Неоникотиноиды (группа 4 по классификации IRAC) являются одними из наиболее часто используемых инсектицидов во всем мире благодаря своей относительно высокой растворимости в воде и системному воздействию на сельскохозяйственные культуры.
Неоникотиноиды эффективно контролируют насекомых-вредителей, в том числе раннего сезона, связываясь с никотиновыми ацетилхолиновыми рецепторами на нервных клетках насекомых, что приводит к их параличу и гибели.
Имидаклоприд, клотианидин и тиаметоксам являются наиболее часто используемыми неоникотиноидными инсектицидами для обработки семян овощных культур. Обработка семян тиаметоксамом наиболее распространена для борьбы с насекомыми-вредителями на нескольких крупносемянных овощных культурах, таких как стручковая фасоль, сухая фасоль, тыквенные культуры, зеленый горошек и сладкая кукуруза, в то время как обработка семян клотианидином наиболее популярна для сахарной кукурузы. Протравка семян неоникотиноидными инсектицидами ограничивает прямой ущерб семенам, а также рано прорастающим сеянцам.
Новое исследование Корнелльского университета рассмотрело альтернативы классу инсектицидов, которые могут оказывать разрушительное воздействие на окружающую среду, особенно на опылителей, полезных насекомых и водных беспозвоночных. В статье, опубликованной в журнале Crop Protection, описывается ряд альтернатив неоникотиноидам, которые могут быть полезны фермерам, выращивающим крупносемянные овощные культуры, такие как стручковая фасоль, фасоль и сладкая кукуруза.
«Мы хотели найти для производителей другие варианты защиты своих овощных культур от основных вредителей. Стимулом были новые продукты, в том числе находящиеся на стадии регистрации», - сказал Брайан Нолт, автор-корреспондент статьи, профессор и руководитель программы на кафедре энтомологии в Корнелльском сельскохозяйственном институте (CALS).
Задача была непростой, добавил он: «Инсектициды убивают насекомых, поэтому найти те, которые уничтожают вредителей, но оказывают минимальное воздействие на опылителей и других полезных насекомых, - задача не из лёгких».
Нолт отметил, что поиск альтернатив неоникотиноидам является неотложным, поскольку Закон о защите птиц и пчел в штате Нью-Йорк постепенно прекращает продажу, распространение или покупку определенных видов семян кукурузы, сои или пшеницы, обработанных неоникотиноидами.
Губернатор Кэти Хочул подписала этот закон, первый в своем роде в стране, в 2023 году, заявив, что он «подчеркивает нашу приверженность созданию процветающей экосистемы, в то время как мы отдаем приоритет устойчивому земледелию и сельскохозяйственным практикам». Кроме того, Агентство по охране окружающей среды США пришло к выводу, что неоникотиноиды, вероятно, ставят под угрозу дальнейшее существование более 200 видов, находящихся под угрозой исчезновения. Нолт отметил, что реализация нового закона даст достаточно времени для инновационных исследований альтернатив и разработки эффективных продуктов, которые наносят меньший вред окружающей среде.
Комплексное многолетнее исследование, проведенное учеными в нескольких штатах, показало, что альтернативные инсектициды различаются по своей способности защищать крупносемянные овощные культуры от распространенного вредителя – кукурузной мухи, D. platura, говорит Леонардо Сальгадо, первый автор и аспирант в области энтомологии.
Экономически вредоносные заражения личинками кукурузной мухи могут быть спорадическими и труднопредсказуемыми, но обычно происходят ранней весной, когда почва прохладная и влажная. В настоящее время для защиты крупносемянных овощных культур от кукурузной мухи используются обработки семян неоникотиноидными инсектицидами, но опасения по поводу их негативного воздействия на полезных насекомых и окружающую среду стимулировали интерес к выявлению эффективных не-неоникотиноидных обработок семян.
Исследователи проводили полевые исследования с 2021 по 2024 год в штатах Делавэр, Миннесота, Нью-Йорк, Вашингтон и Висконсин. Они сравнили защиту овощных культур от личинок кукурузной мухи с помощью стандартных неоникотиноидных обработок семян, тиаметоксама и клотианидина, с альтернативными препаратами, не содержащими неоникотиноиды, такими как спиносад, циантранилипрол, хлорантранилипрол, изоциклосерам и тетранилипрол.
Они также сравнили риск воздействия этих альтернативных инсектицидов на работников, потребителей и окружающую среду, используя коэффициент воздействия на окружающую среду (EIQ), разработанный Программой комплексной борьбы с вредителями Корнелльского университета.
«Некоторые из найденных нами альтернатив безопаснее для пчёл и опылителей, но не так эффективны в борьбе с личинками кукурузной мухи. Найденные нами альтернативы могут быть не универсальными, и нам необходимо дополнить эти новые решения другими стратегиями», - сказал Сальгадо.
Например, обработка семян стручковой фасоли циантранилипролом и спиносадом дала такие же, а иногда и более высокие результаты, чем стандартный неоникотиноид тиаметоксам. Но ни одна из альтернативных инсектицидных обработок семян фасоли не обеспечивала столь же стабильной и надежной защиты от личинок кукурузной мухи по сравнению с неоникотиноидами.
Однако пять альтернативных обработок семян сладкой кукурузы (хлорантранилипрол, циантранилипрол, изоциклосерам, спиносад и тетранилипрол) имели сопоставимую с неоникотиноидами эффективность.
«Сладкая кукуруза - довольно распространённая культура в штате Нью-Йорк. Поэтому есть хорошие новости об альтернативах для сладкой кукурузы, чего не скажешь о фасоли и стручковой фасоли. Следует добавить, что для всех альтернативных пестицидов могут потребоваться дополнительные средства для защиты от других вредителей, тогда как неоникотиноиды контролируют более широкий спектр. Для многих овощных культур фермеры могут заменить неоникотиноидный препарат при посадке, но позже в сезоне им может понадобиться другой пестицид. Прежде чем применять альтернативные методы обработки семян, не содержащие неоникотиноидов, необходимо учесть и другие важные факторы. Например, многие из них ещё не одобрены для коммерческого использования на этих культурах, и стоимость этих новых препаратов, несомненно, будет выше, чем неоникотиноидов», - сказал Нолт.
Это исследование предоставляет важные данные для будущей регистрации этих альтернатив. Например, обработка семян спиносадом в настоящее время зарегистрирована только для одной овощной культуры в США - лука. Диамиды, включая хлорантранилипрол и циантранилипрол, действуют на рианодиновые рецепторы в мышечных клетках и считаются представляющими минимальный риск для опылителей. Оба в настоящее время зарегистрированы в качестве протравителей семян сахарной кукурузы в США, тогда как хлорантранилипрол зарегистрирован в США для фасоли. Изоксазолины, такие как изоциклосерам, представляют собой новый класс инсектицидов, блокирующих ГАМК-зависимые хлорные каналы, хотя их безопасность для опылителей требует дальнейшей оценки. Изоциклосерам в настоящее время не зарегистрирован в качестве протравителя семян овощных культур в США.
Результаты исследования имеют решающее значение для диверсификации классов инсектицидов, используемых для этих культур, в частности, за счет включения активных ингредиентов с различным механизмом действия, что может помочь замедлить развитие резистентности к инсектицидам и повысить долгосрочную устойчивость программ борьбы с вредителями крупносемянных овощных культур по всей Северной Америке.
Источник: Cornell University. Автор: Лора Рейли. DOI: 10.1016/j.cropro.2025.107355
На фото вы видите повреждённые личинкой кукурузной мухи сеянцы стручковой фасоли. Автор фото: Брайан А. Нолт/Колледж сельского хозяйства и естественных наук Корнелльского университета.
