Прошлое, настоящее и будущее

 

 

Впервые появившийся на рынке еще в 1962 году, Манкоцеб и сегодня сохраняет неплохие позиции среди других фунгицидов. Благодаря уникальному сочетанию свойств, данный препарат остается важной составной частью программ по борьбе с грибными болезнями растений.

 
История Манкоцеба
 
Манкоцеб относится к классу дитиокарбаматов, которые изначально использовались для ускорения процесса вулканизации резины. Однако уже в 1930-х годах было замечено, что соединения этого класса подавляют развитие грибных болезней при обработке семян и вегетирующих растений. В 1940-1950-х годах на основе дитиокарбаматов были разработаны коммерческие продукты, сумевшие полностью заменить Бордоскую жидкость (набам, цинеб).
 
В 1950 году DuPont подала патент на этилен-бисдитиокарбамат магния, показавший более высокую фунгицидную активность по сравнению с предшественниками. А в 1962 году Ром и Хаас зарегистрировали комплекс данного вещества с ионом цинка, назвав его манкоцеб. Позже были синтезированы другие дитиокарбаматные препараты с фунгицидной активностью, но ни один из них не смог пошатнуть коммерческую значимость манкоцеба. За полвека коммерческого использования он был разрешен для борьбы с 400 грибными болезнями, на более чем 70 сельскохозяйственных культурах.
 
Манкоцеб на рынке фунгицидных препаратов
 
В настоящее время манкоцеб производит множество химических предприятий по всему миру. Но основным регистратором и производителем является Dow AgroSciences, купившая у Рома и Хааса их бизнес в 2001 г. По данным компании, сегодня этот препарат поступает на рынки почти 120 стран, а до 2004 г. он лидировал среди фунгицидов по объемам мировых продаж. В 2007 г. продажи манкоцеба на мировых рынках составили около 500 млн. долл. Впереди оказался только тебуконазол, выручивший 525 млн. долл. Но с учетом всех препаратов, включающих манкоцеб в качестве одного из компонентов, продажи этого действующего вещества составили в 2007 г. рекордные 740 млн. долл.
 
Около 85% продаж препаратов, содержащих манкоцеб, примерно поровну распределены между Европой и Азиатско-Тихоокеанским регионом. Вклад Северной Америки – только 4%. Более 55% объема проданных препаратов применяются при выращивании картофеля и овощных культур. Две другие крупные статьи использования фунгицида – виноградники и сады. В Европе при выращивании картофеля, томатов, винограда и яблок используется 90% проданного в этом регионе препарата. Тут он помогает справляться с ранней гнилью картофеля, фитофторозами, ложной мучнистой росой и другими инфекциями. В Северной Америке манкоцеб применяется в основном для обработки овощных культур, в Центральной и Латинской Америке – при выращивании картофеля и бананов.
 
Сравнительный анализ использования фунгицидов, имеющих несколько мишеней действия, в крупных сельскохозяйственных предприятиях Европы показал, что манкоцеб является лидирующим препаратом для обработки картофеля. Также велика его роль при выращивании винограда и томатов. Но во многих европейских странах для защиты этих культур несколько чаще используют фолпет, хлороталонил или Бордоскую жидкость.
 
Механизм действия манкоцеба и его биологическая активность
 
Манкоцеб по своей химической природе является этилен бисдитиокарбаматом (EBDC), и относится к фунгицидам, имеющим несколько мишеней воздействия. Само по себе, это вещество не обладает фунгицидной активностью, но при растворении в воде образует этилен бисизотиоцианат сульфид (EBIS), преобразующийся под действием ультрафиолета в этилен бисизотиоцианат (EBI). Оба продукта воздействуют на ферментные системы грибов, содержащие сульфгидрильные группы. Известно, что они нарушают, по крайне мере, шесть ключевых биохимических процессов в цитоплазме и митохондриях грибных клеток. В результате тормозится созревание спор, и потенциал распространения грибной инфекции значительно ослабляется.
 
Манкоцеб не проникает под кутикулу в ткани растений и оказывает только защитное действие (не обладает куративными свойствами). Поэтому наивысшая эффективность препарата достигается в случае его применения на ранней стадии распространения инфекции.
 
Частицы манкоцеба состоят из богатой цинком оболочки и полимерного ядра, где сосредоточен EBDC. Эта структура очень стабильна, поэтому выход EBDC и образование EBIS и EBI происходят очень медленно, благодаря чему действие препарата растянуто во времени.
 
Множественность мишеней позволяет использовать манкоцеб для борьбы с разнообразными видами грибов, включая представителей аскомицетов, оомицетов, базидиомицетов и несовершенных грибов.
 
Препарат применяют главным образом для защиты вегетативных частей растений, но возможна также обработка семенного материала и органов растений, используемых для вегетативного размножения. Его часто используют при выращивании второстепенных культур, для которых разработка и регистрация узконаправленных препаратов экономически нецелесообразна.
 
Использование манкоцеба в антирезистентных программах
 
Развитие устойчивости к фунгицидам является серьезной проблемой для интенсивного сельскохозяйственного производства. Характерно данное явление, прежде всего, для препаратов с единственной мишенью. Начиная с 1970 года задокументировано множество случаев возникновения устойчивости к фунгицидам самых различных классов (пиримидины, бензимидазолы, карбоксанилиды, фениламиды и другие). В возникновение резистентных форм грибов приводит к полной потере урожая и невозможности выращивания отдельных культур из-за отсутствия эффективных средств для их защиты.
 
Так как устойчивые формы грибов возникают при сильном фунгицидном давлении на их популяцию, то разработка специальных антирезистентных стратегий, снижающих это давление, должна свести к минимуму риски неприятных последствий. Манкоцеб играет ключевую роль в ряде антирезистентных программ, так как, множественность мишеней действия, минимизирует риск появления устойчивости. Его совместное использование с мономишенными препаратами подавляет развитие форм, сумевших приобрести устойчивость к основному фунгициду. Вероятность одновременной мутации нескольких генов, ответственных за разные мишени воздействия фунгицида, ничтожно мала. Поэтому на сегодняшний день не зафиксировано ни одного случая появления форм грибных инфекций, сумевших выработать устойчивость к манкоцебу. Тем не менее, не исключена вероятность возникновения резистентности по другому механизму – формирование ферментативных систем, способных к детоксикации действующего вещества.
 
В 1980-х годах резко обострилась проблема с развитием резистентности грибных инфекций многих культур к фениламидным препаратам. Изучив данную проблему, специальная рабочая группа Комитета по борьбе с развитием устойчивости к фунгицидам рекомендовала применять препараты данной группы в комплексе с манкоцебом.
 
В последние годы наблюдается адаптация многих патогенов к бензимидазолам. В северной части США для подавления церкоспороза изначально применялась смесь бензимидазола с манкоцебом. В итоге, за весь прошедший период не зафиксировано ни одного случая возникновения резистентных форм. В то же время, в юго-восточных штатах бензимидазол применялся изолированно. В результате, уже через несколько лет появились сообщения о распространении устойчивых к нему форм.
 
Задержать развитие резистентности у мильдью удается благодаря сочетанию фунгицида QoI с фолпетом, фосетил-алюминием или манкоцебом.
 
Согласно господствующему мнению, устойчивость у грибных инфекций появляется позже, если используются пониженные дозы препарата. Но, с другой стороны, такая стратегия может привести к постадийному развитию резистентности. Интересные данные получены в экспериментах со смесью беномил-манкоцеб, применяемой против парши яблонь. Появление резистентности задерживалось при снижении концентрации беномила, но в отношении манкоцеба наблюдалась противоположная закономерность.
 
Будущее манкоцеба
 
Пестициды являются краеугольным камнем в стратегии устойчивого развития человеческой цивилизации. С одной стороны, поднимается вопрос об их негативном воздействии на природу и здоровье человека. С другой – это важнейшее средство для обеспечения населения Земли продуктами питания.
 
Являясь типичным представителем фунгицидов, оказывающих только профилактическое действие, манкоцеб эффективен при условии систематической обработки растений по заранее разработанной программе. Такой подход дает оптимальное соотношение уровня защиты растений и экономических затрат. Однако он не соответствует положениям интегрированной системы защиты растений, в соответствии с которой пестициды не должны применяться без крайней необходимости.
 
В 2005 г. Манкоцеб получил повторную регистрацию в Европе для использования на многих сельскохозяйственных культурах в дозе 1,6 кг д.в./га. Хотя эта доза ниже той, которая рекомендовалась раньше, она в 5—10 раз выше, по сравнению с нормами для современных фунгицидов узконаправленного действия (триазолы, стробилурины и др.). Агрохимическая промышленность пока не может предложить препарат, сочетающий в себе невысокие дозы применения с воздействием на несколько мишеней (низкий риск развития устойчивости), широким спектром предупреждаемых грибных инфекций, продолжительным сохранением высокой эффективности после обработки и низкой токсичностью для растений и животных.
 
Дитиокарбаматы традиционно используются для мониторинга за содержанием пестицидов в продуктах питания. С 1970-х годов данная группа фунгицидов, в первую очередь манкоцеб, стали объектами пристального внимания со стороны органов государственного управления и ученых. Благодаря этому, хорошо изучена их токсичность, механизмы действия, метаболизм в организмах растений и животных, а также особенности поведения в окружающей среде. По данной теме появились исчерпывающие монографии и обзоры, в том числе подготовленные с участием ВОЗ и ФАО. Общий вывод этих работ – при соблюдении рекомендации по применению препарата в современных системах сельскохозяйственного производства, манкоцеб не представляет опасности для потребителей, сельскохозяйственных рабочих и природы.
 
На протяжении почти 50 лет манкоцеб пользуется спросом у производителей сельскохозяйственной продукции. Они ценят его за сочетание таких качеств, как высокая эффективность, безопасность для окружающей среды и растений, относительно невысокая стоимость. Если в скором времени появятся новые фунгицидные препараты, обладающие таким же комплексом свойств, то они приобретут аналогичную всемирную популярность, и будут использоваться на протяжении многих лет.
 
Прогноз о том, что к 2050 году население Земли составит 9 млрд. человек, абсолютно невыполним без повышения урожайности всех культур на ограниченной площади сельскохозяйственных угодий. Ключевым моментом в решении этой задачи является создание эффективной системы защитных мер против экономически значимых патогенов растений. Поэтому аграрный сектор будет всегда нуждаться в таком эффективном и недорогом средстве, как манкоцеб.
 
Александр Никитин по материалам Agrow