Реферат: Химический способ защиты растений

Химический способ защиты растений. История и перспективы развития

Проблемами защиты растений занимались еще древние ученые и философы, но научное обоснование химического метода защиты насчитывает лишь около 150 лет. Началом развития химического метода защиты считают применение в 1867 году в США парижской зелени против колорадского жука. Это был первый химический инсектицид. Первый фунгицид был создан в Европе в 1885 году французом Александром Мильярде для защиты винограда против милдью. Это была бордоская жидкость, которая с успехом используется и сейчас. С тех пор какие только химические соединения не использовало человечество, чтобы избавиться "нежелательных гостей" на растениях. В конце ХІХ - в начале ХХ столетия это были высокотоксичные соединения мышьяка, ртути, цинка, фтора, хлора, меди, позже придумали менее токсичные для людей вещества. Эти препараты назвали пестицидами (pestis - зараза, caedo - убивать). Объединенные одним названием, они значительно отличаются друг от друга, как по химическому составу, так и по действию на вредные организмы.

В зависимости от того, против каких вредных объектов они используются, пестициды делятся на следующие группы:

· инсектициды (insectum - насекомое) - для борьбы с вредными насекомыми;

· акарициды (acarus - клещ) - против клещей;

· фунгициды (fungus - гриб) - против возбудителей грибных болезней;

· гербициды (herbum - трава) - против сорняков;

· бактерициды - против бактериальных болезней;

· арборициды - против нежелательной кустарниковой и деревянистой растительности;

· родентициды (зооциды) - против вредных грызунов;

· нематоциды (nematodes - круглые черви, фитогельминты) - против нематод;

· ретарданты - регуляторы роста растений;

· десиканты - препараты для подсушивания растений;

· дефолианты - препараты для уничтожения (сбрасывания) листьев;

· репелленты - вещества, запах и вкус которых отпугивает насекомых (могут быть растительного и животного происхождения);

· атрактанты - вещества, запах и вкус которых привлекает насекомых (чаще всего это половые гормоны насекомых);

· антифиданты - ограничивают питание насекомых (отбивают аппетит);

· хемостерилянты - вызывают стерилизацию взрослых насекомых.

Ряд препаратов объединяет в себе свойства разных групп: инсектоакарициды, инсектофунгициды, акарофунгициды и т.д.

К пестицидам также относят биопрепараты (биоинсектициды, биофунгициды).

Наиболее известны и чаще всего используются в сельском хозяйстве первые 4 группы препаратов.

По способу проникновения в организм инсектициды делятся на контактные, системные, кишечного действия и фумиганты. Контактные поражают насекомого при контакте с любой частью его тела, проникают в его организм через кожный покров. Их применяют против вредителей, которые живут открыто. Эта группа инсектицидов наиболее опасна для полезных насекомых. Инсектицидыкишечного действия вызывают отравление насекомых при попадании в организм вместе с пищей. Они эффективны против вредителей, которые грызут листву (жуки, гусеницы), и практически не действуют на сосущих насекомых и клещей. Большинство современных инсектицидов имеет контактно-кишечное действие. Системные инсектициды способны проникать в растение, двигаться по сосудистой системе и отравлять насекомых во время их питания на таком растении. Они высокоэффективны против насекомых с сосущим и колючим ротовым аппаратом (клещи, тля, клопы, щитовки, белокрылки) и менее эффективны против вредителей, которые грызут листву. Системные свойства имеют инсектициды группы неоникотиноидов (актара, конфидор, калипсо, престиж) и БИ-58 новый. Фумиганты проникают в организм насекомого через органы дыхания, вызывая асфикцию. Их применяют против вредителей запасов (фосфид Al и Mg (фоском, фостек, фостоксин, магтоксин), актеллик, каратэ, арриво).

Фунгициды по характеру действия тоже разделяют на контактные и системные. Первые не проникают в растение и действуют на возбудителя болезни при непосредственном контакте. К этой группе принадлежат препараты меди и их заменители (купроксат, чемпион, хлорокись меди, поликарбацин), серы (кумулюс, тиовит джет, сера коллоидная), известь и др. Контактные фунгициды защищают растение от проникновения патогенов в ее ткани и не способны контролировать их после попадания в растение. Эффективность таких препаратов зависит от срока последней обработки, количества и равномерности нанесения препарата на растение, погодных условий. Применяют их большей частью с профилактической целью. Системные фунгициды проникают в ткани и сосудистую систему растений и двигаются в ней (ридомил, альет, скор, топаз). Они проявляют лечебный эффект, находя и уничтожая возбудителя внутри растения и предотвращая общее его поражение. Эффективность таких препаратов зависит от времени с момента проникновения патогена и заражения растения до начала химической обработки. Чем этот период короче, тем выше эффективность фунгицида.

Гербициды по действию на растения разделяют на две основные группы: полного действия, которые уничтожают все виды растений (препараты на основе глифосата), и выборочные (селективные), которые уничтожают отдельные виды растений и не вредные для других. Различают также контактные, системные и почвенные (действуют на корневую систему растений или на прорастающие семена) гербициды. Применение препаратов системного действия особенно эффективно против сорняков, которые имеют хорошо развитую корневую систему, в особенности многолетних.

Рассмотрим наиболее используемые группы пестицидов более детально.

Инсектициды

В эту группу входят препараты из разных химических классов и микробиологические препараты.

Химические:

• хлорорганические (ДДТ, ГХЦГ, тиодан, дилор) - экологически опасные препараты с высоким уровнем токсичности для теплокровных, с продолжительным периодом полураспада, уничтожают все виды насекомых. Широко использовались в 60-70-е годы. Сейчас запрещены к использованию в Европе и США, тем не менее, используются в некоторых азиатских странах (Индия, Китай);

• фосфорорганические (БИ-58 новый, базудин, актеллик, золон, волатон, дурсбан, пиринекс) - высокотоксичные препараты с периодом полураспада более 1 месяца, поэтому применять их нужно в начале вегетации растений. Не выборочные, уничтожают как вредных, так и полезных насекомых. Действие их не зависит от температурного режима, что повышает их надежность. Хорошо комбинируются с другими препаратами;

• пиретроиды (каратэ, децис, шерпа, штефесин и др.) - названием обязаны ромашке далматской (пиретрум), которая имеет инсектицидные свойства и использовалась издавна для уничтожения и отпугивания насекомых. Изомеры инсектицида, выделенного из ромашки, называют пиретроидами. Препараты полного действия уничтожают как вредных, так и полезных насекомых. Быстро разлагаются в окружающей среде, особенно в жаркую сухую солнечную погоду под действием ультрафиолетового излучения. Именно поэтому пиретроиды лучше использовать в вечернее и ночное время или в пасмурные дни. Из-за способности быстро разлагаться эту группу препаратов можно использовать и во второй половине вегетации растений во время созревания плодов. Хорошо зарекомендовали себя и смеси пиретроидов с фосфорорганическими препаратами, взятые в половинных дозах.

Нейротоксичные:

• никотиноиды (регент, банкол, моспилан) и неоникотиноиды (актара, конфидор, калипсо) - происхождение из морских кольчатых червей. Инсектициды нового поколения с более низкой токсичностью, чем у предыдущих групп. Имеют контактно-кишечное действие, действуют на центральную нервную систему насекомого или на отдельные нервные узлы. Например, банкол вызывает паралич органов питания, и колорадский жук гибнет от голода.

Неоникотиноиды имеют системное действие, хорошо двигаются в растении, могут проникать из почвы через корневую систему (корнево-системное акропетальное действие), поэтому их можно вносить с капельным орошением. Имеют выборочное действие (не действуют на мотыльков и гусениц), эффективны против сосущих насекомых и жуков. Безвредны для пчел. Не токсичны для растений. Имеют продолжительный период защиты (до 6 недель). Эффективность препаратов не зависит от перепадов температуры и влажности. Являются базовыми для интегрированной защиты.

Феромоны и регуляторы роста насекомых . К ним относят большую группу гормональных препаратов-регуляторов роста насекомых (РРН), которые делятся на две подгруппы:

• ингибиторы роста насекомых (инсегар, димилин, номолт, аплауд) - вызывают гибель насекомого во время перехода его с одной стадии развития в другую;

• ингибиторы синтеза хитина насекомых (матч, сонет, римон) - личинка насекомого гибнет во время линьки, вырастая из своей кожи, так как под действием препарата не формируется новая хитиновая оболочка.

Регуляторы роста имеют:

- продолжительный период защитного действия (25-35 дней), что значительно сокращает количество обработок за сезон;

- высокую селективность (избирательность), что дает возможность контролировать отдельные наиболее вредные виды насекомых и быть безопасными для полезной энтомо- и акарифауны;

- овицидный эффект: из отложенных на обработанную поверхность яиц не рождаются гусеницы;

- не уничтожают взрослых насекомых, но вызывают их стерилизацию;

- низкую токсичность препаратов, которая гарантирует безопасность для работающих и окружающей среды;

- специальные добавки (протекторы) для защиты от солнечной инсоляции и действия высоких температур, что обеспечивает продолжительную защиту растений в жаркую и солнечную погоду.

Обязательным элементом применения этих препаратов является использование феромонных ловушек, что дает возможность точно определить сроки обработок препаратами и необходимость их проведения.

Микробиологические - препараты, изготовленные на основе живых микроорганизмов или продуктов их жизнедеятельности:

• вирусные (разные виды виринов);

• грибные (триходермин, трихотецин, боверин);

• бактериальные (гаупсин, битоксибациллин).

Микробиологические препараты экологически безопасны, тем не менее, не дают такой высокий уровень смертности вредителей и за такое короткое время, как пестициды химического происхождения. Микробиологические препараты целесообразно использовать для контроля за вредителями на небольших участках.

Фунгициды

В интегрированных системах защиты применяют фунгициды контактного и системного действия, которые принадлежат к разным химическим классам и имеют разные механизмы влияния на патогены. Их обязательное чередование дает возможность предупредить возникновение стойкости у возбудителей болезней к препаратам и продолжить действие фунгицидов.

Из фунгицидов с системным действием в данное время наиболее широко используются препараты следующих групп:

1.Группа триазолов ( скор, топаз, вектра, импакт, байлетон). Их применяют против мучнистой росы, плодовых гнилей, ржавчины, парши яблони и груши, церкоспороза. Препараты имеют акропетальное действие, то есть способны двигаться за точкой роста растения, обеспечивая защиту новых отрастающих органов. Быстро поглощаются листвой. Защитное и лечебное действие носит долгодействующий характер. Не фитотоксичны.

2. Группа стробилуринов (строби, квадрис, флинт). Впервые выделены из съедобного гриба Strobilurus tenacellus, который растет на опавших сосновых шишках и имеет значительную фунгицидную активность. Используют против мучнистой росы, гнилей, ржавчины, парши, пероноспороза, фитофтороза, милдью, других пятнистостей. В зону действия этой группы препаратов попадают практически все фитопатогены грибного происхождения (стробилурины уничтожают грибы 4 классов: оомицеты, аскомицеты, базидиомицеты и дейтеромицеты). Имеют акропетальное действие. Стойкие к перепадам температур, быстро проникают в растение, обеспечивая долгодействующую защиту. Не токсичны для пчел и окружающей среды. Проявляют некоторую фитотоксичность к растениям (квадрис к яблоне). Лучший эффект при применении профилактически или в начале заражения растений.

3. Группа анилинпиримидинов: хорус 75 WG в.г. - используется против парши плодовых, мучнистой росы, монилиоза. Способ действия профилактический (10-12 дней) и лечебный (3 суток). Действует при низких температурах (оpt +5°С), что дает возможность применять его в начале сезона.

4. Группа бендимедазолов: топсин-М 70% с.п.

5. Группа пиримидинаминов: рубиган 12% к.э.

Новинкой среди системных фунгицидов является тельдор 50ВГ, химическая группа - гидроксианилиды. Используется против возбудителей серой и монилиальной гнилей на винограде, клубнике, косточковых культурах на протяжении вегетации и в период созревания плодов. Короткий срок ожидания: 1-4 дня. Локализованное системное распределение препарата. Образовывает на поверхности плодов защитную пленку. Продолжительная защита. Безопасен для окружающей среды.

Контактные фунгициды:

Группа меди: купроксат 34,5% к.с., медный купорос 98-99,1% г., купросил 10% к.с., чемпион 77% с.п. и др.

Группа дитиокарбаматов: полирам 70% в.г., дитан М-45 80% с.п., делан 70% в.г.

Группа производных динола: ДНОК, 40% р.п.

Заслуженной популярностью пользуются комбинированные фунгициды, которые объединяют в себе контактный и системный препараты, обеспечивающие одновременно профилактический и лечебный эффект. Примерами таких препаратов являются ридомил голд МЦ 68WP с.п. (металаксил + манкоцеб),татту ( манкоцеб + пропамокарб гидрохлорид).

Высокую эффективность имеют также комбинированные препараты с локально-системным действием. Это курзат Р 44 с .п. (оксихлорид меди + цимоксанил) итанос 50% в.г. (цимоксанил + фамоксадон). Системная составляющая препарата (цимоксанил) перераспределяется в ткани листка, проникая во все его клетки (трансламинарное действие), но акропетальное действие отсутствует. Это делает препараты незаменимыми в период плодоношения (на картофеле, томатах, огурцах). Контактная составляющая препаратов сохраняется в восковом налете листвы, уничтожая прорастающие споры.

Для получения максимального эффекта от применения фунгицидов необходимо:

• применять фунгициды разных химических групп на протяжении сезона;

• выдерживать блочную систему (контактные фунгициды - блок системных фунгицидов - контактные фунгициды);

• принимать во внимание биологическую активность и эффективность препаратов;

• проводить обработки при условиях экономической целесообразности;

• придерживаться санитарно-гигиенических и экологических условий фунгицидных обработок.

Эффективность применения пестицидов в значительной мере зависит от формы препарата и условий, при которых происходит его контакт с вредными организмами. Для применения в сельском хозяйстве изготовляют разные препаративные формы пестицидов: смачиваемые порошки (с.п.); водные концентраты суспензий (к.с.), концентраты эмульсий (к.э.), водные растворы (в.р.), гранулированные пестициды (г.), водорастворимые гранулы (в.г.). У микрокапсулированных препаратов действующее вещество помещено в оболочку (капсулу), которая легко разрушается под влиянием тех или иных веществ, света, механическим путем или при нагревании. Размер капсулы - 5-100 мкм. Эти препараты применяют тогда, когда необходимо исключить прямой контакт человека, животных и растений с действующим веществом на определенное время или замедлить его влияние. Микрокапсулирование пестицидов перспективно и будет приобретать более широкие масштабы в меру увеличения выпуска дешевых пленкообразующих веществ.

К новым препаративным формам пестицидов принадлежат текучие суспензии, которые являются микрогранулами, растворимыми в воде с образованием стойкой суспензии. Приобретают распространение пестициды в форме смачиваемых порошков, текучей пасты и т.п. При разведении водой они образуют смесь суспензии и эмульсии, которая эффективнее, чем простая суспензия.

Выбор способа применения пестицидов предопределяется формой препарата, видом вредного организма и растения, а также необходимостью безопасности для окружающей среды.

Опрыскивание - нанесение на обрабатываемую поверхность пестицидов в капельножидком состоянии. Опрыскивание - универсальный, наиболее распространенный способ применения пестицидов, характеризуется небольшой затратой действующего вещества на единицу площади, разнообразным его распределением на обработочной поверхности, обеспечивает хорошее прилипание и удержание на объектах, применение комбинированных соединений.

В зависимости от нормы затраты рабочей жидкости опрыскивание может быть многолитражным, малообъемным, ультрамалообъемным.

Многолитражное опрыскивание эффективно в тех случаях, когда препарат имеет только контактное действие, фитотоксичный и требует сильного смачивания (промывания) растений. В основном такое опрыскивание применяют в борьбе с болезнями, сосущими насекомыми (в случае использования контактных инсектицидов), против зимующих стадий вредных организмов. Технология опрыскивания развивается в направлении снижения норм затрат жидкости и уменьшения размера капель.

Преимущества малообъемного опрыскивания перед многолитражным состоит в повышении мобильности, биологической и хозяйственной эффективности. При малообъемном опрыскивании количество рабочей жидкости значительно меньше, концентрация препарата выше, капли во время распыления очень маленькие (приближены к туману). Повышается производительность агрегатов и уменьшаются затраты на проведение опрыскивания.

Ультрамалообъемное опрыскивание (УМО) - нанесение пестицидов без разведения в тонкодисперсном состоянии на обрабатываемую поверхность. Инсектициды в мелких каплях значительно токсичнее, чем в больших. По сравнению с малообъемным опрыскиванием УМО повышает производительность обработки более чем в 4 раза и значительно удешевляет работу. Для УМО нужны специальные препаративные формы пестицидов.

К прогрессивным способам применения рабочих жидкостей пестицидов принадлежат ленточное внесение на посевах пропашных культур, дискретное опрыскивание садовых насаждений, гербигация.

Суть ленточного внесения гербицидов состоит в том, что они наносятся только на те места поля, которые не могут быть обработаны почвообрабатывающими орудиями, то есть в зоне рядки посева на ширину 15-20 см. При этом затраты рабочей жидкости и препаратов уменьшаются в 2-4 раза в зависимости от ширины междурядий.

Для дискретного опрыскивания садовых насаждений на серийный опрыскиватель устанавливают устройство, которое путем ультразвукового излучения опознает кроны деревьев и подает в этот момент рабочую жидкость в коммуникацию опрыскивателя через магнитный клапан. В промежутках между деревьями опрыскивание не проводится. Дискретное опрыскивание можно широко использовать в садах с несомкнутой кроной с целью экономии препарата.

Гербигация - применение гербицидов вместе с поливной водой с помощью дождевальных установок или при капельном орошении. Гербигация снижает затраты и повышает экономическую эффективность.

Другие способы применения пестицидов - опыление, фумигация, пестицидные аэрозоли, отравляющие приманки, внесение гранулированных препаратов, протравка семян и посадочного материала.