Фунгициды и их классификация

Грибковые заболевания всегда провоцировали потерю урожая сельхозпродукции, ухудшали ее качество и качество продуктов переработки этой продукции. В решении этой проблемы помогают химвещества, которые нацелены на борьбу с заболеваниями вызванными грибами – фунгициды. Эти препараты подавляют или уничтожают патогенных грибы и их споры.

Данное вещество в основном применяют для плодово-овощных и зерновых культур. Развивающиеся страны активно выращивают эти культуры и, соответственно, фунгицидов применяют все больше и больше.

На рынке Украины фунгициды представлены очень широко. Сделать выбор среди разнообразия зарегистрированных в Украине торговых названий, действующих веществ и их соединений достаточно непросто. В данной статье мы систематизируем информацию об этих препаратах. В статье указаны торговые названия компаний, производящих оригиналы, или давно зарекомендовавшие себя средства.

Действующие вещества противогрибковых препаратов из одной химической группы похожи по химической структуре и имеют подобные признаки:

- принцип биохимического действия на патоген;
- мобильность в организме растения;
- виды контролируемых грибов;
- риск возникновения резистентности;
- нормы использования.

По мобильности в растениях защитные средства от грибковых инфекций разделяют - контактные, локально-системные и системные.

Контактные противогрибковые препараты, попав на растение, работают на поверхности, не проникая вглубь. Особого эффекта для растений пораженных патогеном не оказывают. Для устойчивого эффекта необходима повторная обработка растения - его отросших новых частей и уже обработанных, но которые были подвержены природным факторам (дождь, солнце и др.). Контактные препараты имеют только защитное действие.

Локально-системные фунгициды (сюда относят и трансламинарные) просачиваются во внутрь к тканям обработанного листа и двигаются по обработанной части до определенных границ (это обусловлено препаратом), без перемещения к другим частям растения. Трансламинарное действие – это способность препарата проникать в ткани, двигаясь по межклеточному пространству. Иногда локально-системная функция может совмещаться с контактной.

Системные препараты, проникая в ткани растительного организма и могут оказывать лечебный эффект. Свободно-перемещающихся в растении в любом направлении химвеществ (действительно системных) очень мало. Основная часть это акропетальные противогрибковые препараты (двигаются в растении по направлению только вверх по тканям ксилемы). Базипетальное – движение системных препаратов сверху вниз.

Системные противогрибковые препараты имеют защитное и лечебное действие. Быстро проникая в ткани, практически не зависят от осадков.
Классификация по функциям
Превентивное (защитное) действие подразумевает создание защитного барьера для растения до того, как патоген поразит живой организм или начнет в нем развиваться. Фунгицид может предотвратить поражение растения, создав химический барьер, и не позволит развиваться патогену. Таким образом, можно спасти урожай и растению не понадобиться тратить энергию для защиты.

Фунгицид превентивного действия наносят на растение перед возможным заражением спорами грибков, но до их прорастания. Основные химические соединения действуют только на обработанной поверхности. Если инфекция уже поразила растение, то препараты могут снизить заражение здоровых частей растения или других незараженных растений на поле.

Качество защиты растения зависит от качества его обработки. Необходимо полностью покрыть все поверхности растения фунгицидом с помощью соответствующего количества воды. Также в этом могут помочь сурфаканты (поверхностно активные вещества), которые усиливают действие основного препарата. К ним относятся: разбавители, которые распределяют капли на поверхности растения; прилипатели - обеспечивают цепкость и устойчивость к смыванию под действием осадков; смачиватели, которые необходимы для лучшего контакта препарата с поверхностью растения. Некоторые современные препараты в составе уже имеют сурфаканты, но их дополнительное применение может повысить эффективность. Эти вспомогательные средства нужны для форм препаратов в виде смачиваемых порошков, водо-дисперсионных гранул и суспензий. Но не стоит забывать, что превентивные препараты функционируют на поверхности растения, поэтому эффективность напрямую зависит от природных факторов (осадки, солнечное излучение). Данный метод «перестраховки» не позволяет определить будет ли растение поражено патогенами.

Лечебное свойство – перемещение противогрибковых препаратов по тканям растения к месту поражения патогеном и препятствие развития болезни. То есть эти препараты являются системными или локально-системными. Применение после проявления симптомов болезни дает шанс на выздоровление. Патогены также можно классифицировать в зависимости от вида их системно-инфекционного действия и можно разделить на локально-системное с перемещением по тканям листа и с перемещением по тканям всего растения.

Лечебные свойства фунгицидов позволяют им перемещаться к очагу инфекции и не оставаться на поверхности до появления спор. А их системность позволяет менее критично относится к качеству покрытия ими растения, в отличие от защитных препаратов. Поглощение растениями системных препаратов, соответственно, сводит их влияние на окружающую среду к минимуму. Использование технологии низких норм позволяет применять для борьбы малые дозы. Ассортимент системных фунгицидов небольшой по сравнению с превентивными препаратами, но эффективность более высокая. Но высокая эффективность с одноместным применением образует высокий риск образования резистентности.
Обработку лечебными фунгицидами проводят после проявления инфекции. Но не стоит забывать, что данный способ провоцирует популяцию патогенов и может вызвать резистентность. В свою очередь растение пораженное заболеванием не может дать потенциально максимального урожая.

Фунгициды можно классифицировать по типу биохимического действия на патоген

Противогрибковые препараты борются с патогеном, нарушая его определенные биохимические процессы, такие как повреждение клеточной оболочки, дезактивация критически важных энзимов или протеинов, угнетение ключевых процессов, таких как производство энергии или дыхания и т.д.

Одноцелевое действие – препарат действует только на один биохимический процесс физиологической жизнедеятельности гриба. Действие этих препаратов менее токсичное для растения и обычно имеют системные свойства.

Многоцелевого действия – фунгицид действует на несколько биохимических процессов физиологической жизнедеятельности гриба. Эти препараты более токсичны для растения и имеют контактные свойства.

Для решения вопроса с резистентностью необходимо чередование и смешивание фунгицидов с многоцелевым действием и низким уровнем резистентности и одноцелевого действия и высоким риском возникновения резистентности.

Сегодня ученые классифицируют фунгициды по принципу их биохимического действия на патогены и риском возникновения резистентности. Данную классификацию разработала международная организация FRAC- комитет действий по резистентности фунгицидов.

Этот комитет разделил фунгициды на группы, обозначенные латинскими литерами А, В, C, D, Е, F, G, H, I, P, U, M по их биохимическому действию на один из участков биосинтеза организма патогена. Под литерой U - недавно открытые соединения с неизвестными принципом действия и риском возникновения резистентности. Препараты в ней находятся временно до определения принципа их действия и механизма возникновения резистентности, после чего переносят в соответствующую группу. Группа под литерой М – это фунгициды, которые поражают несколько жизненноважных участков патогена.

Все фунгициды имеют порядковые буквенные и цифровые коды в соответствии с началом коммерческих продаж и особенностей биохимического действия.

Ниже в таблицах приведены группы фунгицыдов по способу их действия и химического происхождения, которые зарегистрированы и используются в Украине. Но существуют и другие препараты.

Многие из указанных препаратов содержат два и более действующих веществ. Это позволяет расширить спектр влияния на инфекции и снижает риск возникновения резистентности.

ГРУПА А (FRAC)

Ацилаланилы. Препараты группы характеризуются системным и лечебным действием. Контролируют грибы класса Oomycetes. Быстро проникают в ткани растений. Комерционализированы с 1977 г.

Изоксазолы. Сегодня это единственное соединение - гимексазол, который характеризуется системным действием. Гимексазол контролирует грибы класса Oomycetes, и эффективен против некоторых грибов Aphanomyces. Его используют в мире как почвенный фунгицид и препарат, которым обрабатывают семена для контроля заболеваний, вызванных Fusarium, Pythium, Aphanomyces и Corticium. Комерционализирован с 1989 г.

ГРУППА В (FRAC).

Бензимидазолы и тиофанат. Характеризуются широким спектром активности и системным лечебным действием. (Беномил - компания «Дюпон»).

Фенилсечовины. Сегодня представлены только одним составом - пенсикуроном, отрыт компанией «Байер». Применяется для контроля Rhizoctonia solani. Коммерциализирован с 1984 г.

Пенсикурон - контактный фунгицид защитного действия с длительным эффектом. Коммерционализирован с 1968 г.

Пиридинилметил-бензамида. Сегодня представлен лишь одним составом - флуопиколидом, который был отрыт компанией «Байер». Флуопиколид имеет определенную системную активность и может перемещаться через ксилему в направлении роста побегов. Коммерциализирован с 2006 г.

ГРУППА C (FRAC)

Оксатиин-карбоксамид - фунгициды системного действия, эффективен против возбудителей класса Basidomycetes. Коммерциализирован с 1966 г. (Карбоксин).

Пиридин-карбоксамид - фунгицид эффективно контролирующий патогены, резистентные к ингибиторам стерола, дикарбоксимидив, бензимидазола, анилинопиримидинив, фениламидив и стробилуринов. Сегодня представлен лишь боскалидом, который был отрыт компанией БАСФ. Боксалид характеризуется широким спектром превентивного действия, системным акропетальном и трансламинарным перемещением в тканях растения. Коммерциализирован с 2003г.

Пиразол-4-карбоксамид - последнее поколение карбоксамид. Характеризуется системным лечебным действием против Ascomycetes, Basidiomycetes и Deuteromycetes. Коммерциализирован с начала 2010 года.

Пиридинил-этил-бензамида. Фунгицид широкого спектра превентивного и лечебного действия, контролирует возбудителей Ascomycetes и Deuteromycetes. Соединение характеризуется трансламинарной активностью и определенной способностью перемещаться в ксилеме. Сегодня представлен лишь одним составом - флуопирамом, который был отрыт компанией «Байер». Коммерциализированный с 2009г.

Стробилуриновые. Характеризуются системной и локально-системной активностью. Все препараты этой группы имеют превентивное действие, и лечебное для некоторых болезней. Демонстрируют широкий спектр активности и контроль всех четырех основних групп вредных патогенов: Ascomycetes, Basidiomycetes, Deuteromycetes и Oomycetes. Однако эффективность стробилуринов против указанных групп патогенов варьируется. Крезоксим-метил и трифлоксистробин только умеренно контролируют многие заболевания, вызванные Oomycetes, и слабо или умеренно контролируют болезни, вызванные Basidiomycetes. Стробилуриновые лучше применять до появления инфекции или на ранних этапах развития болезней.

Коммерциализирован с 1996 г.

Оксазолидинедионы. Характеризуются защитным локально-системным действием. Сегодня представлены только одним составом - Фамоксадон (компания «Дюпон»). Комбинируется с фунгицидами, которые обладают лечебным действием.

Коммерциализируется с 1989 г.

ГРУППА D (FRAC)

Анилино-пиримидины. Широкий спектр и системное защитное действие. Наиболее эффективны при превентивном применении. Коммерциализация с 1992 г.

ГРУППА Е (FRAC)

Азанафталены. Характеризуются соответственно системной и локально-системной превентивной активностью, контролируют возбудителей мучнистой росы. Квиноксифен (коммерциализация с 1997 г.) проквиназид (коммерциализация с 2005 г.)

Фенилпироли. Контактное и локально-системное защитное действие, широкий спектр эффективности против возбудителей Ascomycetes, Basidiomycetes и Deuteromycetes. Коммерциализация с 1990 г.

Дикарбоксимиды. Широкий спектр контактного превентивного и лечебного действия от Botrytis, Sclerotinia, Monilini и др. Коммерциализация с 1974 г.

ГРУППА F (FRAC)

Карбаматы. Системные фунгициды, особенно эффективны против грибов класса Oomycetes. Коммерциализирован с 1978 г.

ГРУППА G (FRAC)

Пиримидины. Наиболее эффективны против мучнистой росы. Системное превентивное и лечебное действие. Коммерциализация с 1975 г.

Имидазолы. Системные фунгициды широкого спектра защитного и лечебного действия. Коммерциализация с 1973 г.

Триазола. Наибольший класс фунгицидов, характеризующихся высокой эффективностью и широким спектром системного и локально-системного превентивного и лечебного действия. Между спектром активности этих препаратов существуют определенные различия, поскольку каждый из триазолов может действовать на несколько других участков биохимического синтеза стерола. При интенсивном применении резистентность развивается медленно и является следствием снижения чувствительности патогенов к механизму действия триазолов. Снижение этой чувствительности не влияет на эффективность новых, более активных триазолов. Коммерциализация с 1973 г.

Амины. Широкий спектр системной превентивной и лечебной активности. Коммерциализация с 1990-х годов.

Гидроксианилиды. Сегодня представлены одним составом – фенгексамид (компания «Байер»). Обеспечивают контроль заболеваний, вызываемых возбудителями Botrytis и других. Характеризуются локально-системным защитным действием.

Коммерциализируется с 1998 г.

ГРУППА Н (FRAC)

Амиды карбоновой кислоты (САА-фунгициды). Характеризуются системным и локально-системным защитным и определенным лечебным действием. Эффективны против грибов класса Oomycetes. Коммерциализация с 1988 г.

ГРУППА U (FRAC)

Цианоацетамидоксимы. Цимоксанил, отрыт компанией «Дюпон». Эффективен против патогенов класса Oomycotes, особенно против Peronospora. Характеризуется локально-системным превентивным и лечебным действием. При применении отдельно имеет очень короткий период действия - около двух дней, но этого периода препарату достаточно для проникновения в ткани растения для контроля инфекции, которая ее поражает. Коммерциализированный с 1977 г.

Фосфонаты этила. Фосетил алюминия, отрыт компанией «Рон Пуленк». Характеризуется системной активностью с акропетальным и базипетальным перемещением. Применяется для превентивной защиты против возбудителей класса Oomycetes, имеет определенные лечебные свойства. Коммерциализированный с 1977.

ГРУППА М (FRAC)

В группу входят органические и неорганические соединения. Неорганические фунгициды на основе серы и меди являются самыми старыми фунгицидами, хотя применяются и в наше время. Препараты этой группы характеризуются превентивным действием. Считается, что они имеют низкий риск возникновения резистентности. Перекрестная резистентность между препаратами этой группы, имеющих различное химическое происхождение, отсутствует.

Медь. Начало применения как фунгицида приходится на 1880-е годы (в виде бордоской смеси).

Дитиокарбаматы. Характеризуются широким спектром превентивного контактного действия. Начало коммерциализации Тираму, который был первым открытым фунгицидом этой группы, до 1942 г.

Фталимид. Характеризуется широким спектром превентивного контактного действия. Коммерциализация с 1952 г.

Хлоронитрилы. Сегодня группа представлена одним соединением – хлороталонил. Характеризуется широким спектром превентивной контактной активности. Коммерциализация с 1964 г.

Квиноны. В группе одно соединение – дитианон. Характеризуется контактной превентивной активностью широкого спектра. Угнетает прорастания спор. Коммерциализация с 1963 г.

Общие методы предупреждения возникновения резистентности

Для некоторых популяций патогенных грибов свойственно иметь естественную резистивность к фунгицидам. Не исключена и генетическая чувствительность разной степени к группам химических соединений. Резистивность появляется из-за размножения и распространения небольшого количества грибов, с которыми произошла мутация, выживших после применения фунгицидов. Наиболее склонны к резистентности патогены, у которых происходит быстрая смена большого количества поколений. Это происходит когда непрерывно применяют препараты одинаковые по способу действия и из одной химической группы.

На возникновение резистентности влияет природа химического соединения, и количество процессов в патогене на которые она влияет. Чаще всего резистентность наблюдается у фунгицидов с одноместным действием, таких как Беномил и Металаксил. Препараты многоместного действия – Манкоцеб, Кафтан и Тирами вызывают совсем малое количество случаев резистентности. Это объясняется тем, что у этих препаратов вещество нарушает несколько процессов, и соответственно, необходимо большее количество мутации на генном уровне. При постепенном многоуровневом развитии резистентности антрирезистивная регуляция проходит легче.

Встречается и перекрестная резистентность к разным фунгицидам. Это когда развитая резистентность к одному фунгициду или группе фунгицидов снижает чувствительность гриба к другому фунгициду. Такое может произойти и с препаратом, который ранее не применялся на данном участке. Перекрестную резистентность вызывают препараты из одной химической группы или химгрупп с одинаковым способом действия.

Многократная резистентность появляется в популяции патогенов при условии резистивности гриба к двум фунгицидам, принадлежащим к разным химическим группам. Эта ситуация возникает когда от многократного использования одного фунгицида развивается резистентность, а затем, когда начинается многократное использование другого фунгицида, у гриба развивается резистентность и к другому препарату. Чтобы не допустить такой ситуации многие системы защиты рекомендуют чередовать фунгициды с различными способами действия.

Для предотвращения формирования резистентности к фунгицидам необходимо строго соблюдать следующие правила:

- фунгицидами из группы «Ингибиторы внешних хинонов» (подгруппа С3 / FRAC код 11) проводить не более двух обработок за сезон;
- фунгициды разного способа биохимического действия на патоген (их смеси) использовать поочередно;
- Ограничивать количество обработок в течение сезона и использовать фунгициды только при необходимости. (Снижение селективного давления на популяцию патогенов);
- Придерживаться рекомендованных производителем норм по использованию препарата. Снижение норм может усилить развитие резистентности.
- Использовать интегрированные системы защиты от заболеваний, включая механические, биологические методы борьбы. Фунгициды использовать в разумных объемах;
- Предпочтительны фунгициды для превентивных обработок.