CC BY
24
Д1АГНОСТИКА, Л1КУВАННЯ ТА ПРОФ1ЛАКТИКА
ХВОРОБ ТВАРИН
DIAGNOSTICS, TREATMENT AND PROPHYLACTICS
OF ANIMAL DISEASES
УДК 636.52.58:632.95.02
Базака Г.Я., астрант, Духницький В.Б., д. вет. н., професор @ Нацюналънийутверситет бюресурав / природокористування Украгни, м. Кигв
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕСТИЦИД1В ГРУПИ НЕОН1КОТИНОЩ1В
У статт1 наведена х1м1чна будова, мехашзм дп, загалъш властивост1 та застосування у стъсъкогосподарсъкому виробництв1 тсектицидних препарат1в групи неонжотиноШв. На тдстав1 огляду заруб1жног лтератури подано коротку токсиколого-гтешчну характеристику неоткотиногдних тсектицид1в, що використовуютъся в Украж.
Ключое1 слова: тсектициди, неонжотиногди, захист рослин, транслам1нарна дгя, системна дгя, ацетамтрид, т1аметоксам, гмгдаклоприд.
Актуальшсть проблеми: В Укратш щор1чно збшьшуеться асортимент х1м1чних засоб1в захисту рослин та, вщповщно, пщвищуються обсяги 1х застосування у сшьському господарствг Доведено, що при застосуванш пестицид1в виникае загроза забруднення об'ект1в навколишнього середовища, створюеться потенцшна небезпека, в першу чергу, для здоров'я працюючих, а також всього населения, оскшьки засоби захисту рослин мають значну бюлопчну актившсть [1]. Тому впровадження у практику нових шсектицидних препарата з групи неошкотиновдв, як1 мають високу ефектившсть та селектившсть при низьких нормах витрат, може значно скоротити обсяги х1м1чного навантаження на довкшля [4].
Мета роботи — на пщстав1 огляду та анал1зу л1тературних даних дати загальну характеристику шсектицидних препарата групи неошкотиновдв.
1стор1я.
Препарата шкотину, одержуваш шляхом насто!в з махорки I тютюну, використовували з давшх час1в. Перш1 х1м1чш шкотини (анабазин I шкотин) застосовували в боротьб1 з комахами-шкщниками до Друго! св1тово! вшни.
® Базака Г.Я., Духницький В.Б., 2013
3
Вони володши високою токсичшстю для комах, а за певних умов могли викликати шок у людини [5].
У 1978 рощ на 4-му Мтжнародному KoHrpeci з xímíi пестицид1в була заслухана доповщь щодо шсектицидно! активное^ штрометилиденшридишв, moho- i бщикл1чних штрометилиденшридишв та шших 5-и та 6-членних гетероцикл1в та ацикл1чних штрометиленових похщних [11]. Всього було синтезовано та вивчено кшька тисяч речовин, i тшьки у молекул, яю мали хлор у 6-му положенш шридинового кшьця, була виявлена висока шсектицидна актившсть [10]. На шдстав1 отриманих результата було здшснене промислове виробництво перших синтетичних дшчих речовин з групи неошкотинодав: ¿мщаклоприд та ацетамшрид. Особливютю будови цих речовин е наявшсть електронодонорно! групи (етеново! або ímíhoboi) [8]. U,i шсектициди за структурою i мехашзмом ди схож1 з шкотинощами (híkothh) i е новим поколшням пестицид1в, тому й отримали назву "неошкотинощи".
Неошкотинощи вперше зареестроваш в Pocii' в 1999 рощ (дв1 препаративш форми на ochobí р1зних дшчих речовин), а до 2004 року список дозволених до застосування шсектицид1в ще! групи включав вже 11 препаративних форм на ochobí чотирьох дшчих речовин [4] .
Розповсюдження.
Неошкотинощш шсектициди, яю е похщними шкотину, займають значну частину ринку засоб1в захисту сшьськогосподарських культур завдяки !х ефективному впливу на велику кшьюсть шкщливих комах. H,i речовини володшть системною i трансламшарною д1ею, а також вираженою залишковою актившстю [10].
Таблиця
PÍ4HÍ продаж! неошкотиноУдних препаратов у cbítí_
Дшча речовина PÍK розробки Компашя Оборот, $ млн PÍ4He зростання, %
2003 2005 2007
1мщаклоприд 1984 Bayer CropScience 665 830 840 9,6
Ацетам1прид 1984 Nippon Soda 60 95 130 23,6
HiTeHnipaM 1989 Sumitomo Chemical Co 45 <10 <10 0,0
Клолатдин 1996 Sumitomo Chemical Co Bayer CropScience <30 162 365 135,9
Тшклоприд 1997 Bayer CropScience <30 55 80 29,0
ТЧаметоксам 1998 Syngenta 215 359 455 26,4
Дшотефурам 1998 Mitsui Chemicals <30 40 60 23,4
У 1990 рощ ринок шсектицидних препарата включав оргашчш сполуки фосфору (43%), шретрощи (18%) i карбамати (16%). Тим не менш, з випуском на ринок перших неошкотиновдв, таких як ¿мщаклоприд, створених у сшльнш розробщ Bayer CropScience i Nihon Tokushu Noyaku в 1991, використання цих препарата стало популярним у 89 крашах. Даш речовини адаптоваш до використання для захисту 60 вид1в корисних культур. Уже в 2005 рощ неошкотинощи зайняли 16% загальносв1тового ринку пестицид1в. Близько 10 вид1в препарата були введен! або анонсоваш до введения на ринок, деяк1 з
4
препарата зайняли ютотш сектори ринку, зокрема, ¿мщаклоприд став найпопуляршшим шсектицидом за останш роки [8]. Експерти прогнозують р1чш продаж! неошкотинощних препарата на р1вш $ 2,5 млрд, а також перше мюце з продаж1в серед шсектицид1в у свт (табл.).
Х1м1чна будова
Неошкотинощи за х1м1чною будовою належать до класу штрометилен-гетероцикл1чних сполук. Загальним у х1м1чнш структур! ¿мщаклоприду, ацетамшриду I таклоприду е наявшсть тридинового кшьця, що мае в шостому положенш один атом хлору. Кшьце метиленовим мютком зв'язуеться з юнцевою (термшальною) групою - ¿мшово! або етеново! будови [11] .
Мехашзм дн.
На вщмшу вщ шших шсектицид1в мехашзм дп неошкотинодав пов'язаний з 1х впливом на постсинаптичш ацетилхолшов1 рецептори центрально! нервово! системи шкщнимв [11].
Особливост1 бюлопчно! ди молекул обумовлюе термшальна група [1]. Неошкотинощи не пригшчують актившсть ацетилхолшестерази, вони е агошстами шкотин-ацетилхолшових рецептор1в постсинаптично! мембрани, пролонгують вщкриття натр1евих канал1в. У комах при цьому блокуеться передача нервового ¿мпульсу, що призводить до розвитку у них конвульсш I парал1ч1в з подальшою 1х загибеллю.
У науковш л1тератур1 ввдсутш вщомост1 щодо зниження ефективносп препарата групи неошкотиновдв при наявност1 карбаматних, фосфороргашчних I синтетичних шретрощних шсектицид1в, що робить 1х важливим елементом у захист1 врожаю вщ комах [5].
Застосування.
У сшьському господарств1 неошкотинощи застосовуються як системш шсектициди для боротьби з сисними I листогризучими комахами (попелищ, цикадки, бщокрилки, трипси, рисов1 довгоносики, колорадський жук та ш.). Кр1м того, препарати на основ! цих дшчих речовин усшшно використовують для боротьби з грунтовими шкщниками (крихта бурякова, ковалики та ш.) [6].
На особистих присадибних дшянках дозволен! до застосування препарати на основ! т1аметоксаму, ацетам1приду та ¿мщаклоприду для боротьби з комплексом шкщниюв.
Препарати групи неошкотиновдв широко використовуються для захисту овочевих та зернових культур, картопл1, буряк1в, рапсу, со!, бавовнику, а також цитрусових I гор1хових насаджень [4].
Представниками неошкотшощних шсектицид1в е дшч1 речовини: ¿мщаклоприд (входить до складу препарата Конфщор, 20% в.р.к. та Конфщор Мака, 70% в.г., Гаучо, 70% з.п., сумшевих препарата Престиж, 29% т.к.с., Чинук, 20% т.к.с.), таклоприд (препарат Калшсо, 48% к.с.) виробництва ф1рми "Байер Кроп Саенс", Имеччина; ацетамшрид (препарат Моспшан, 20% з.п. ) виробництва ф1рми "Ншпон Сода", Япошя; т1аметоксам (препарат Актара) виробництва ф1рми "Сингента", Швейцар1я. Цд препаративш форми рекомендован! для застосування в Укра!ш для захисту сад1в (яблуня, слива),
5
виноградниюв, польових культур (кукурудза, картопля, томати, опрки, хмшь, цукров1 буряки, зернов1 злаков! культури, ршак, соняшник), для обробок вегетуючих культур I як протруйники насшня. Препарата можуть застосовуватися в умовах вщкритого та захищеного грунту [6] .
Одним з чинниюв усшху цих засоб1в е те, що неошкотинощи впливають на тих шкщниюв, у яких розвинулося звикання до шших шсектицид1в, ¿снуючих ниш на ринку. Популяршсть речовин цього х1м1чного класу обумовлена р1зномаштшстю способ1в обробки, таких як введения в ¿ригацшну воду в краплинних або зрошувальних системах. Кр1м того, неошкотинощи вщкрили нов1 можливост1 в розробщ засоб1в захисту насшня. Застосування препарата нового х1м1чного класу пестицид1в - неошкотинощних сполук мш1м1зуе 1х залишки в сшьськогосподарськш продукци через низью норми витрат: 25 - 100 г дшчо! речовини на га при застосуванш на вегетуючих рослинах або 50 - 175 г дшчо! речовини на 100 кг насшня при протруюванш [8].
ТоксиколоНчиа характеристика.
За параметрами гостро! токсичност1 для тварин препарати групи неошкотиновдв належать, в основному, до пом1рно небезпечних та малонебезпечних речовин. При субхрошчному I хрошчному вплив1 дшчих речовин ще! групи на лабораторних тварин характерною е загальнотоксична д1я з переважно гепатотоксичним ефектом [2].
Препарати на основ! неошкотинощ1в належать до 2 I 3 клас1в небезпеки для людини I 1 I 3 клаЫв небезпеки для бджш [3].
Симптоми отруення.
Гостре отруення неошкотинощами у тварин характеризуеться порушенням ритму дихання, координаци руху, тремором, д1ареею, судомами, сал1ващею, що свщчить про 1х загальнотоксичну дш на оргашзм. У високих дозах для таклоприду та ¿мщаклоприду характерне порушення функци щитопод1бно! залози; таклоприд та ацетамшрид мають гормональний мехашзм виникнення пухлин у щур ¿в [7].
Токсико-ННешчиа характеристика деяких неошкотинощних ¡нсектицид1в
1М1ДАКЛОПРИД випускаеться у вигляд1 препаративних форм Конфщор, 20% в.р.к. та Конфщор Мака, 70% в.г., Гаучо, 70% з.п., а також сумшевих препарата Чинук, 20% т.к.с. та Престиж, 29% т.к.с.
Застосовуеться як шсектицид з нормою витрати за дшчою речовиною 0,03 - 0,4 л (кг)/га або як протруйник - 2,8 - 6,0 кг/100 кг насшня.
Середньосмертельш дози ¿мщаклоприду при введенш у шлунок мишей складають для самок - 168 мг/кг, самщв - 131 мг/кг; щур1в самок - 450 мг/кг, самщв - 424 - 1084 мг/кг. Симптоми гостро! штоксикацп у тварин проявлялись порушенням ритму дихання, рухливост1, координаци рух1в, звуженням очно! щшини, тремором I судомами.
В умовах шгаляцшного впливу ¿мщаклоприду у вигляд1 пилу ЛК50 для щур1в бшьше 5323 мг/м3. При надходженш препарату через органи дихання у
6
форм1 аерозолю в концентраци 69 мг/м3 при експозицп 4 години клмчних ознак отруення не виявлялося.
При нанесенш ¿мщаклоприду (у форм1 пасти) на шюру щур1в, змочену 0,9% №С1 в доз1 5000 мг/кг, загибел1 тварин I симптом1в штоксикаци не вщм1чалось. Речовина не подразнюе шюру I слизов1 оболонки очей крол1в. Резорбтивно-токсична д1я проявляеться слабко. Шюрно-оральний коефщент бшьше 10. 1мщаклоприд не спричиняе сенсибшзуючо! ди на оргашзм морських свинок.
Недшча доза в хрошчному експеримент1, проведеному протягом 2 роюв: для щур1в самщв - 5,7 мг/кг, самок - 24,9 мг/кг, для собак - 15 мг/кг.
Мутагенна актившсть ¿мщаклоприду слабка.
1мщаклоприд не спричиняе тератогенно! дп, а у високих дозах проявляе ембр1отоксичний ефект. Материнський орган1зм бшьш чутливий до пестициду, н1ж плщ. В експериментах з вивчення ембрютоксично! д11 ¿м1даклоприд у високих концентращях спричиняв загальнотоксичну д1ю, але ембрютоксичност1 при цьому не виявляв. Онкогенно! активност1 ¿м1даклоприд не виявляе.
Т1АМЕТОКСАМ випускаеться у вигляд1 препаративно! форми Актара для застосування з нормою витрати до 0,06 - 0,4 кг/га за дшчою речовиною, 1 -2-кратно. Симптоми препарату на комах проявляються вже через 15 - 30 хв теля контакту препарату з тлями, I через 1 год у бшокрилки. Комахи перестають харчуватися I витягують стилети з тканин листя, вусики витягуються вперед. Повна загибель настае через 1 добу, але протягом цього часу комахи вже не харчуються.
Повний перерозпод1л препарату у лист1 рослин проходить за 20 год. При внесенш п1д коршь, в1н через 1 - 3 доби знаходиться у верхн1й I нижнш частинах рослини.
При оральному введенш ЛД50 для щур1в становить 1563 мг/кг, для мишей 871 мг/кг. При нанесенш на шюру щур1в ЛД50 > 2000 мг/кг. Не подразнюе слизову оболонку очей I шюру крол1в. Волод1е тривалим залишковим ефектом. Токсичний для бдж1л.
Симптоми гострого отруення проявляються птозом повк, зниженням рухово! активност1, тон1чними I клошчними судомами.
Препарати на основ! т1аметоксаму належать до 2 I 3 клаЫв небезпеки для людини I 1 класу небезпеки для бджш.
АЦЕТАМ1ПРИД випускаеться у вигляд1 препаративно! форми Мосп1лан 20% з.п. для застосування з нормою витрати до 0,1 кг/га за дшчою речовиною, 1 - 2-кратно.
Вивчення токсичних властивостей ацетамшриду в гострому експеримент1 показало, що ЛД50 при одноразовому пероральному введенн1 становить для щур1в-самщв 217 мг/кг (167 - 282), самок - 146 мг/кг (133 - 164), для мишей-самщв 198 мг/кг (156 - 251), самок - 184 мг/кг (126 - 260).
Клш1чна картина штоксикаци развивалась у перш1 24 год I характеризувалась зниженою актившетю тварин, сал1ващею, тремором, судомами, атакс1ею, боковим положениям. В перший день теля введения мало
7
мкце зменшення маси тша у щур1в при доз1 150 мг/кг, у мишей при доз1 200 мг/кг. У деяких загиблих тварин спостер1гались крововиливи в легеш.
Ацетамшрид малотоксичний при нанесенш на 24 год на шк1ру щур1в. ЛД50 для самщв i самок бшьше 2000 мг/кг. KnÍHÍ4HÍ ознаки штоксикаци були вщсутш, подразнюючо! дп не виявлено. Макроскотчних 3míh внутршшх оргашв не встановлено.
При одноразовому протягом 4 год надходженш ацетам1приду (99,46%) через органи дихання ЛК50 для щур1в (самщ, самки) бшьше 300 мг/м3.
Клш1чна картина штоксикаци спостер1галась в nepmi 24 год i характеризувалась тремором, клошчними судомами, у деяких тварин мало мкце випадшня mepcTi в д1лянц1 голови, а також зниження маси тша. Макроскотчних 3míh в органах не виявлено.
Препарат не мае подразнюючо! дш на шюру та на слизов! оболонки очей. Сенсиб!л!зуючо! ди не встановлено.
Нед!юча доза в хрошчному експеримент! (2 роки) на щурах - 7,1 мг/кг, на мишах - 18,6 мг/кг.
Ацетам!прид волод!е слабкою мутагенною активн!стю.
NOEL за репродуктивного токсичшстю - 6,6 мг/кг. Не спричиняе тератогенно! ди. Ацетам!прид мае гормональний механ!зм виникнення пухлин у щур!в, як! отримували речовину у високих концентрац!ях.
Ацетамшрид спричиняе загальнотоксичну д!ю на оргашзм з переважним впливом на функцюнальний стан печ!нки - гепатотоксичний ефект.
При попаданн! ацетам!приду на рослини Т50 становить 2 - 6 тижшв. Мае системн! властивост!, повшьно перем!щуеться вглиб оброблених частин плод!в. Транслокац!я в необроблен! частини незначна.
У вод! при стерильних умовах та в!дсутност! св!тла ацетам!прид стшкий до г!дрол!зу в кислому та нейтральному середовищ!, Т50 > 1 року (420 д!б). При рН 9 (35°С) Т50 становить 53 доби.
В рослинах ацетам!прид добре адсорбуеться та всмоктуеться листям та погано транслокуеться у необроблен! частини. Ацетамшрид стшкий до гщрол!зу та впливу сонячного пром!ння. Bíh швидко розпадаеться в грунт! з утворенням 6-хлорп!ридин!л-диметилам!ну та 6-хлорн!котиново! кислоти.
Головний шлях метабол!зму в рослинах - N-деметилювання та подальше окиснення з формуванням 6-хлорн!котиново! кислоти та 6-хлоршколшового спирту.
Висновки.
Отже, тривае розробка нових неон!котино!дних пестицид!в, розширюеться сфера застосування вже зареестрованих препарат!в в Украшг ririeHÍ4Ha оц!нка залишкових кщькостей д!ючих речовин неон!котино!д!в в сшьськогосподарськш продукцй' актуальна i потребуе дослщження. Актуальною залишаеться проблема MÍHÍMÍ3a4Í! можливих негативних насл1дк1в застосування неон1котино!дних пестицид1в, що потребуе всеб1чного вивчення ix токсичност1, оц1нки ризику i'x шк1дливо! дй на орган1зм людини та бюценози,
8
розробки ппешчних норматив1в та регламента ix безпечного використання, удосконалення анал1тичних метод1в контролю.
Л1тература
1. Амелнн В. Г. Идентификация и определение синтетических пиретроидов, хлорпирифоса и неоникотиноидов в воде методами газовой и жидкостной хроматографии / В. Г. Амелин, Д. С. Большаков, А. В. Третьяков // Журнал аналитической химии. - 2012. - Т. 67, № 4. - С. 398 - 403.
2. Тар К. А. Методы испытания токсичности и эффективности инсектицидов / Кирилл Алексеевич Тар. - М. : Сельхозиздат, 1963. - 280 с.
3. Гигиенические требования к хранению, применению и транспортированию пестицидов и агрохимикатов. 1.2. Гигиена, токсикология, санитария : санитар.правила и нормы СанПиН 1.2.1077-01. - Изд.офиц. - М. : Минздрав России, 2002. - 78 с.
4. Еремина О. Ю. Перспективы применения неоникотиноидов в сельском хозяйстве России и сопредельных стран / Еремина О. Ю., Лопатина Ю. В. // Агрохимия. - 2005. - № 6, С.87 - 93.
5. 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.
6. Современные средства, методы и технологии защиты растений : [сб. науч. стат. / науч. ред. Долженко Т. В. и др. ] . - НГАУ СибНИИЗХ, 2008. - 147 с.
7. Сравнительная токсикологическая характеристика новых неоникотиноидных инсектицидов [Электронный ресурс] / Л. В. Ермолова, Н. Г. Проданчук, П. Г. Жминько, И. В. Лепешкин // Современные проблемы токсикологии - 2004. - № 2. - С. 4-7. - УДК 613/.3:632.95 - Режим доступа к журн. : http://www.medved.kiev.ua / arhiv_mg/st_2004/04_2_1.htm
8. Токсиколого-ппешчна оцшка асортименту нових неоникотинощних шсектицид1в (Огляд) [Электронный ресурс] / Л. В. Срмолова, I. В. Лепьошкин, I. В. Мудрий // Современные проблемы токсикологии - 2004. - № 4. - С. 5-7. -УДК 613/.3:632.95 - Режим доступа к журн. : http://www.medved.kiev.ua / arhiv_mg/st_2004/04_2_1.htm
9. Felsot A. Admiring risk reduction. Does imidacloprid have what it takes? // Agric.Environ. News. - 2001. - V. 186. - P. 1 - 3.
10. Kagatu Shinzo Хлорникотиниловые инсектициды: открытие, применение и будущее // РЖ "Бюлопя" розд. "Токсиколопя". - 2002. - №4. -С. 15.
11. Tonder J.E. Agonist at the nicotinic acetylcholine receptors: structure-activity relationships and molecular modeling // Curr Med. Chem. - 2001. - №8 -P.651 - 674.
12. Wu IW, Lin JL, Cheng ET. Acute poisoning with the neonicotinoid insecticide imidacloprid in N-methyl pyrrolidone // J. Toxicol Clin Toxicol. - 2001. -V.39, №6. - P. 617 - 621.
9
Summary Bazaka G.Y., research student, Duchnytskyi V.B., Dr.Sc. in Veterinary Medicine, professor Department of Pharmacology and Toxicology National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine GENERAL CHARACTERISTICS OF NEONICOTINOID PESTICIDES The article describes the chemical structure, mechanism of action, general properties and application in agriculture of neonicotinoid insecticides. Based on a review of foreign literature summarizes toxicology - hygienic characteristics of neonicotinoid insecticides used in Ukraine.
Key words: insecticides, neonicotinoids, plant protection, translaminar effects, systemic effects, acetamiprid, thiamethoxam, imidacloprid
Рецензент - д. вет. н., професор Гунчак В.М.
10
