Производные дитиокарбаминовой кислоты

Контактные фунгициды защитного действия

В эту группу входят диметилдитиокарбаматы и алкиленбисдитио- карбаматы (в основном этиленбисдитиокарбаматы), которые облада­ют сходным механизмом действия, но существенно различаются по токсикологическим свойствам и поведению в окружающей среде. Все вещества этой группы являются контактными фунгицидами защитно­го действия, В отличие от неорганических соединений меди, которые проникают в клетки гриба в вице ионов в водном растворе, они имеют большее сродство к липидам и лучше проникают через клеточные обо­лочки или мембраны патогена, проявляя таким образом большую би­ологическую эффективность. В то же время невысокая растворимость дитиокарбаматов в органических растворителях и воде и низкий ко­эффициент перераспределения октанол - вода не позволяют дитио- карбаматам проникать в растение в фунгицидных количествах и пере­двигаться по нему.

Все дитиокарбаматы относятся к фунгицидам неспецифичного, неизбирательного действия, которые после проникновения в орга­низм патогена нарушают различные биохимические процессы, в кото­рых участвуют ферменты, содержащие сульфогидрильные (SH) груп­пы или атом меди: биосинтез веществ, транспорт энергии и т. п. Поскольку такие же биохимические системы свойственны и растени­
ям, при проникновении в растительные клетки дитиокарбаматов в значительных количествах возможно повреждение защищаемых рас­тений.

Большинство соединений этой группы в природных условиях (в почве, воде и на растениях) разрушаются до токсичных летучих про­дуктов (сероуглерод, сероводород, метилтиоизоцианат, метиламин) и стойких более токсичных и опасных в отношении хронической ток­сичности метаболитов (тетраметилтиурам моно- и дисульфид, тетра- метилтиурамтиомочевина, этилентиомочевина). Они сохраняются в окружающей среде в среднем 1,5 — 2 месяца.

Острая оральная, накожная и ингаляционная токсичность дитио­карбаматов невелика, они относятся к 3 или 4 классу опасности. Од­нако при длительном контакте с кожей вызывают сильное ее раздра­жение и дерматиты. Кроме того, вещества этой группы оказывают сильное раздражающее действие на слизистые оболочки глаз и дыха­тельных путей и провоцируют сильные аллергические реакции. При попадании в организм теплокровных животных задерживаются в нем до 1 — 3 недель.

Широкое применение фунгицидов из группы дитиокарбаматов существенно ограничивается из-за наличия у них отрицательных хронических эффектов. Большинству из них присущи репродук­тивная токсичность и канцерогенность в сочетании с тератоген­ным эффектом, и хотя эти эффекты проявляются при введении больших доз, токсикологи ограничивают использование таких препаратов.

В качестве фунгицидов дитиокарбаматы применяются для защиты растений от ложной мучнистой росы, фитофтороза, корневых гнилей, ржавчины, парши яблони и груши, пятнистостей, твердой головни пшеницы и болезней клубней картофеля.

Диметилдитиокарбаматы. Вещества этого класса обладают хоро­шими фунгицидными свойствами. Однако из-за значительной стой­кости и неблагоприятных токсикологических свойств их использова­ние в сельском хозяйстве ограничено. В России находит применение только одно действующее вещество — тирам.

ТЬрам (ТМТД). Полное название вещества — тетраметилтиурам дисульфид.

Тирам — это контактный фунгицид защитного действия, не про­никающий в растение или семена и подавляющий прорастание спор или начальный рост мицелия патогена, находящегося на поверхно­сти. Проникая в клетки возбудителя, он ингибирует активность ферментов, содержащих атомы меди или сульфогидрильные груп­пы. Активно подавляет развитие патогенов из класса оомицетов и частично базидиомицетов, поражающих надземную массу и семена растений. Вещество также обладает репеллентными свойствами для птиц и грызунов.

Тирам относится к умеренно опасным (3 класс гигиенической классификации) для человека веществам по острой оральной, накож­ной и ингаляционной токсичности. Однако он может вызывать силь­ное раздражение кожи и дерматиты и обладает выраженными кумуля­тивными свойствами. В больших дозах проявляет репродуктивную токсичность и канцерогенность. При проникновении в организм человека ингибирует активность алкоголь-дегидрогеназы крови и снижает чувствительность к алкоголю. При употреблении алкоголя тяжелое отравление развивается уже при дозе ТМТД, равной 26 мг/кг. Зафиксированы случаи тяжелого острого и хронического отравления людей, работавших с ТМТД.

В растениях и почве тирам разлагается до более токсичных и более опасных метаболитов: тетраметилмоносульфида и тетраметилтиомо- чевины.

Из-за неблагоприятных токсикологических свойств тирама и зна­чительной его сохранности в воде (ДТ₅₀ = 46,7 дней при рН = 7,0) пре­параты на его основе в России применяются только для обработки се­мян и семенного материала с целью их защиты от возбудителей плесневения и корневых гнилей, включая фузариозные, а также от других болезней, первичная инфекция которых сохраняется на семе­нах. Длительная сохранность тирама в кислых и нейтральных почвах обеспечивает защиту высеянных семян от почвенной инфекции на до­статочно долгое время (1 — 1,5 месяцев).

На основе тирама в мире выпускается большое количество пре­паратов, различных по содержанию активного компонента, в ос­новном смачивающиеся порошки и концентраты суспензий. Фир­ма «Август» зарегистрировала в России ТМТД, ВСК (400 г/л) для обработки с нормой расхода 3 — 5 кг/т семян яровой и озимой пшеницы и кукурузы против плесневения семян, твердой и пузыр­чатой головни, корневых и стеблевых гнилей, в том числе бактери­альных; подсолнечника против белой и серой гнилей, пероноспо- роза, плесневения семян; льна-долгунца против аскохитоза, фузариоза, антракноза, полиспориоза, плесневения семян; кормо­вой, сахарной и столовой свеклы против плесневения семян; кор­нееда всходов (черная ножка), фомоза, пероноспороза, церкоспо- роза; семенных клубней картофеля против фитофтороза, мокрой гнили и парши.

Этиленбисдитиокарбаматы. Этиленбисдитиокарбаматы — это большая группа фунгицидов, широко применяемых с 40-х годов XX века для подавления более чем 400 видов возбудителей заболева­ний на 100 с лишним культурах по всему миру. Наибольшее значение препараты этой группы имеют для защиты картофеля, винограда, овощных и плодовых культур, кукурузы и зерновых культур от альтер- нариоза, фитофтороза, ложной мучнистой росы, ржавчины и бактери­альных болезней. Благодаря своему неспецифичному (множественно­му) механизму действия они являются незаменимым компонентом систем предупреждения развития устойчивых к системным фунгици­дам популяций патогенов.

Вещества этой группы, проникая в клетки патогена, дезактивиру­ют содержащие сульфогидрильные группы ферменты, которые участ­вуют в многочисленных реакциях биосинтеза и транспорта веществ в протоплазме. Они также инактивируют ферменты, отвечающие за биосинтез АТФ, превращение глюкозы в пировиноградную кислоту, аминокислот и жирных кислот в ацетилкофермент А в процессах дыхания. Такое множественное воздействие на уровне клетки значи­тельно уменьшает возможность отбора естественных мутантов в при­родных популяциях патогенов. Об этом свидетельствуют данные всемирного мониторинга — не зафиксировано ни одного случая появ­ления устойчивости к этиленбисдитиокарбаматам за весь более чем 50-летний период их применения.

Все этиленбисдитиокарбаматы являются малоопасными для че­ловека веществами по острой оральной и накожной токсичности и умеренно опасными по ингаляционной токсичности. Однако в хронических экспериментах в относительно высоких дозах они вызывают нарушение функций щитовидной железы, печени и нервной системы у лабораторных животных. Репродуктивная ток­сичность и онкогенные свойства веществ проявляются также при введении высоких доз, токсичных для материнского организма и не встречающихся в практических условиях применения. Ком­плексная оценка риска применения этиленбисдитиокарбаматов показала, что их использование в сельском хозяйстве не связано с существенной экспозицией для потребителей и не представляет опасности для фермеров, сельскохозяйственных рабочих и работ­ников промышленных предприятий при условии соблюдения всех регламентов применения и мер индивидуальной и общественной безопасности.

В настоящее время наибольшее распространение получили следу­ющие соединения этой группы: манкоцеб, цинеб и метирам.

Манкоцеб представляет собой полимерный комплекс марганцевой и цинковой солей этиленбисдитиокарбаминовой кислоты.

Соединение термически стабильно и устойчиво к кислотному гид­ролизу. В щелочных условиях быстро разрушается, период полураспа­да в почве составляет от 5 до 15 дней.

Манкоцеб — контактный фунгицид защитного действия, преду­преждающий заражение сельскохозяйственных культур ложномучни- сторосяными и питиевыми грибами. Однако для обеспечения дли­тельной и эффективной защиты культур от этих болезней требуется большое количество обработок из-за малого защитного периода действия препарата (7 — 10 дней).

В России зарегистрировано несколько препаратов — смачиваю­щихся порошков — на основе манкоцеба, произведенных различными фирмами(дитан М-45, пеннкоцеб, утан). Все они рекомендованы для защиты картофеля от фитофтороза и макроспориоза при норме расхо­да 1,2 - 1,6 кг/га (3 — 5 обработок за сезон) и винограда от милдью — 2 — 3 кг/га (4 — 6 обработок). Срок ожидания на картофеле — 20 дней, на виноградниках — 30 дней до уборки. Кроме того, препараты приме­няются для подавления ризоктониоза картофеля путем обработки се­менных клубней при норме расхода 2-2,5 кг/т.

Цинеб. Действующее вещество представляет собой полимерный комплекс цинковой соли этиленбисдитиокарбаминовой кислоты.

Соединение менее стойкое, чем манкоцеб, и может разрушаться при хранении под действием влаги с выделением сероуглерода.

Тем не менее вещество способно сохраняться на растении, на­пример в ягодах черной смородины до 40 дней. Цинеб обладает более выраженной, чем манкоцеб, хронической токсичностью. Известны отравления работающих людей цинебом с развитием аст­матических явлений и аллергического поражения кожи (образова­ние пузырей, зуд, появление чешуек). В связи с этим его примене­ние ограничено, и в России зарегистрирован только смесевой препарат — цихом — на основе хлорокиси меди и цинеба (570 + + 150 г/кг), который менее фитотоксичен для растений, чем препа­раты меди, и содержит меньшее количество действующих веществ. Он предназначен для подавления фитофтороза и макроспориоза на картофеле, церкоспороза на сахарной свекле, ржавчины, антракно- за, септориоза и других пятнистостей на смородине, малине и кры­жовнике.

Метирам. Действующее вещество представляет собой полимерный комплекс аммониата цинка этиленбисдитиокарбаминовой кислоты и этилентиурамдисульфида.

Вещество стабильно на свету, негигроскопично и разрушается только сильными кислотами и щелочами. По биологическим и токсикологиче­ским свойствам практически не отличается от манкоцеба, однако обла­дает несколько большим периодом защитного действия — до 14 дней.

В России зарегистрирован препарат полирам в виде водно-диспер­гируемых гранул (700 г/юг) для применения в семечковых садах против парши, ржавчины, пятнистости листьев, сажистого грибка, серой гни­ли, для защиты картофеля от фитофтороза и альтернариоза при норме расхода 1,5 — 2,5 кг/га (4 обработки за сезон); огурца открытого грун­та против пероноспороза, антракноза, альтернариоза, аскохитоза, бурой пятнистости — 1,5 — 2 кг/га (3 обработки); томата открытого грунта против фитофтороза, альтернариоза, пероноспороза, антрак­ноза, аскохитоза, бурой пятнистости — 2,5 - 3 кг/га (4 обработки за сезон со сроком ожидания 20 дней до уборки) и винограда от мил­дью, краснухи, черной гнили, черной пятнистости, антракноза — 1,5 — 2 кг/га (4 обработки со сроком ожидания 30 дней до уборки).

Аналогом метирама является полимер цинковой соли этиленбис­дитиокарбаминовой кислоты и этилентиурамдисульфида отечествен­ного синтеза (ВНИИХСЗР), ранее известный как поликарбацин. В на­стоящее время зарегистрирован в России в качестве компонентов промышленных смесевых препаратов с оксадиксилом или оксадикси- лом и цимоксанилом для применения на картофеле, сахарной свекле, хмеле, табаке, луке, винограде и люцерне.