Сегодня, как впрочем и всегда, перед человечеством остро стоят вопросы продовольственной безопасности и устойчивого развития сельского хозяйства. Одной из ключевых мер, обеспечивающих высокие урожаи и защиту сельскохозяйственных культур от вредителей, являются пестициды.
Вокруг темы пестицидов разгорается множество споров. Но несмотря на критику и опасения относительно возможного негативного воздействия на природу и здоровье человека, рациональное их применение играет важную роль в обеспечении продовольствием растущего населения планеты.
Вместо того чтобы поддаваться паническим настроениям и испытывать необоснованный страх перед пестицидами, разумнее глубоко разобраться в этом вопросе и оценить всю значимость их роли в нашей повседневной жизни.
В данной статье я расскажу о том, что такое пестициды, какими они бывают и кто и с чем их ест.
Основы классификации пестицидов
Пестицид — это вещество (или смесь веществ) химического либо биологического происхождения, предназначенное для уничтожения вредных насекомых, грызунов, сорняков, возбудителей болезней растений и животных.
- Пестициды классифицируются по объекту применения (против чего проводится обработка):
1) Инсектициды (от насекомых)
2) Акарициды (от клещей)
3) Фунгициды (от грибных заболеваний)
4) Гербициды (от сорных растений)
5) Родентициды (от грызунов)
6) Арборициды (контроль кустов и деревьев)
7) Нематициды (от нематод)
8) Альгициды (от водорослей)
9) Моллюскоциды (от моллюсков)
10)Бактерициды (от бактериальных болезней)
- Пестициды также делятся по факторам отражающим особенности проникновения и распространения активных компонентов внутри растения:
1) Системные инсектициды и фунгициды
Эти вещества проникают внутрь тканей растения и распространяются по сосудистой системе. Это позволяет защитить растение изнутри, делая его токсичным для насекомых-вредителей или патогенных грибов.
2) Системные гербициды
Гербициды этого типа действуют аналогично системным инсектицидам и фунгицидам, распространяясь по тканям растения. Они используются для борьбы с сорняками, уничтожая их изнутри.
3) Трансламинарные фунгициды
Такие средства защиты способны перемещаться в ткани листа, обеспечивая локальную защиту против грибных заболеваний.
4) Мезосистемные препараты
Это промежуточная группа препаратов, обладающих ограниченной способностью к передвижению внутри растения. Их действие сосредоточено преимущественно вблизи места нанесения, однако они обладают некоторой мобильностью, позволяющей охватывать близлежащие участки.
- По способу применения пестициды делятся на:
1) Контактные инсектициды.
Это химические вещества, которые действуют через прямой контакт с вредителем. Такие инсектициды наносятся непосредственно на поверхность листьев, стеблей или плодов растений. Попадая на тело насекомого, контактный инсектицид проникает через кутикулу (наружный покров) и оказывает токсическое воздействие, приводящее к гибели вредителя.
2) Контактные фунгициды
Фунгициды данного класса защищают растения путём непосредственного взаимодействия с поверхностью гриба-паразита. Контактные фунгициды эффективны лишь тогда, когда нанесены заранее и покрывают заражаемую область.
3) Контактные гербициды
Средства этого типа убивают сорняки посредством прямого контакта с листьями или зелёными частями растения. Гербициды наносятся на наземные части сорняка, вызывая повреждение клеток и гибель всего растения.
4) Кишечные инсектициды и родентициды
Эти препараты попадают в организм насекомых или грызунов вместе с пищей, оказывая своё токсичное действие именно в желудочно-кишечном тракте. После проглатывания кишечные инсектициды нарушают работу пищеварительной системы и приводят к смерти вредителей.
5) Фумиганты
Эти химические соединения используются для уничтожения насекомых, микроорганизмов и других вредителей путём введения их в воздух или замкнутые пространства. Чаще всего применяются в сельскохозяйственной практике и карантине растений для дезинфекции зерновых запасов, семян, плодовых культур и овощей, а также помещений для хранения продукции.
- Классификация по характеру воздействия:
1) Нервнопаралитические инсектициды.
Нервнопаралитические инсектициды представляют собой класс химических соединений, предназначенных для уничтожения насекомых-вредителей путём нарушения нормальной передачи нервных импульсов. Действие этих препаратов основано на подавлении активности фермента ацетилхолинэстеразы, который участвует в передаче сигналов между нервными клетками и мышцами. Без этого фермента передача сигнала нарушается, что приводит к параличу нервной системы насекомого и последующей его гибели.
2) Ингибиторы биосинтеза
Пестициды-ингибиторы биосинтеза представляют собой группу химических соединений, направленных на нарушение синтеза необходимых белков, липидов или нуклеиновых кислот, что приводит к нарушению роста, размножения и жизнеспособности вредных организмов.
Нарушение энергетического транспорта в митохондриях грибов –
угнетение клеточного дыхания.
Механизм действия пестицидов, нацеленный на нарушение энергетического транспорта в митохондриях грибов, базируется на вмешательстве в ключевой метаболический путь — цикл клеточного дыхания.
Грибы получают энергию, окисляя молекулы органических веществ (например, глюкозу). Этот процесс начинается с гликолиза, затем продолжается в цикле трикарбоновых кислот (цикл Кребса), и далее энергия накапливается в ходе цепочки переноса электронов.
Под действием пестицидов-ингибиторов происходит следующее:
- Электроны перестают передаваться по дыхательной цепи.
- Энергия, необходимая для поддержания жизненных функций грибов, больше не вырабатывается.
-Накопленные свободные радикалы повреждают мембранные структуры и важные внутриклеточные компоненты.
-Происходит быстрая остановка роста и размножения грибов, а затем и полная гибель колонии.
Взаимодействие с сульфгидрильными группами ферментов и аминогруппами грибов – влияет на биосинтез липидов.
Биосинтез липидов представляет собой важный процесс в жизненном цикле любого живого организма, включая бактерии, грибы и насекомых. Липиды необходимы для формирования клеточных мембран, энергетического обмена и сигнальной регуляции. Некоторые пестициды целенаправленно блокируют ферменты, вовлечённые в биосинтез липидов, что приводит к серьёзным нарушениям в физиологии и росте вредных организмов.
Ингибирование биосинтеза хитина – нарушает линьку насекомых
Хитин — это полисахарид, играющий ключевую роль в формировании наружного скелета (кутикулы) насекомых. Для успешного роста и развития насекомые периодически проходят стадию линьки, во время которой старая оболочка сбрасывается, а новая формируется и затвердевает. Если биосинтез хитина подавляется, новый слой оболочки не сможет сформироваться должным образом, что приведет к невозможности завершения процесса линьки и дальнейшей гибели насекомого.
Ингибирование активности ферментов
Ферменты играют критическую роль в биохимических процессах живых организмов, выступая катализаторами множества реакций, включая метаболизм питательных веществ, восстановление поврежденных тканей и т.д. Пестициды, ингибирующие активность ферментов, основаны на принципе вмешательства в нормальное функционирование этих белков, блокируя их активный центр или изменяя их структуру.
- Классификация по химическому строению.
Все препараты делятся на группы:
1) Органические препараты созданы по аналогии природных
токсинов
Препараты, полученные из органических соединений. Обычно характеризуются сложной структурой и высоким уровнем биоактивности. Включают большинство современных синтетических пестицидов.
2) Неорганические – в настоящее время это препараты серы, меди.
Содержат элементы минерального происхождения, такие как металлы и соли. Традиционно использовались в прошлом веке и отличаются низкой эффективностью и длительным периодом сохранения в окружающей среде.
3) Препараты на основе выделений живых организмов
Получены из источников растительного или животного происхождения. Их преимущество заключается в низкой дозировке и отсутствии кумулятивного эффекта (накопления).
Важно помнить, что систематизированная классификация пестицидов выступает инструментом для принятия обоснованных решений в рамках комплексного подхода к управлению качеством продукции и охране окружающей среды.
Спасибо за внимание!
Источники
Российский Сельскохозяйственный центр: https://rosselhoscenter.ru/
Insecticide Resistance Action Committee, IRAC: https://irac-online.org/