Химические классы пестицидов

Хлорацетанилиды (chloroacetanilides, хлорацетамиды, α-хлорацетамиды α-chloroacetamides) – селективные почвенные гербициды, применяются до сева или всходов культур. Токсичны для злаковых и двудольных сорняков.

Оглавление

Физико-химические свойства

Хлорацетанилиды – представляют собой рацематы (смесь двух изомеров в соотношении 1:1) – смесь S- (aRS, 1S)- и R- (aRS,1R)-изомеров, причем наибольшей активностью обладает S-изомер[4].

Летучесть таких веществ умеренная, но при повышенных температурах (более + 25ºС– +30ºС) возможны потери вещества вследствие испарения[4].

Действие на вредные организмы

Хлорацетанилиды проявляют гербицидную активность. В составе различных препаратов действуют продолжительное время (10–12 недель) на проростки. Действие продолжается пока не сомкнутся культурные растения[1]. Повреждают прорастающие семена, на вегетирующие растения влияют слабо[10].

Для проявления гербицидных свойств почва должна быть достаточно влажной. В засушливый период рекомендована мелкая заделка в почву[10].

Механизм действия

. По классификации механизмов действия веществ с гербицидной активностью HRAC (Herbicide Resistance Action Comittee/Комитет по борьбе с устойчивостью к гербицидам) и WSSA (Weed Science Society of America/Американское научное общество по борьбе с сорняками) вещества данного химического класса, обозначенного как α-хлорацетамиды (α-chloroacetamides), относятся к группе 15 (до 2020 года по HRAC группа K3), объединяющей ингибиторы синтеза жирных кислот с очень длинной цепью/ Inhibition of very long-chain fatty acid synthesis)[12].

Механизм действия веществ данной группы подробно в статье «Бензофураны», раздел «Действие на организмы», подраздел «Гербициды».

Отмечается, что механизм действия хлорацетаминов несколько отличается от других веществ группы 15. Механизм токсического действия хлорацетанилидов связан с ингибированием деления клеток с последующим блокированием синтеза белка и роста растений, а также с частичным подавлением синтеза жирных кислот с длинной цепочкой, участвующих в биосинтезе липидов. Отмечается, что они не ингибируют ацетил-коа-карбоксилазу, а подавляют другие ферменты имеющие отношение к синтезу жирных кислот с длинной цепью[4][5].

Классы химических соединений, по механизму гербицидного действия – ингибиторы синтеза жирных кислот с очень длинной цепью (группа 15 (К3) по классификации WSSA и HRAC):

Поскольку симптомы повреждения растений веществами класса хлорацетанилиды – угнетение проростков,то в некоторых классификациях можно встретить их расположение в группах ингибиторов меристиматического митоза или ингибиторов деления клеток[4][5]. Действительно, хлорацетамины активно поглощаются молодыми корнями и побегами проростков, но по растению они передвигаются плохо[5]. Попадая в меристему (область активного деления клеток) они блокируют фундаментальные процессы митоза. Они вступают в реакцию с тубулином – основным белком микротрубочек (белковых внутриклеточных структур, входящих в состав цитоскелета). Комплекс из конкретного вещества и тубулина нарушает процесс строительства микротрубочек, что приводит к нарушению структуры функции всего цитоскилета в целом и микротрубочек в частности[4].

С точки зрения биохимии наблюдается подавление биосинтеза гиббереллинов на стадии окисления каурена в кауренол[6]. Блокировка ферментов, содержащих сульфогидрильные группы, приводит сначала к подавлению окислительного фосфорилирования, а потом к нарушению синтеза белков (азотного обмена), снижению поступление калия в организм[10]. В результате: подавляется митоз – не происходит разделение и центровка хромосом; не формируются клеточные мембраны; прекращается транспортировка ауксинов и аминокислот в колеоптиль, снижается осмотическое давление[12].

Симптомы повреждения

растений веществами, ингибирующими меристему побегов (динитроанилины, хлорацетанилиды), включают в себя:

  • непрорастание семян;
  • уродство и задержку в развитии побегов[5].

Кроме того, хлорацетанилиды вызывают визуально наблюдаемое набухание кончиков корней проростков (клетки в этой области перестают делиться и удлиняться) и гибель зародыша семени[12].

Подавляемые сорные виды

. Препараты используются для борьбы со злаковыми и двудольными однолетними сорняками, в частности, подавляют ежовник, щетинник, плевелы, овсюг, горчицу полевую, просо, метлицу, росичку, горец, звездчатку, ромашку, крапиву, веронику и др[10].

Резистентность

. Случаев резистентности не установлено[12].

Профилактика резистентности

. Для исключения возможности возникновения резистентных биотопов следует чередовать препараты с различными механизмами действия. Кроме класса хлорацетанилиды (по HRAC и WSSA – α-хлорацетамиды (α-chloroacetamides), к группе 15 с таким же механизмом действия (ингибиторы синтеза жирных кислот с очень длинной цепью) относят вещества с гербицидной активностью химических классов: азолилкарбоксамиды (azolyl-carboxamides), бензофураны (benzofurans), изоксазолины (oxiranes), оксираны (oxiranes), тиокарбаматы (thiocarbamates)[12]. Вещества группы 15 – наиболее эффективны к применению как действующие вещества почвенных гербицидов, когда происходит непосредственный контакт с прорастающими семенами. Активность данной группы выше в отношении мелких семян[5].

Фитотоксичность

. Неблагоприятная холодная погода в устойчивых к ацетохлору культурных и сорных растениях способствуют уменьшению уровня специфических аминокислот и ферментов, которые инактивируют действующее вещество. Это может вызвать повреждения растений, в частности, измельчение всходов и их деформацию, изреживание всходов и др[2].

Применение

Хрорацетанилины (α-хлорацетамиды) в сфере защиты растений применяются в качестве действующих веществ гербицидов[5].

Препараты на основе метазахлора используются в борьбе с однодольными злаковыми и широколиственными сорняками в картофеле, сое, рапсе[6]. Рекомендуется опрыскивать почву гербицидом рассаду белокочанной капусты через 1–7 дней после высадки. Последующий полив обязателен[1].

С-метолахлором и диметенамидом-П почву опрыскивают до всходов или до посевов[1], с заделкой в почву. При прорастании сорняки погибают. Препарат используют на посевах рапса, подсолнечника, сои, кукурузы, столовой и сахарной свеклы[10][3].

Опрыскивание ацетохлором производят до посева (с заделкой при недостаточной влаге) или до появления всходов культур[5]. Кукурузу и подсолнечник на зерно, а также зеленую массу кукурузы можно использовать спустя 2,5 месяца после обработки[1]. В настоящее время регистрация препаратов на основе ацетохлора отозвана[11].

Баковые смеси

. С-метолахлор успешно используется во многих смесевых препаратах, в отдельных случаях расход веществ, применяемых в баковой смеси, можно уменьшить до 35% от рекомендуемого значения[6][1].

Токсикологические свойства и характеристики

В почве

С-метолахлор разлагается полностью в течение сезона, для последующих культур ограничений нет. При засушливой весне рекомендована мелкая заделка в почву (3–5 см)[1].Период полураспада препарата 27 дней[10]. На будущий год после внесения гербицида можно высаживать любые культуры[5].

Метазахлор в почве в аэробных условиях быстро разрушается (Т50 1–23 дня).[7].

Ацетохлор тоже довольно быстро разлагается в почве, Т50 около 7–27 суток,[5][7] согласно[7] Т50 = 8–18 дней. Сильно сорбируется почвой[7].

В растениях

ацетохлор относительно быстро разрушается, остатки в зеленой массе кукурузы сохраняются 40-50 дней[7].

Диметенамид-Р обладает высокой токсичностью для водных организмов[9].

Полезные виды

. Гербициды данного химического класса безопасны для пчел[1][7][8].

Теплокровные

. Хлорацетанилиды малоопасны для теплокровных, не оказывают раздражающего действия на слизистые оболочки и кожу. Вещества сильно отличаются по ингаляционному воздействию: ацетохлор умеренно опасен, метазахлор и С-металахлор – малоопасны[10].

Ацетохлор относится к веществам, подозрительным на канцерогенность, в связи с этим, использование гербицидов на его основе приостановлено[8].

Классы опасности

. Препараты на основе хлорацетанилидов относятся ко 2 и 3 классам опасности для человека и 3 и 4 классам опасности для пчел[3].

Получение

Общий метод получения замещенных хлорацетанилидов состоит из стадий N-алкилирования 2,6-дизамещенных анилинов различными способами и последующего ацилирования полученных N-2,6-триалкиланилинов хлорацетилхлоридом[6].

Литературные источники:
1. Ганиев М.М., Недорезков В.Д. Химические средства защиты растений. – М.: КолосС, 2006. – 248 с.
2. Гербициды на основе ацетохлора. Газета "Поле Августа". №2,2005 год. http://www.avgust.com/newspaper/arh/detail.php?ID=1286
3. Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации, 2013 год. Министерство сельского хозяйства Российской Федерации (Минсельхоз России)
4. Дорожкина Л.А. Применение гербицидов и регуляторов роста в защите растений: учебное пособие / Л.А. Дорожкина, Л.М. Поддымкина. – М.: МЭСХ, 2021. – 206 с.
5. Куликова Н.Ф. Гербициды и экологические аспекты их применения: Учебное пособие. М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2010. – 152 с
6. Мельников Н.Н. Пестициды. Химия, технология и применение. - М.: Химия, 1987. 712 с.
7. МУК 4.1.1458-03 Методические указания по определению остаточных количеств метазахлора в семенах и масле горчицы и рапса газохроматографическим методом
8. Определение остаточных количеств ацетохлора в воде, почве, клубнях картофеля, зерне кукурузы, зеленой массе кукурузы и сои, а также в семенах и масле подсолнечника, рапса и сои. Методические указания. МУК 4.1.1387-03
9. Паспорт безопасности FRONTIER OPTIMA согласно постановлению ЕС № 1907/2006. Переработан 18.06.2010
10. 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.
Источники из сети интернет:
11. Информация о прекращении государственной регистрации пестицида или агрохимиката, Дата последнего изменения: 09.12.2013 18:34:14 (http://www.mcx.ru/documents/document/v7_show/25330.133.htm)
12. Global Herbicide Classification Lookup | Herbicide Resistance Action Committee

Список действующих веществ, входящие в химический класс Хлорацетанилиды (хлорацетамиды)