Сульфонілсечовини

Сульфонілсечовини – клас системних гербіцидів широкого спектру дії. Ці препарати мають високу біологічну активність, високу вибірковість, системну тривалу дію і стійкість в біологічних середовищах, що обумовлює їх широку поширеність.

На сульфонілсечовинні препарати з 80-х років минулого століття звернуто пильну увагу. Вченими всіх країн були проведені і проводяться зараз активні дослідження, спрямовані на збільшення сфери застосування цих речовин, поліпшення препаративних форм.

Фізико-хімічні властивості

Структура молекули заміщеної сульфонілсечовини включає три частини: арильне ядро, гетероциклічне ядро і сульфонілсечовинний місток, що зв'язує перші дві частини. Серед фенилсульфонилмочевин, де гетероцикл представлений пірімідіновим або симм-триазиновым кільцем, найбільш активні сполуки, що містять метокси-(-ОСН3), метил -(-СН3) і хлор -(-Сl) групи в якості заступників. Похідні сульфонілсечовини є слабкими кислотами: у хлорсульфурону, триасульфурону, хлорімурон-етилу кислі властивості виражені сильніше (рКа = 3,6 – 4,6), порівняно з метилтіо - і метоксисульфонилмочевинами (трибенурон-метил, метсульфурон-метил тощо). Деякі з заміщених сульфонілсечовин мають підвищену летючість – Рv. Тому гербіциди, в рецептурній формі яких міститься амідосульфурон (Рv = 2,2х10-2 мПа), піразосульфурон-етил (Рv = 1,5х10-2 мПа), римсульфурон (Рv = 1,5х10-2 мПа) або трифлусульфурон-метил (Рv = 1,0х10-2 мПа), слід відразу після внесення закладати в грунт.

Дія на шкідливі організми

Механізм дії. Сульфонілсечовини відносяться до селективним наземних гербіцидів гормонального типу, пригнічують утворення амінокислот ізолейцину і валіну, порушуючи мітоз та отримання речовин, які необхідні для біосинтезу ДНК. Це гальмує поділ клітин і пригнічує ріст бур'янів. Вони швидко і легко проникають через листя, а також частково через коріння рослин. Якщо робочий розчин висох на листі, то при подальшому випаданні опадів діючі речовини не вимиваються. Бур'яни гинуть через 2-3 тижні після обприскування.

На малюнку Хлорсульфурон, тривимірна модель молекули

Гербіциди з групи сульфонілсечовин активно поглинаються корінням і листям рослин, при цьому деякі з них відрізняються уповільненою швидкістю детоксикації в ґрунті і, отже, помітним рівнем залишкової фітотоксичності. Оптимальне знищення широколистих бур'янів досягається при обробці їх у фазу проростків (висота рослин не більше 10 см). Гербіциди на основі хлорсульфурону, метсульфурон-метилу, триасульфурону, амидосульфурона забезпечують знищення відростаючих бур'янів протягом всього сезону вегетації, тому їх рекомендується застосовувати при допосевной, досходового, післясходової обробки. Гербіциди, які включають в себе в якості активного початку трибенурон-метил, тифенсульфурон-метил, піразосульфурон-метил, мають короткочасним залишковим дією – їх рекомендовано використовувати тільки для післясходової обробки.

Симптоми пошкодження. Чутливі рослини зупиняються в рості вже через кілька годин після обприскування, повна загибель настає через 1-2 тижні. При цьому спостерігається хлороз, іноді виникає темно-зелена, помаранчева, червона або пурпурова забарвлення листя. Пізніше помітні некрози, верхівкова нирка відмирає, і рослина гине.

Пригнічуються бур'янисті види. Види горця, крестовнік звичайний, ториця Польова, види гірчиці, зірочник Середня, щириця закинута, амброзія полинолиста, грицики звичайні, лобода біла, незабудка Польова, ромашка непахуча, бульбокамиш компактний, талабан Польова, монохорія Корсакова, частуха Східна та ін.

Резистентність. При безперервному застосуванні препаратів групи сульфонілсечовин стійкість розвивається за 3-5 вегетаційних сезонів.

Група HRAC-B;
Група WSSA-2.

Застосування

Висока гербіцидна активність заміщених сульфонілсечовин та виражена селективність дозволяють застосовувати ці препарати для прополки посівів зернових культур (ячмінь, пшениця), а також рису, кукурудзи, ріпаку, цукрових буряків та сої. Сульфонілсечовинні препарати використовують проти більшості багаторічних широколистих бур'янів, вкорінених в дернині (луки, пасовища, газони), і для суцільного знищення рослинності на невіддільних землях: дорожні насипи, аеродроми та ін.

Аналіз технічної та господарської ефективності сульфонилмочевинных препаратів в польових умовах показав, що зернові культури мають високу стійкість до описуваних гербіцидів у період від фази двох листків до виходу в трубку, найбільший ефект досягається при обприскуванні молодих активно зростаючих бур'янів.

Сульфонілсечовини ефективні незалежно від погодних умов. Обробку ними можна проводити вже при 5°С, що обумовлює більший вибір терміну застосування.

Бакові суміші. З одного боку, сульфонілсечовинні препарати високоактивні і вибіркові, з іншого є факти післядії залишків цих гербіцидів на культурні та бур'яни в польових умовах. Тому в якості рекомендації по зниженню ризику пригнічення чутливих до гербіциду сільськогосподарських культур пропонують використовувати змішані комбінації промислового виробництва або бакові суміші з додаванням вже відомих препаратів: наприклад, введення хлорсульфурону або триасульфурону у вигляді невеликих добавок до інших гербіцидів (дикамба, 2,4-Д та ін.).

Перевага таких комбінацій очевидно:

• суміш зберігає високу гербіцидну активність препарату і збільшує спектр знищення різних видів бур'янів;
• застосування початкових доз кожного компонента в суміші може бути в 2-3 рази менше, ніж в індивідуальній препаративній формі, що знижує екологічне навантаження на навколишнє середовище;
• змішані комбінації збільшують асортимент гербіцидів, в результаті зростає ймовірність альтернативних варіантів хімічного захисту рослин з допомогою гербіцидів;
• з'являється можливість зменшення ризику виникнення "резистентної бур'янів" через різні механізми впливу на один і той самий вид.

Токсикологічні властивості і характеристики

У грунті. Встановлено, що вапнування кислих ґрунтів збільшувало персистування сульфонілсечовин, зокрема хлорсульфурону і метсульфурон-метилу, у 2-3 рази. Тому використання цих гербіцидів на кислих грунтах екологічно безпечніше, ніж на нейтральних і, особливо, лужних. На грунтах з рН > 7 не рекомендується застосування сульфонілсечовини через зниження сорбції і підвищення мобільності їх залишків. Основний процес первинної деградації сульфонілсечовин – хімічний гідроліз, більш ефективно протікає в кислому середовищі і полягає в розщепленні сульфонилмочевинного містка з утворенням відповідних сульфонаміду та гетероциклічного аміна. В грунтах з рН > 7 хімічна деградація сульфонілсечовин сильно утруднена.
На лужних і нейтральних грунтах післядія препаратів проявляється дуже яскраво.

В основному період напіврозпаду сульфонілсечовинних препаратів в грунті становить 30-40 днів, ще довше зберігаються залишкові кількості. На важких грунтах в сухих умовах вони можуть виявлятися протягом чотирьох років.[3] Але трибенурон-метил за 10 днів повністю руйнується. У рослинах його безпечні залишкові кількості виявляються близько двох тижнів.

Корисні види і ентомофаги. Препарати малотоксичні для бджіл та інших комах.

Теплокровний. Похідні сульфонілсечовини для теплокровних малотоксичні. Деякі з них летючі і можуть представляти інгаляційну небезпеку. При випробуваннях на теплокровних тварин трибенурон-метилу був виявлений ембріотоксичний ефект.[3] шкірно-резорбтивної токсичністю не володіють, слизові оболонки не дратують. Не встановлено хронічної дії на тваринах. Малонебезпечні для риб, птахів та інших тварин.

Класи небезпеки. Препарати на основі сульфонілсечовин належать до 2 і 3 класів небезпеки для людини і 3 класу небезпеки для бджіл.

Історія

Гербіциди класу сульфонілсечовин розроблені в кінці 1970-х років фірмою «Дюпон» (США).[8] Вперше ж про препарати цієї групи було повідомлено на IV Міжнародному конгресі по захисту рослин в 1978 році. З тих пір були запатентовані сотні з'єднань.

В період 1970-1990 рр. як у світі, так і в нашій країні досить широко застосовували гербіциди з групи похідних мочевин, такі як діурон, метоксурон, монолинурон, метабромурон, линурон, фторметурон, хлорбромурон та ін Однак у щорічнику Державного каталогу пестицидів і агрохімікатів, дозволених до застосування на території РФ, ці гербіциди вже не значаться з 1997 р. Деякі з них, тим не менш, все ще використовуються у ряді наукових досліджень як модельні сполуки (діурон, линурон, монолинурон). Наприклад, діурон досі застосовується при дослідженні процесу перенесення електронів у фотосинтезуючих організмів. Крім того, у зв'язку з високою стійкістю цих гербіцидів в навколишньому середовищі, до цих пір актуально дослідження процесів їх перетворення в грунті і суміжних середовищах.

В якості гербіцидів на зміну похідним сечовини прийшли похідні сульфонілсечовини. У світовому землеробстві в 1982 р. уперше в продаж надійшов гербіцид хлорсульфурон (торгова назва глин), а потім і інші гербіциди на основі сульфонілсечовини. Це дуже перспективний клас хімічних сполук, до якого належать гербіциди нового покоління, що проявляють гербіцидну активність при нормах витрати на 1-2 порядки нижче в порівнянні з традиційно застосовуваними препаратами.