилмочевинные гербициды менее зависимы от температуры. В наших опытах мы применяли их при различных температурах - от +7 до 25 ºС. При +25 ºС действие проявилось чуть быстрее – на 7-й день, а при 7 ºС – на 8 - 10-й. Даже осеннее применение в конце октября при дневной температуре +5 ºС и ночных заморозках показало прекрасные результаты против редьки дикой, сформировавшей достаточно развитый листовой аппарат, и против ромашки.
На эффективность большинства препаратов серьезно влияет влажность – на влажной поверхности листа препарат лучше растекается, быстрее проникает внутрь листовой пластинки. По данным лаборатории искусственного климата, обработка растения при температуре +25 ºС в условиях специально созданного тумана повышает эффективность препарата на 20 % в сравнении с нанесением того же препарата на сухое растение. Капля живет 20 секунд, если кристаллы, которые в ней образуются, не проникнут за это время в растение, эффект значительно уменьшается. Поэтому недаром рекомендуется обрабатывать посевы рано утром, когда солнце еще не высушило росы.
Есть ли отличие сульфонилмочевин от традиционных гербицидов по скорости действия?
Визуально они действуют медленнее. В начальный период внедрения гербицидов из класса сульфонилмочевин факт «скрытого» действия серьезно препятствовал продвижению этих препаратов в практику растениеводства. Растениеводы привыкли, что уже на следующий день после обработки традиционным гербицидом ясно, работает препарат или не работает. При обработке сульфонилмочевинами видимого эффекта может не быть 7 - 8 дней, а если весна холодная, то и 10 дней. Только опытный специалист видит, что точка роста сорняков поражена, деление клеток приостановлено, растение «сидит». Но визуально оно остается зеленым и совершенно не отличающимся от тех сорняков, которые растут на обочине. И по сей день приходится постоянно разъяснять, как эти препараты работают. Наличие скрытого действия остается одним из недостатков этой группы гербицидов. Но этот недостаток чисто психологического плана и с ним можно справиться.
Ускорения действия препаратов можно достичь путем введения в комбинацию феноксипроизводных или дикамбы. Когда мы приступили к разработке ковбоя, то стремились получить препарат, действие которого было видно уже на 1 - 3-и сутки, при этом одновременно шло накопление гербицидного действия сульфонилмочевины.
Именно с этим связано появление большого количества комбинированных препаратов?
Это было первой причиной. Вторая причина – отрицательное последействие некоторых сульфонилмочевинных препаратов, в частности хлорсульфурона, триасульфурона, чуть меньше метсульфурон-метила, на нейтральных и щелочных почвах. В кислых почвах идет быстрый гидролиз, разрушение препарата, и к осени мы его уже не находим. А в Черноземной зоне, в зоне сухих степей – на Ставрополье, в Краснодарском крае, особенно в Ростовской области, это остается проблемой и по сей день. Поэтому мы задались целью сделать такую комбинацию, чтобы снять последействие и существенно снизить дозу, не изменив биологическую активность. Класс сульфонилмочевин хорош тем, что в комбинации с другими традиционными гербицидными структурами проявляется эффект синергизма. Как правило, усиливается действие партнера, поэтому удается снизить дозировку действующего начала того или иного препарата и таким образом снять проблему последействия.
Известно, что сульфонилмочевины обладают широким спектром действия. А какие сорняки к ним устойчивы?
Исключив злаковые сорняки, которые все устойчивы к препаратам на основе многих известных сульфонилмочевин, назову две группы сорняков. Первые можно отнести к относительно устойчивым. Если мы применяем эти гербициды в ранней фазе, например, в фазе розетки, то практически все двудольные сорняки чувствительны. Но стоит опоздать с применением на 5 - 7 дней, как многие корневищные и корнеотпрысковые сорняки становятся в несколько раз более устойчивыми, особенно осоты.
К относительно устойчивым можно причислить те сорняки, вегетация которых начинается позже и они не попадают в фазу обработки препаратом. Сейчас появилась новая проблема – вьюнок. Не из-за того, что он устойчив к сульфонилмочевинам, просто всходит вьюнок в фазу конца кущения – начала трубкования, когда препарат уже применен и его основная сила уже потрачена на другие сорняки. При обработке в момент всходов гербициды на основе сульфонилмочевин работают великолепно, у нас есть данные, что вьюнок прекрасно контролируется в дозе 7 - 10 г/га. То же самое с подмаренником. Если его обработать в раннюю фазу – первая пара листочков – все сульфонилмочевины прекрасно его контролируют. Но если опоздал – плохи дела. А у подмаренника еще и растянутый период всходов. Исходя из этого, хозяйственника нужно ориентировать на ранние сроки применения сульфонилмочевин, не дожидаться, когда сорняки поднимутся до 10 - 15 см.
Если говорить о действительно относительно устойчивых к сульфонилмочевинам сорняках, то я бы назвал марь белую. Из-за растянутого периода всходов мари белой на яровых зерновых с ней бороться практически невозможно. То же самое с амброзией, у которой бывает 3 - 4 волны всходов. На посевах сои в Приморье она всходит даже в начале сентября и вырастает, успевая дать полноценные семена.
Сульфонилмочевины обладают и почвенным действием, но не по всем видам сорняков, даже двудольных. Более устойчивы к ним крестоцветные, на следующий год устойчива ромашка.
Когда сульфонилмочевины только появились на рынке, было много публикаций об опасности последействия их в севообороте. Известны ли Вам реальные случаи гибели сельскохозяйственных культур в результате последействия?
О случаях гибели мне ничего не известно, а вот угнетение культур имеет место. Я лично наблюдал «присаживание» сои в Приморье и наличие нетипичного состава устойчивых сорняков. При внедрении глина на следующий год страдал лен. В фазе «елочки» последний выдерживает дозу 15 - 20 г/га, но если после предыдущей культуры в почве сохранилось 1 г/га гербицида, всходы льна могут серьезно пострадать. В Ростовской области были случаи угнетения подсолнечника.
При обработке посевов от 50 до 75 % препаратов попадает на землю, как бы аккуратно мы их ни применяли. Если препарат стойкий, медленно разрушается – жди последействия. Причем на следующий год он работает также скрыто, как и в момент применения. Поэтому так важно соблюдать регламенты применения. В рекомендациях мы все время указываем: для российских условий доза хлорсульфурона и метсульфурон-метила не должна превышать 10 г/га.
В связи с этим я хотел бы напомнить всем, кто применяет или собирается применять эти уникальные препараты XXI века о том, что сульфонилмочевины требуют безусловного соблюдения регламентов. Почему мы иногда наблюдаем на полях «волны»? Говорят, эта пестрота естественная – различие почв. Да ничего подобного. Это как раз последействие из-за того, что наблюдается перекрытие зон обработки. Работа неисправными, неотрегулированными опрыскивателями – это безумие!
Всем известна дороговизна новых опрыскивателей, но сейчас наш институт сотрудничает с несколькими фирмами, которые могут поставлять основные распыливающие узлы, комплекты распылителей. Это обойдется гораздо дешевле для потребителя – около 16 тыс. руб. Эффективность может складываться из крупиц: обработаете посевы хорошо отлаженным опрыскивателем в рекомендованной норме расхода в чувствительной фазе сорняков – получите высокий процент эффективности, упустили эти факторы – не ждите высокого результата.
Как появились сульфонилмочевины в России?
До 1981 года никто в России этим не занимался. Многие не верили, что есть гербициды, которые работают в дозе 8 - 10 г/га. Я тоже не верил, считал, что это фантастика. Все началось с хлорсульфурона в 1981 году, когда в руки отечественных химиков попал препарат фирмы «Дюпон», половину которого они передали нам.
Синтезом и конструированием препаративных форм занимались химики нескольких лабораторий ВНИИХСЗР, а биологическими испытаниями – наш институт. С этого момента существует своеобразная связка наших институтов. Во ВНИИХСЗР был сформирован интересный коллектив. Эти талантливые ученые разработали упрощенную технологию синтеза хлорсульфурона за счет сокращения количества стадий. С этого времени ВНИИХСЗР стал серьезно заниматься сульфонилмочевинными препаратами. Оттуда вышли ковбой, кросс, кронос, фенфиз, дифезан. В дальнейшем смесевыми препаратами начал заниматься НИТИГ, на Новочебоксарском «Химпроме» внедрялись разработки ВНИИХСЗР.
По статистике, на сегодняшний день на российских полях используется около 20 % отечественных сульфонилмочевинных препаратов, из них 15 % - сульфонилмочевины в чистом виде, около 5% – смесевых. Работы по созданию в нашей стране новых «мягких» препаратов, подобных гранстару или хармони, осложнены патентной ситуацией, которую контролирует фирма «Дюпон». Новые разработки есть, но их нельзя пока реализовать в производство и применять на практике.
В заключение хотел бы сказать следующее: будущее – за сульфонилмочевинами и аналогичного типа препаратами нового поколения. Это очень эффективные гербициды с широким спектром действия и низкими нормами расхода, удобные в применении. У них есть большое преимущество – дешевизна их гектарной нормы применения по сравнению с другими препаратами. По цене с ними конкурирует аминная соль 2,4-Д, но по цене, а не по эффективности. А ведь по нашим данным, только в биоценозе Подмосковья 19 из 30 сорняков являются устойчивыми к 2,4-Д…
Спасибо за беседу.
Беседу вели
Людмила Макарова
Алла Демидова
Мнение
УНИКАЛЬНЫЙ КЛАСС!
Сульфонилочевины – уникальный класс пестицидов, который по размаху и результативности разработок, совокупности гербицидных и экотоксикологических свойств, многоплановости их практического использования опережает иные классы ХСЗР. За минувшие три десятилетия они активно внедрились в сельскохозяйственную практику и международный гербицидный рынок, потеснив доминировавшие ранее гербициды других классов.
Разработкой гербицидных сульфонилмочевин занимаются ведущие пестицидные компании мира. В настоящее время в этом классе выявлено 35 действующих начал коммерческого или экспериментального уровня, и количество новых производных будет расти и далее.
В зависимости от заместителей в структуре молекулы сульфонилмочевины могут очень сильно отличаться друг от друга, поэтому среди них найдены гербициды практически для всех культур. На основе коммерческих действующих веществ создано около 200 препаративных форм.
Механизм действия гербицидов на основе сульфонилмочевин очень специфичен. Такие процессы, как прорастание, дыхание, фотосинтез не подвергаются воздействию при рекомендуемых дозах – изменяется только скорость деления клеток.
Объектом действия сульфонилмочевины является фермент ацетолактатсинтаза (АЛС), катализирующий одну из ступеней биосинтеза незаменимых аминокислот валина, лейцина и изолейцина. Существенным фактом является отсутствие фермента АЛС у теплокровных, в частности у человека, что объясняет безопасность этих препаратов для нерастительных объектов. Их токсичность настолько низка, что практически не представляет опасности для человека.
Лилия Нестерова,
заместитель генерального директора фирмы «Август» по науке
К «АМИНКЕ» ВОЗВРАТА НЕТ
Наш племзавод-колхоз «Новая жизнь» им. Семенова Щекинского района Тульской области занимает 172 строку в рейтинге Клуба «Агро-300». Посевные площади составляют более 3200 га, из них около 50 % - зерновые.
Сульфонилмочевинами мы начали работать лет 10 назад, когда остро стоял вопрос с пикульником. В то время появился препарат 1, затем мы попробовали кросс, ковбой. Работали и гранстаром, и линтуром. Сейчас остановились на трех гербицидах, которые помогают нам решать проблемы с подмаренником цепким: работаем баковыми смесями секатор+луварам, логран+банвел и чистым фенфизом.
На препараты класса сульфонилмочевин перешли примерно на 80 %. Это связано с их широким спектром действия в отношении чувствительных сорняков, а также высокой биологической эффективностью, малыми нормами расхода и низкой стоимостью гектарной обработки. Да теперь и механизаторов не заставишь работать вонючей аминкой, ворочать огромные бочки, зачастую ржавые. Возьмет человек нужное количество на день в удобной таре – и никаких проблем.
Конечно, если в хозяйстве денег хватает только на аминку – тут уж никуда не денешься, но если занимаешься семеноводством, тем более элитным, сульфонилмочевинные препараты незаменимы.
Что же касается последействия, то, по-моему, к нему приводит разгильдяйство – обрабатывают посевы вентиляторным опрыскивателем, поливают где густо, где пусто, а ругают препарат. Если в хозяйстве есть хороший опрыскиватель, если соблюдают нормы расхода и сроки применения, указанные в рекомендациях, не будет никакого последействия.
Одним словом, назад возврата нет.
Владимир Бочаров,
главный агроном ПЗ «Новая жизнь» им. Семенова
Спиридонов Юрий Яковлевич,
заведующий отделом гербологии ВНИИФа
тел. (09633) 41-107, ф.40-902.
Опубликовано в номере 2 за 2003 год
Перепечатка и копирование материалов на электронные ресурсы только с письменного разрешения редакции и с указанием первоисточника.
