Фосфорорганічні сполуки (ФОС)
Фосфоорганічні сполуки (або ФОС) – інсектициди і фунгіциди, похідні пятівалентного фосфору, що мають подібні механізми дії на комах.
До появи синтетичних піретроїдів фосфорорганічні сполуки були найбільш широко вживаними і різноманітними за асортиментом пестицидами. Вони витіснили стійкі і небезпечні для навколишнього середовища хлорорганічні сполуки.
Найважливішими їх перевагами і властивостями є:
- висока інсектицидна і акарицидна активність і широкий спектр дії на шкідливих членистоногих (за винятком диазинон);
- широкий діапазон персистентних з'єднань, розкладання яких відбувається в більшості випадків з утворенням практично нетоксичних для людини і тварин сполук;
- відносно швидке протікання метаболізму в організмі хребетних і відсутність здатності накопичуватися в їх тканинах, а також порівняно невелика хронічна токсичність або повна її відсутність;
- швидке розкладання в ґрунті (крім хлорпирифос - речовина може зберігатися в грунті до двох років);
- системне і глибинне дію ряду інсектицидних препаратів;
- малі витрати препарату і швидкість дії на шкідників рослин і паразитів тварин;
- помірна токсичність для риб;
- наявністю препаратів системної дії;
Недоліком фосфорорганічних сполук як пестицидів є поява резистентних популяцій і висока гостра токсичність для ссавців, що вимагає дотримання відповідних запобіжних заходів при їх використанні.
Історія
Історія виявлення токсичних властивостей фосфорорганічних сполук (ФОС) сягає початку ХХ століття.
Спочатку вони звернули на себе увагу як бойові отруйні речовини (в 1938 році в Німеччині був синтезований газ зарин). В кінці Другої світової війни були зроблені промислові установки по синтезу перших пестицидів.
У сільськогосподарське виробництво вони були введені з 1965 року замість персістентниx і нізкоекологічних ДДТ, гексахлорану та інших хлорорганічних сполук. ФОС виявилися прості в синтезі й високоефективні проти комах.
У 1970-ті роки половина з 20 найбільш поширених у світі інсектицидів належала фосфорорганічних сполук, а 1/5 - метілкарбаматам.
ФОС не втратили своїх переваг і до теперішнього часу.
ФОС Інсектициди і ФОС акарициди
Дія на шкідливі організми
Фосфороргaнічні сполуки - отрути нервово-паралітичної дії, що викликають параліч, в тому числі і з летальним результатом.
Більшість фосфорорганічних пестицидів не іонізується і проявляє значні ліпофільні властивості, тому що надійшло при вдиханні або ковтанні речовина буде легко всмоктуватися.
На малюнку Механізм дії фосфорорганічних інсектицидів.
*Червона стрілка вказує на напрямок впливу.
Механізм дії полягає в наступному: діючі речовини, при попаданні в організм, фосфорилируют білковий фермент ацетилхолінестеразою (АХЕ). Вона міститься в нервових тканинах і відіграє важливу роль у передачі нервового імпульсу. Даний фермент відноситься до групи гідролаз ефірів карбонових кислот. АХЕ в основному локалізується у рецепторів на постсинаптичні мембрані синапсу і частково в мембрані відростка нейрона (аксона).
Фосфорорганічні сполуки, взаємодіючи з естеразами, по типу конкурентного гальмування пригнічують їх активність. Нервова клeтка, або нейрон, є основним структурним елементом нервової системи тварин. Нейрони передають інформацію у вигляді імпульсів (нервових сигналів).
Нейрон складається з:
- дендритів (численних відростків), пов'язаних з іншими нервовими клітинами і збирають інформацію;
- аксона - єдиного довгого відростка, що закінчується потовщенням - синоптичної бляшкою, і передає інформацію.
Мембрана одного нейрона, яка контактує з іншого клітиною (м'язової клітиною або нейроном), утворює між збудливими клітинами синапс функціональний контакт. У ньому розрізняють пресинаптичну частин - закінчення аксона першої клітини, синаптична щілина - міжклітинний простір, що розділяє мембрани контактують клітин, і постсинаптична частина - ділянка другої клітини.
У членистоногих інформація передається у вигляді електричного сигналу (струму) по мембрані клітини. Синаптична щілину заповнена гелеподібним речовиною, що має велику електричну місткість , і сигнал не може пройти крізь неї. Передачу електричного сигналу (збудження) через щілину здійснюють медіатори - хімічні речовини норадреналін і ацетилхолін.
У людини і теплокровних тварин є п'ять медіаторів (в тому числі і адреналін), у комах близько 100. Коли медіатори неактивні, вони знаходяться в везикулах (синаптичних бульбашках), що ізолює їх від клітинного вмісту. Після досягнення нервовим імпульсом пресинаптичної частини, деполяризуется мембрана клітинного закінчення, що збільшує її проникність іонами кальцію. Останні, входячи в пресинаптическую частина, викликають звільнення медіатора - везикула лопається, і ацетилхолін, який володіє великою реакційною здатністю, потрапляє у міжклітинний простір і потім в постсинаптичний простір іншої клітини, викликаючи тим самим генерацію електричного потенціалу.
Роль ферменту ацетилхолінестерази полягає в тому, що він, гидролизуя ацетилхолін, зменшує збудження. Весь процес проходить за лічені частки секунди (мілісекунди). Якщо ацетілхоінестерази немає або вона блокується пестицидом, то в синаптичної щілини накопичується вільний ацетилхолін, внаслідок чого порушується нормальне проходження нервових імпульсів. Виникає тремор (судомна активність м'язів), що переходить в параліч.
Фосфорорганічні препарати сильніше діють на постембріональному стадії розвитку комах і кліщів (личинки, німфи, дорослі особини) і слабкіше - на яйця.
Резистентність
При систематичному застосуванні препаратів на основі фосфорорганічних сполук для захисту від кліщів і комах, що дають багато поколінь за сезон, шкідники швидко набувають групову стійкість. У практиці захисту рослин потрібно не допускати розвитку резистентності, для чого застосовують інсектициди і акарициди з різним механізмом дії.
Застосування
Фітотоксичність препаратів, що застосовуються в формі концентратів емульсій, може проявлятися в пошкодженні (опіках) листя і особливо квіток і бутонів.
При рекомендованих нормах препарати Нефітотоксичний.
У сільському господарстві препарати на основі фосфорорганічних сполук широко застосовують в сільському господарстві. З переліком препаратів, рекомендаціями їх застосування щодо захисту культур від шкідників можна ознайомитися на сторінці "Перелік пестицидів та агрохімікатів".
Найбільш обмежено застосування високотоксичних фосфорорганічних сполук з вираженими кумулятивними властивостями, таких як Фенітротіон і Фозалон. Вони рекомендовані переважно для захисту зернових, технічних, плодових і цитрусових культур.
З овочевих культур ними можна обробляти тільки оброблювані на насіння.
Ягідники дозволено обробляти до цвітіння або після збору врожаю.
Значна перевага фосфорорганічних сполук - наявність серед них речовин, що володіють системною дією (диметоат і Діазінон).
- Препарати на основі диметоату застосовують для обприскування рослин. Вони проникають всередину рослин і надають їх соку токсичність для сисних шкідників.
- Препарати на основі диазинон застосовують для обприскування рослин і внесення в грунт з метою захисту рослин від почвообитающих шкідників. Внесений в грунт Діазінон добре поглинається кореневою системою сільськогосподарських культур і надходить у сходи рослин, захищаючи їх від шкідників в перші два-три тижні.
Ці властивості речовин є дуже важливими, так як в сучасному асортименті пестицидів відсутні інші інсектициди, що володіють такою дією.
У ОПГ. В особистому присадибному господарстві використовуються препарати на основі диазинон, малатіон і Піріміфос-метилу.
Токсична дія
За критерієм пероральної токсичності паратіон-метил, Діазінон, хлорпирифос і Фозалон відносяться до високотоксичних речовин; Піріфос-метил - до малотоксичних, всі інші - Фенітротіон, Малатіон, диметоат - до среднетоксічним.
Зазвичай в організмі теплокровних ФОС швидко розкладаються до нетоксичних водорозчинних речовин і виводяться з організму з сечею. Для самого стійкого речовини з похідних ФОС - хлорпирифос - характерна небезпека накопичення в організмі і виділення з грудним молоком.
У водному середовищі фосфорорганічні інсектициди вельми нестабільні. Проте при випадковому попаданні цих з'єднань в річки і озера з оброблених площ їх токсичну дію на водні організми може проявитися ще до повного розпаду. У чистій воді в лабораторних умовах токсичні ефекти виявлялися на різних видах водних організмів, що піддавалися дії фосфорорганічних інсектицидів в діапазоні концентрацій від 0,01 до 1 мг / л протягом 48 год. Однак летальні концетрации, розраховані для 48-годинного впливу в чистій лабораторної воді , можуть бути штучно заниженими в порівнянні з реально зустрічається концентраціями в природних водоймах.
ФОС Фунгіциди
Дія на шкідливі організми
Фосетіл алюмінію ефективний проти фікоміцетів і пероноспорових грибів, але є малоефективним проти фітофторозу томата і картоплі. Речовина прискорює процес утворення рослиною токсичних для грибів речовин - фенольних сполук. Вони, накопичуючись, перекривають шлях до клітин рослини і перешкоджають проникненню гриба в тканини. Фунгіцид вибірковий щодо оомицетов, впливає на фітопатогени і інших класів. Зростання міцелію в поживних середовищах пригнічує слабо. Вважається, що на фітопатогени впливає через рослина, посилюючи його захисні реакції: заражені рослини на відміну від неінфікованих виділяють фітоалексіноподобние речовини і антігрібние фенольні сполуки. Також передбачається, що в молекулі фунгіциду є токсофорфосфіт, також сприяє виробленню динамічних захисних реакцій.
На малюнку Фосетіл алюмінію
Застосування
Препарати на основі фосетіл алюмінію застосовуються проти хвороб винограду.
Резистентність
Механізм дії фосетіла виключає появу резистентності, що підтверджено результатами результатами десятирічних випробувань продукту.
Токсична дія
Препарати на основі фосетіл алюмінію заборонено застосовувати в санітарній зоні навколо рибогосподарських водойм. Фунгіцид не є небезпечним для бджіл і природної фауни. Для теплокровних тварин і людини малотоксичний.
Симптоми отруєння
В клінічній картині гострого отруєння фосфорорганічними сполуками розрізняють стадію початкових симптомів, судомну і паралітичну. На першій стадії можливі нудота, слюно- і сльозотеча, болі в животі, блювота, порушення зору, пронос, занепокоєння, запаморочення. Сильніший вплив отрути обумовлює головний біль, сонливість або безсоння, зміна чутливості, порушення ходи, тремор голови, рук та інших частин тіла.
Симптоми інтоксикації можуть розвиватися відразу або через кілька годин після впливу. Симптоматика може наростати протягом доби або більше і зберігатися кілька днів.
Якщо інтоксикація виражена слабо або з'єднання легко виводиться з організму, вираженість симптомів може зменшуватися досить швидко, хоча для нормалізації рівнів пригнобленої ХЕ крові може знадобитися кілька тижнів. Після гострої інтоксикації, ймовірно, зберігаються деякі хронічні ефекти, а слабкість і стомлюваність можуть відзначатися протягом довгого часу.
При впливі на організм різних фосфорорганічних сполук картина отруєння в цілому є подібною. Вона обумовлена накопичення ацетилхоліну (АХ) в нервових закінченнях. Багато що залежить від шляху надходження отрути в організм. При попаданні речовини на шкіру початковим симптомом може бути розвиток в цьому місці м'язових фибрилляций. При інгаляційному отруєнні спочатку виникає утруднення дихання, міоз, слідом за якими уражається центральна і вегетативна нервові системи. При надходженні через шлунок зазвичай виникають блювота, спазми кишечника, а пізніше інші симптоми резорбтивної дії речовин.
У деяких з'єднань (паратіон-метилу, Фенітротіона, Фозалон) виражена шкірно-резорбтивних токсичність. Тому при роботі з ними необхідно суворо дотримуватись заходів безпеки і застосовувати надійні засоби захисту органів дихання і зовнішніх покривів тіла.
ФОС Гербіциди
З фосфорорганічних сполук гліфосат є гербіцидом широкого спектру активності та арборіцидамі. Дане з'єднання має вибіркову і суцільним дією, використовується для боротьби з однорічними і багаторічними бур'янами.
Механізм дії. Гліфосат має контактна і частково системну дію. У підземні органи рослини переміщається з надземних, всмоктуючись через листя. Передбачається, що з'єднання пригнічує біосинтез фенілаланіну.
Запобігання цьогосинтезу призводить до загибелі рослин. Опадами залишки препарату можуть бути змиті з рослин в грунт. З грунту коріння рослин гліфосат не всмоктується.
Придушуються сміттєві види. Гліфосат знищує багаторічні кореневищні бур'яни, бур'яни зрошувальних систем - сить круглу, очерет, рогіз та ін. А також сорго, пирій повзучий, Свинорой, березка, жовтець повзучий, мишей сизий, осот, осот, молокан татарський, кульбаба, жовтець їдкий, мишій, пікульнік, якірці, молочай, ромашку та ін.
Застосування
Гліфосат рекомендується для використання в лісових розсадниках як арборіцидамі для догляду за культурами, молодняками і жердняку природного походження шляхом ін'єкцій в стовбури небажаних дерев, обприскування крон або шляхом обприскування рослин в облистнені стані.
У сільському господарстві гербіцид найкраще застосовувати по стерні або в парах для обробки бур'янів у період вегетації. На насіння впливу не має. Дозволений до застосування в особистих підсобних господарствах.
Токсична дія
Гліфосат малотоксичний для бджіл та інших корисних комах, для теплокровних. Шкіру не дратує, кумулятивні властивості слабкі.
Симптоми отруєння. При гострому отруєнні дратуються очі і шкіра, з'являються нудота, головний біль.
Класи небезпеки. Препарати на основі фосфорорганічних сполук відносять до 2 і 3 класів небезпеки для людини і 1 і 2 для бджіл.
