История
Предшественником первых гербицидов избирательного действия была индолилуксусная кислота. В 1941 году впервые в научной литературе появилась заметка о синтезе 2,4-Д. Несколько позднее было получено и МЦПА[13].
Учеными было выяснено, что свойствами ауксинов – растительных гормонов – обладает как 2,4-Д, так и МЦПА и другие производные уксусной кислоты, только в больших дозах они подавляют растения, а не стимулируют[13].
Ботаник Эзра Краус, обнаруживший это свойство задолго до войны, сумел убедить Пентагон в успешном применении этих веществ в военных целях. Случай использования гербицидов военным так и не представился, поэтому первым практическим применением сразу после войны стало гражданское. Применение 2,4-Д и МЦПА ознаменовало начало «зеленой революции»[13].
При химической обработке посевов и посадок важно уничтожать только сорняк, а не культурное растение. Чтобы этого добиться, чаще используют производные 2,4-Д. Замена на метильную группу одного атома хлора (как в случае с МЦПА) значительно смягчает действие гербицида[13].
Сейчас 2-метил-4-хлорфеноксиуксусная кислота (МЦПА) и ее соли применяются в качестве гербицидов для борьбы с сорняками в посевах различных культур, особенно зерновых. В малых дозах средства являются регуляторами роста растений[13].
Виды сорных растений с зарегистрированной резистентностью
-
Ежовник обыкновенный
-
Звездчатка средняя
-
Куколь
-
Пикульники
-
Ромашка непахучая
-
Редька дикая
-
Стрелолист монтевидейский
-
Торица полевая
-
Щирица Пауэлла
-
Щирица Палмера[7]
Физико-химические свойства
В чистом виде – белое кристаллическое вещество, имеет запах хлоркрезола[10], без запаха[8]. Технический продукт имеет в составе до 0,3% хлоркрезола. В качестве примеси в зависимости от способа получения могут быть следы 2-метилфеноксиуксусной кислоты, 2-метил-4,6-дихлорфеноксиуксусной кислоты и 2-метил-6-хлорфеноксиуксусной кислоты[10]. Вещество плохо растворимо в воде, хорошо – в эфире, спирте, бензоле и иных органических растворителях[4].
Препарат устойчив при длительном хранении в растворах и твердом виде[9][15].
В металлической герметической таре срок годности практически не ограничен[15].
Физические характеристики
- молекулярная масса – 200,6;
- температура плавления – 119–120,2°C;
- температура плавления технического продукта – 118–119°C;
- растворимость в воде – 0,15 г/100 г воды (при 25°C)[8][10];
- растворимость в воде – 630 мг/л;
- константа диссоциации – 5,4•10-4[9].
Чувствительные виды сорных растений
-
Бодяк полевой
-
Вьюнок полевой
-
Горчица полевая
-
Гречишка вьюнковая
-
Марь белая
-
Осот желтый
-
Пастушья сумка
-
Редька дикая
-
Ярутка полевая[19]
Действие на вредные организмы
Фенокарбоксилаты, в том числе и препараты МЦПА, относятся к группе гербицидов с ауксиноподобной активностью, так как они имеют много общего с природными ауксинами. Синтетические ауксины, в отличие от природных, не поддаются эндогенному регулированию и не теряют активности при избыточном поступлении в растения. Следствием этого является чрезмерная интенсивность деления клеток и усиление дыхательных процессов, в которых АТФ не образуется (разобщение окислительного фосфорилирования), ослабление поступления питательных веществ и истощение запаса углеводов. Действие гербицидов на растения реализуется на уровне механизмов обмена нуклеиновых кислот, синтеза белков, различных ферментов[12].
Избирательность их действия связана с накоплением в сорняках продуктов обмена, в частности, азота (выше нормы в 20 раз), в то время как в культурных растениях количество этого элемента заметно не увеличивается. Эти препараты нарушают в сорняках процесс окислительного фосфорилирования. У двудольных растет интенсивность дыхания, образующаяся при этом энергия не аккумулируется, а теряется. Последнее приводит к тому, что растения теряют аденозинтрифосфорную кислоту (АТФ) – соединение, богатое энергией[8].
При опрыскивании 2,4-Д и МЦПА мелкие капли попадают на стебли и листья. Чтобы проявить фитотоксическое действие, они должны преодолеть барьеры защитной ткани и проникнуть внутрь листа[4].Препараты могут проникать через устьица или кутикулу, проницаемую для липофильных и гидрофильных соединений из-за наличия микропор – эктодесмы[4].
Клеточные оболочки не являются препятствием для проникновения препарата, сквозь них хорошо проходят и липофильные, и гидрофильные вещества, причем, в молодые листья, имеющие более тонкие покровные ткани и открытые устьица, они проникают лучше при благоприятной погоде[4].
. МЦПА (2М-4Х) по
классификации механизмов действия веществ с гербицидной активностью HRAC (Herbicide Resistance Action Comittee/Комитет по борьбе с устойчивостью к
гербицидам) и WSSA (Weed Science Society of America/Американское научное общество по борьбе с сорняками) относится к группе auxin mimics (имитаторы ауксина, аналоги ауксина, синтетические ауксины) – цифро-код "4". До 2020 года по версии HRAC данная группа обозначалась букво-кодом "О"
[18].
Подробнее о механизме действия на растения МЦПА (2М-4Х) и других феноксикарбоксилатов – в статье «Феноксикарбоксилаты», раздел: «Действие на вредные организмы».
. Масляные растворы, обладая растворяющей способностью, лучше проникают через
кутикулу. Водорастворимые
концентраты и т.п. работают при достаточном увлажнении растений, когда вода заполняет микропоры
кутикулы[4].
. Действие
гербицидов на чувствительные к ним сорняки проявляется довольно быстро. В течение нескольких часов происходит торможение или полное прекращение роста и другие процессы
[1].
. Вещества МЦПА вызывают гипертрофированное деление меристематических клеток,
[6] деформацию стеблей и листьев, образование воздушных корней
[5]. У поврежденных растений формативно разрастаются ткани, растение искривляется, останавливается рост
[6].
В прикорневой части образуются утолщения, из которых появляются придаточные корешки. Молодые корни отмирают. Наблюдаются и другие морфологические изменения[1].
У сорняков, обработанных гербицидами, усиливается интенсивность дыхания, замедляется процесс фотосинтеза в результате разрушения хлорофилла, подвергаются гидролитическому распаду сложные органические вещества – белок, крахмал, инулин, ослабляются процессы синтеза, увеличивается содержание подвижных форм углеводов и сахаров, резко сокращается поступление азота, фосфора и калия, прекращается синтезирующая деятельность корневой системы. В результате нарушения водного обмена растения теряют тургор и начинают увядать[1].
. МЦПА уничтожает следующие сорные
виды: пастушья
сумка, марь белая, ярутка полевая, редька дикая, горчица полевая. Значительно повреждаются гречишка вьюнковая, бодяк полевой, вьюнок полевой, осот желтый, хвощ,
[7] крестовник обыкновенный, гулявник лекарственный, клубнекамыш приморский, подсолнечник сорнополевой, ширица
[15].
. Устойчивы к препарату: ромашка непахучая, торица полевая, звездчатка средняя,
[7] пикульники, куколь
[15].
. Препараты на основе
МЦПА (диметиламинная + калиевая + натриевая соли, смесь) можно сочетатьс
бромоксинилом и
сульфонилмочевинами для увеличения спектра действия. Помимо этого, препарат можно смешивать с
инсектицидами, удобрениями,
фунгицидами, если периоды внесения совпадают
[17]. МЦПА (диметиламинная соль) хорошо смешивается и сочетается с препаратами, в основе которых вещества класса сульфонилмочевин, а также с
бромоксинилом,
2,4-Д,
клопиралидом,
дикамбой[16].
Пестициды, содержащие
МЦПА (2М-4Х)
для сельского хозяйства:
закончился срок регистрации:
С - смесевой пестицид
Применение
Для достижения наибольшей эффективности применения рекомендуется проводить обработку посевов препаратом при 16-20°C[6], при 18–30°C[4]. Температура является решающим фактором, ослабляющим или усиливающим действие гербицидов данной группы. Производные 2,4-Д и МЦПА не эффективны при 4–5°C, поскольку физиологические процессы в растениях крайне замедлены, а при 10–15°C ослаблены. Самая высокая активность гербицидов будет наблюдаться в тот период, когда растения находятся в оптимальных условиях развития – обмен веществ интенсивен, продукты фотосинтеза переходят из листьев в корни и стебли[4].
Применяются действующие вещества грбицидов на основе:
Также зарегистрированы смесевые препараты на основе МЦПА и пиклорама (диметилэтаноламинные соли), ониприменяются против горчака ползучего и других злостных двудольных сорняков на паровых полях и участках, которые предназначены под посев зерновых культур[3][2].
. Препарат может смешиваться с большинством нещелочных
пестицидов[11].
. Приприменении максимальных доз препарата на основе
МЦПА (диметиламинная + калиевая + натриевая соли, смесь) на отдельных культурах (лён, картофель, горох) по вегетирующим растениям сразу после обработки могут появиться негативные слабые проявления активности
гербицида. На льне, например, это может наблюдаться в небольшом снижении высоты растений и незначительном ухудшении качества льносоломы
[17].
Препарат на основе МЦПА (диметиламинная соль) в регламентируемых нормах расхода фитотоксичности не проявляет. Иногда возможно легкое подкручивание растений, пропадающее в скором времени[16].
Токсикологические данные |
| ДСД (мг/кг массы тела человека) |
0,002 |
| ОДК в почве (мг/кг) |
0,04 |
| ПДК в воде водоемов (мг/дм3) |
0,003 (орг.) |
| ПДК в воздухе рабочей зоны (мг/м3) |
1,0 |
| ПДК в атмосферном воздухе (мг/м3) |
0,003(с.с.) |
| ОБУВ в атмосферном воздухе (мг/м3) |
0,001 (м.р.) |
| МДУ в продукции (мг/кг): |
в горохе |
0,05 |
в зерне хлебных злаков |
0,05 |
в картофеле |
0,05 |
в кукурузе (зерно, масло) |
0,05 |
в льне масличном (семена, масло) |
0,1 |
в нуте |
0,05 |
в подсолнечнике (масло) |
0,05 |
в просе |
0,05 |
в рисе |
0,05 |
в сорго |
0,05 |
Токсикологические свойства и характеристики
В почве препараты МЦПА быстро разлагаются. Период полураспада – 14 суток – 1 месяц,[7] 4-6 недель[15]. При засухе – два-три месяца[15].
МЦПА идентично
2,4-Д. Вещество также дает конъюганты с продуктами жизнедеятельности организмов
[9].
. Препараты МЦПА малотоксичны для пчел, птиц и диких животных
[10].
. Соединения МЦПА в организм теплокровных животных и человека могут поступать через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и кожу. Препараты обладают выраженной кожно-резорбтивной
токсичностью, вызывают изменения кожи и слизистых оболочек
[8].
. Вещество умеренно опасно для человека, имеет выраженное кожно-резорбтивное действие
[11].
Случайный прием внутрь 22 г калиевой соли МЦПА (300 мг/кг) вызвал смерть через 20 часов. При патоморфологическом исследовании у погибшего отмечено расширение сердца, бледность миокарда, венозное полнокровие и жировая дистрофия печени с очагами некроза. Во внутренних органах (печень, мозг, желудок), а также в крови и моче обнаружены значительные количества гербицида[8].
. Клиническая картина
отравления при поступлении через желудочно-кишечный тракт характеризуется запахом изо рта, напоминающим карболовую кислоту, жжением во рту и желудке, тошнотой, рвотой и поносом, цианозом губ, кончиков пальцев, ушей, приступами клонико-тонических судорог. Моча окрашена в зеленый цвет
[8].
Местнораздражающее и общетоксическое действие отмечено у женщины, работавшей с препаратом без средств индивидуальной защиты. Уже в первый день были жалобы на жжение кожи рук, парестезии, неприятное ощущение в зеве, головокружение, тошноту. После работы в течение трех дней больная поступила в клинику с жалобами на рвоту, тошноту, боли в эпигастральной области и правом подреберье, зуд, жжение кожных покровов конечностей и туловища, неприятные ощущения в области сердца, периодически головную боль, общую слабость. Объективно обнаружены гиперемия кожных покровов, генерализованная сыпь (петехиальная, сливная, везикулярная), увеличение печени, гипотония. Язык суховат, обложен белым налетом, изо рта резкий специфический запах. На ЭКГ синусовая аритмия. Спустя 2,5 месяца после отравления – боли в правом подреберье, гиперемия лица, бледная пигментация на местах бывшей везикулярной сыпи, в сыворотке билирубин с прямой диазореакцией[8].
При соблюдении мер предосторожности у работающих с гербицидом не выявлены заметные изменения в состоянии здоровья[8].
. Препараты на основе МЦПА относятся ко 2 классу опасности для человека и 3 классу опасности для пчел
[3].
Таблица Токсикологические данные составлена в соответствии с САНПИН 1.2.3685-21[14].
Получение МЦПА
Получение МЦПА
Использовано изображение:[20]
Получение
В промышленности вещество получают двумя способами: конденсацией 2-метил-4-хлорфенола с солями монохлоруксусной кислоты и хлорированием 2-метилфеноксиуксусной кислоты. Первая реакция проходит в щелочной среде (рН~10) при 103-105°C[9]. (Изображение).
Принципиальная схема получения МЦПА
Принципиальная схема получения МЦПА
Большое практическое значение имеет второй метод получения МЦПА путем хлорирования 2-метилфеноксиуксусной кислоты в органических растворителях (или в расплаве) или ее соли в водной среде. Хлорирующим агентом является хлор или гипохлорит натрия. Более экономичным считается процесс, который проводится в безводных растворах, поскольку при этом аппаратура менее подвергается коррозии. Галогенпроизводные ароматических и алифатических углеводородов и простых эфиров, а также их смеси рекомендуются в качестве растворителей. Схема производства вещества показана на рисунке[9].(Изображение).
Оставьте свой отзыв:
Отзывы:
Комментарии для сайта Cackle