Текущее состояние и перспективы на будущее ботанического инсектицида из аромата нарциссов, петунии и жасмина

Обзор перспектив метилбензоата опубликовала международной группа ученых из Национального университета Кёнпук, Корея, и Университета Квинсленда, Австралия, в журнале Agriculture 2022 на портале MDPI.

«Основной проблемой для человеческого общества всегда было достаточное количество пищи. Однако вредители, болезни и сорняки уничтожали значительную часть мирового урожая, пока в дело не вмешались химические пестициды. По сей день агрохимические СЗР играют важную роль, но это не отменяет активизации поиска природных альтернатив.

Некоторые ботанические пестициды (БП) являются биорациональными продуктами, поскольку не представляют вреда для здоровья человека, и происходят от видов растений различных семейств. Их получают либо в виде растительных экстрактов, либо в виде эфирных масел (ЭМ).

В настоящее время для борьбы с насекомыми широко используются как минимум четыре вида ботанических инсектицидов: пиретрум, ротенон, ним и эфирные масла. Эти широко известные продукты применяются вместе с тремя другими, которые более ограничены в использовании. К ним относятся риания, никотин и сабадилла.

Ароматические растения генерируют эфирные масла в виде вторичных метаболитов. Эфирные масла состоят из сложных смесей химических компонентов и компонентов с различными функциональными группами (например, монотерпены, сесквитерпены, фенилпропаноиды).

Различные эфирные масла оказались полезными для борьбы с вредителями, и было проведено несколько исследований. Основные составляющие эфирных масел часто проявляют биологическую активность, такую ​​как инсектицидное или овицидное действие на насекомых.

Кроме того, они демонстрируют антибактериальное действие и обычно менее вредны для нецелевых видов, чем агрохимические препараты.

Некоторые коммерчески доступные продукты, полученные из эфирных масел или их компонентов (например, масляные продукты нима, чеснока, тимьяна, лимонен, линалоол, карвакрол, никотин и ротенон), применяются в сельском хозяйстве и борьбе с городскими вредителями.

Тем не менее, эти продукты занимают лишь 1% мирового рынка пестицидов. Таким образом, существует открытая ниша.

Эфирные масла - это летучие ароматические жидкости, извлеченные из различных растительных материалов, таких как цветы, листья и плоды.

Метилбензоат (MBe) был доминирующим активным компонентом аромата, составляющим более 90% эфирного масла фейхоа. Кроме того, обнаружен в эфирных маслах многих других растений, включая нарцисс жонкиль, туберозу, жасмин, помело и магнолию чампака, петунию и львиный зев. Присутствие метилбензоата выявили даже в ферментированном яблочном соке. MBe известен своим сладким, бальзамическим и пряным цветочным запахом.

Инсектицидные эффекты метилбензоата

Метилбензоат, по результатам опытом, обладает значительной пестицидной активностью против нескольких насекомых-вредителей, в том числе пятнистокрылой дрозофилы сузуки, мраморного щитника, гусениц бражника, ромбовидной моли и непарного шелкопряда.

Исследования показали, что MBe является убедительным биорациональным пестицидом против некоторых инвазивных видов, особенно коричнево-мраморного клопа и дрозофилы сузуки.

Токсичность MBe можно классифицировать по различным способам воздействия на целевые и нецелевые организмы. Например, MBe может действовать за счет контактной токсичности, фумигантной активности, притягательного или репеллентного действия, сдерживания яйцекладки или эффектов регулятора роста насекомых.

Контактные токсиканты

Контактные токсиканты действуют внешне, чтобы: (1) высушить тело насекомого; (2) создать газонепроницаемую пленку, блокирующую регулярный газообмен; (3) проникать через кожу и воздействовать на нервную систему и т. д., в том числе за счет овицидной активности (то есть уничтожения яиц путем нарушения эмбрионального развития и предотвращения вылупления).

При использовании против различных членистоногих вредителей, в том числе полужесткокрылых и растительноядных клещей, MBe демонстрирует сильную контактную токсичность. Наиболее частым методом является прямое местное нанесение продукта на поверхность тела насекомых с помощью ручного распылителя.

Контактная токсичность MBe была протестирована против белокрылки сладкого картофеля Bemisia tabaci, злостного вредителя многих культур. Сообщается, что  прямое распыление 1% MBe на взрослых особей B. tabaci вызывало 100% смертность через 24 часа после обработки.

Используя метод погружения листьев в раствор, ученые сообщили о 100% гибели нимф третьего возраста и взрослых особей хлопковой тли (Aphis gossypii) через 24 часа после применения 1% раствора MBe.

Кроме того, МБе проявлял акарицидную активность в отношении двухточечного паутинного клеща (Tetranychus urticae). Вылупление яиц этого вредителя было снижено на 76,9% и 92,5%, соответственно, в анализах погружения листьев с 0,5% и 1% MBe. Однако через 24 ч после воздействия 0,5 и 1 % МВе смертность взрослых особей T. urticae составила 55,3 и 81,3 % соответственно.

Фумигантная токсичность

Более 100 видов насекомых наносят значительный экономический ущерб хранимым продуктам.

Против этих вредителей обычно используются фумиганты. Фумиганты попадают в организм в виде газов через трахею и могут влиять на активность различных ферментов в нервной системе, мышечной системе, жировых телах или других тканях. Так, токсичность фумиганта часто оценивают с помощью пропитанной бумаги, позволяющей выпускать продукт в воздух закрытой экспериментальной камеры. В экспериментальной установке используется сито или сетка для предотвращения физического контакта насекомых с пропитанной бумагой.

Показано, что МБе обладает фумигантной активностью в отношении различных вредителей продуктов хранения. Наивысшая фумигационная токсичность зафиксирована против взрослых долгоносиков C. chinensis при 11,76 мг/л воздуха. Значение LC 50 было оценено как 5,36 мг/л.

MBe вызывал 97% смертность взрослых постельных клопов через 24 часа после фумигации 7,14 мг/л MBe в колбах Эрленмейера (объем около 280 мл).

Для борьбы с индийской мучной молью MBe превосходит другие ботанические фумиганты. В течение 4 часов воздействия с использованием 1 мкл/л воздуха MBe продемонстрировал высокую фумигантную активность против взрослых особей P. interpunctella. LC 50 MBe составлял 0,1 мкл/л воздуха. Также препарат защитил от вредителей хранимые яблоки на длительный срок.

Репелленты, сдерживающие откладывание яиц, и нарушители развития

Репелленты отпугивают микроорганизмы от приближения к обработанным поверхностям. К репеллентам относятся средства, отпугивающие яйцекладку, которые заставляют самок откладывать яйца. Аттрактанты привлекают или приманивают насекомых или естественных врагов, тогда как разрушители развития изменяют или подавляют развитие яиц, личинок/нимф и куколок.

MBe проявлял репеллентную активность по отношению к взрослым особям табачной белокрылки в лабораторных и тепличных условиях.

Способность MBe отталкивать B. tabaci зависела от концентрации и времени.

Тест выборки был проведен на обработанных растениях томата по сравнению с необработанными растениями; максимальная репеллентность обнаружена при использовании 2% раствора MBe через 24 часа (96,1%) и 48 часов (89,1%) после обработки.

Кроме того, MBe действовал как сильный сдерживающий фактор откладки яиц у взрослых особей белокрылки. При 2% растворе MBe в течение 24 ч (98,2% сдерживания) и 48 ч (94,9% сдерживания) после обработки наблюдалось наиболее эффективное средство сдерживания яйцекладки.

На поведение взрослых самок паутинного клеща биопестицид сильно повлиял в тепличных условиях.

Через 24 ч после обработки наблюдались самые высокие репеллентные эффекты. В это время примерно 52%, 60%, 64% и 84% взрослых самок клещей были отпугнуты при концентрациях МВе 0,1%, 0,25%, 0,5% и 1% соответственно.

Сообщается, что растения, обработанные MBe, значительно отпугивали клещей по сравнению с растениями, опрыскиваемыми водой, в течение 7-дневного эксперимента. Максимальные наблюдаемые репелленты, зарегистрированные для этого вида, составляли 91,9% для 1% MBe и 77,4% для 0,5% MBe через 24 часа после обработки.

Поскольку исследования в целом сосредоточены на инсектицидной активности MBe в отношении организмов-мишеней, влияние на нецелевые организмы еще недостаточно выяснены. Кроме того, эффективность MBe как пестицида еще не подтверждена в условиях открытой теплицы или в полевых условиях. Тем не менее, необходимость альтернативных продуктов для борьбы с вредителями, частично обусловленное растущим спросом на более высокие стандарты качества пищевых продуктов, делает метилбензоат подходящим продуктом для более тщательного изучения и коммерциализации в разных сферах АПК».

По статье группы авторов (Мунир Мостафиз, Эррол Хассан, Кён-Ёл Ли), опубликованной на портале www.mdpi.com.

Фото: pixabay.com.