Бензимидазолы

Бензимидазолы – фунгициды, подавляющие процессы деления ядра в клетках грибов. Широко применяются в сельском хозяйстве для защиты зерновых, плодовых и овощных культур.


В группу бензимидазолов объеденены фунгициды – производные бензимидазолов: карбендазим, тиабендазол, беномил и вещества, при превращении которых образуются биологически активные бензимидазолы (происходит циклизация), например, тиофанат-метил.[6] Фунгициды этой группы одними из первых были предложены в качестве системных препаратов широкого спектра действия.[2]

Производные бензимидазола отличаются эффективностью против болезней вегетативных органов, а также комплекса фитопатогенов, передающихся семенами, поэтому они находят широкое применение и как протравители семян. Наиболее широко применяемым системным протравителем является беномил.[1]

История

Фунгицидные свойства бензимидазолов открыты Клопингом в 1960 г. первым препаратом из этой группы, получившим широкое применение, был тиабендазол (1961 г.). в 1968 г. фирмой «Дюпон» (США) был синтезирован и внедрен беномил. Полупродукт его синтеза – метиловый эфир 2-бензимидазолилкарбаминовой кислоты (БМК) не только сам проявил высокую противогрибковую активность, но и послужил основой для производства ряда эффективных фунгицидов. В 1971 г. компания «Ниппон Сода» (Япония) разработала и выпустила на рынок сбыта тиофанат-метил. С тех пор многие соединения бензимидазолов исследованы (на действие) в качестве пестицидов, но только некоторые были внедрены в практику.[5]

Бензимидазолы - Тиабендазол
Тиабендазол



Бензимидазольные препараты оказались первыми системными фунгицидами, появившимися на рынке. Со временем интерес к бензимидазольным фунгицидам упал, отчасти в связи с появлением устойчивых к ним штаммов. Сейчас трудно оценить, насколько это связано с особенностями самих препаратов, а насколько с неподготовленностью к такому последствию их применения. Сегодня во многих странах масштабы их применения снизились вследствие резко уменьшения их эффективности.[4]

Физико-химические свойства

Вещества этой группы плохо растворимы в воде и органических растворителях, гидро- и фотолитически стабильны, долго сохраняются в воде и на обработанных поверхностях. Беномил отличается очень низкой химической стабильностью. При попадании в почву, воду и растения вещество быстро (в течение нескольких часов или даже минут) гидролизуется до более стойкого карбендазима, вследствие чего оно никогда не обнаруживается в растениях и воде.[6]

Бензимидазолы
действующие вещества

Действие на вредные организмы

Все вещества этой группы являются системными фунгицидами защитного и искореняющего действия, активно подавляющими образование ростовых трубочек при прорастании конидий или спор, а также рост мицелия и формирование аппрессориев путем ингибирования биосинтеза микротубул при делении ядра клетки.[6]

Бензимидазолы эффективны против патогенов из класса дейтеромицетов (фузариоз, склеротиниоз, серые гнили), актиномицетов (парша семечковых культур, настоящая мучнистая роса, септориоз), а также при обработке семян против головневых грибов. Бензимидазолы высоко избирательны, не действуют на высшие растения и грибы из класса оомицетов вследствие структурных отличий микротубул.[6]

Спектр действия, наличие перекрестной резистентности и прочие признаки дают основание говорить о том, что механизм действия бензимидазолов определяется карбендазимной частью их молекул. И тиофанат-метил, и беномил в растениях превращаются в карбендазим.[3]

Бензимидазолы передвигаются по растению только в акропетальном направлении по ксилеме. Системное действие проявляется при поступлении через корни, при обработке семян, нанесении на стебель или в пазухи листьев.[1]

Активность бензимидазолов против того или иного заболевания зависит нередко от области возделывания культуры. Один и тот же препарат в одних условиях сохраняет эффективность против болезней, в других теряет ее после нескольких лет применения. Поэтому принимать решение от отказе от препарата или его использовании необходимо в каждом конкретном случае особо.[4]

Механизм действия

бензимидазолов связан с ингибированием образования эргостерола в клетке грибов и нарушением ее жизнедеятельности.[1]

Процесс деления ядра включает митоз клетки фитопатогенных грибов, состоящий из ряда фаз, в том числе формирования нитей «веретена», или протоплазматических нитей, обеспечивающих перемещение хромосом к полюсам клетки. С ним взаимодействуют, препятствуя нормальному процессу сборки «веретена», бензимидазолы. Также вещества этой группы за счет своих метаболитов могут ингибировать биосинтез нуклеиновых кислот ДНК и РНК а также процессы дыхания.[2]

Например, карбендазим связывается с макромолекулами тубулина – белка, полимеризующегося в микротрубочки. Микротрубочки участвуют в процессах ядерного и клеточного деления, в поддержании структуры клеток, их внутренней организации, в перемещении органелл. Нарушение их образования приводит к нерасхождению хроматид при делении ядра и последующим нарушениям внутренней организации клеток.[3] Механизм фунгицидного действия карбендазима заключается в нарушении синтеза дизоксинуклеиновой кислоты (ДНК) и других близкородственных процессов, например, деление ядра или клетки.[5]

Характерная особенность действия бензимидазолов на споры грибов заключается в том, что они не подавляют, а замедляют их прорастание, при этом образуются деформированные ростковые трубки с укороченными клетками и меньшим содержанием ядер, нежели в контроле. Споры в момент прорастания значительно менее чувствительны к воздействию этих препаратов, чем мицелий грибов. Клетки обработанного мицелия могут продолжать расти некоторое время, но у них на гифах появляются вздутия, деление ядер прекращается.[3]

Тиофанат-метил по фунгицидному действию подобен беномилу. Вещества активны против одних и тех же заболеваний. Но против некоторых возбудителей тиофанат-метил проявляет более низкую или более высокую активность, чем беномил. Например, против Aspergillus niger он в 10 раз более активен, чем беномил, а против Мучнистой росы яблони в 3 раза менее активен.[3]

Резистентность

. В настоящее время имеется значительное число фитопатогенов, которые приобрели и сохранили устойчивость в природных условиях к производным бензимидазолов и тиофанатам. Развитие устойчивости у фитопатогенных грибов к системным фунгицидам остается и в настоящее время, и это одна из серьезных проблем рационального и эффективного применения фунгицидов.[5] Использование в течение 10-12 лет бензимидазольных фунгицидов во многих европейских странах на зерновых колосовых привело к появлению бензимидазолрезистентных грибов рода Pseudocercosporela, Septoria, Fusarium, Erysipe, что резко сказалось на биологической эффективности данных фунгицидов.[5]

Появление резистентности к бензимидазольным препаратам находится в корреляции от продолжительности и интенсивности применения препаратов. В регионах, где резистентность имеет место, использование бензимидазолов не рекомендуется; в регионах, где она не проявилась, возможно использование бензимидазолов в ротации или комбинации с другими фунгицидами, например, с прохлоразом.[5]

Узкая избирательность действия способствует достаточно быстрому отбору устойчивых генотипов и формированию резистентной популяции после систематического (в течение 3-4 лет) применения препаратов этой группы.[6]

В западной Европе очень распространены резистентные к бензимидазолам штаммы серой гнили винограда, против которой бензимидазолы на первых порах проявляли высокую активность.[4]

Применение

Длительная сохранность бензимидазолов на обработанных поверхностях дает возможность применять их для обработки плодов при транспортировке или закладке на хранение (особенно тиабендазол).[6]

Наибольшее применение получили препараты на основе тиофанат-метила и беномила. Хотя внутри растений и на поверхности они превращаются в карбендазим, они более эффективны, чем карбендазим, поскольку обладают лучшими в отношении проникновения в организм свойствами. Кроме того, при разрушении беномила также образуется бутилизоционат, обладающий фунгицидной активностью.[6]

Кроме чисто фунгицидных, бензимидазолы обладают еще и другими свойствами. Замещение группой трифлюорометила превращает бензимидазолы в гербицид хлорфуразол. Наряду с использованием в практике сельского хозяйства, некоторые производные бензимидазолов применяются в качестве антигельминтиков в медицинской и ветеринарной практике (тиабендазол).[5]

Токсикологические свойства и характеристики

Бензимидазолы токсичны для большинства представителей базидиомицетов и дейтеромицетов, не токсичны для фикомицетов.[3]

Энтомофаги

. Бензимидазолы малотоксичны для пчел.[6]

Теплокровные

. Вещества этой группы относятся к мало- или умеренно опасным по накожной, ингаляционной и оральной токсичности. Они не раздражают слизистые оболочки глаз и кожу, но при длительном контакте могут вызвать дерматиты (особенно беномил).[6] Обладают низкой способностью к биокумуляции. Несмотря на низкий порог токсичности для теплокровных животных, в больших дозах они могут вызвать тератогенный эффект.[1] В частности, беномил и карбендазим обладают тератогенными, эмбриотоксическими, гонадотоксическими и канцерогенными свойствами.[4]

В почве

. При попадании в почву бензимидазолы медленно разрушаются (ДТ50 карбендазима более 6 месяцев). Наименее стойкими являются тиабендазол, наиболее – карбендазим. При попадании в водную среду могут достаточно долго сохраняться и поступать в питьевую воду.[6] (Попов, Дорожкина, 03).

В частности, тиабендазол в воде образует растворимые соединения с такими металлами, как медь, никель, кобальт, цинк. В кислотно-водном растворе протонируется. Тиабендазол является почти иммобильным в почвенной среде и сильно всасывается на глинистой поверхности. Всасываемость на почвах пропорциональна способности обмена катионов и органическому содержанию почвы. Устойчивость в почве тиабендазола зависит от температуры, при ее увеличении он распадается быстрее. Распад тиабендазола происходит главным образом за счет биологической деятельности.[5]

 

Оставьте свой отзыв:

Составитель:

 

Последнее обновление: 04.12.13 03:05

Статья составлена с использованием следующих материалов:

Литературные источники:
1.

Ганиев М.М., Недорезков В.Д. Химические средства защиты растений. – М.: КолосС, 2006. – 248 с.

2.
Голышин Н. М. Фунгициды. - М.: Колос, 1993. -319 с.: ил.
3.

Зинченко В.А. Химическая защита растений: средства, технология и экологическая безопасность. – М.: «КолосС», 2012. – 127 с.

4.
Каспаров В.А., Промоненков В.К. Применение пестицидов за рубежом. – М.: Агропромиздат, 1990. – 224 с.
5.

Кузьминов Б.П., Никитенко Т.К и др. Гигиеническое нормирование производных бензимидазола и их биологическая активность. Обзорная информация. НИИТЭХИМ. – Москва, 1988.

6.
Попов С.Я. Основы химической защиты растений. Попов С.Я., Дорожкина Л.А., Калинин В.А./ Под ред. профессора С.Я Попова. - М.: Арт-Лион, 2003. - 208 с.