VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Введение

Многие живые организмы способны наносить серьезный ущерб человеку, домашним животным, растениям, а также разрушать неметаллические, металлические материалы и изделия из них.

Из многочисленных методов защиты растений наибольшее значение имеет химический метод - использование химических соединений, уничтожающих вредные организмы. Химический метод эффективен также для защиты различных материалов и изделий из них от биологических разрушений. В последнее время широкое применение в борьбе с различными вредителями получили пестициды.

Пестициды (лат. pestis - зараза и лат. caedo - убиваю) — химические вещества, используемые для борьбы с вредными организмами.

Пестициды объединяют следующие группы таких веществ: гербициды, уничтожающие сорняки, инсектициды, уничтожающие насекомых-вредителей, фунгициды, уничтожающие патогенные грибы, зооциды, уничтожающие вредных теплокровных животных и т. д.

Большая часть пестицидов - это яды, отравляющие организмы-мишени, к ним относят также стерилизаторы (вещества, вызывающие бесплодие) и ингибиторы роста.

Фунгициды (от лат. fungus - гриб и лат. caedo - убиваю) - химические вещества для борьбы с грибными болезнями растений (бордоская жидкость, серный цвет и др.), а также для протравливания семян (формалин, фундазол, гранозан, меркуран) с целью освобождения их от спор паразитных грибов. Главная область применения фунгицидов – защита сельскохозяйственных культур от болезней. Используют фунгициды в соответствующей форме путем опрыскивания или опыления растений, обработки почвы либо как протравители семян; применяют также в технике как антисептические средства для защиты неметаллических материалов от биоразрушения и в медицине как противогрибковые средства. Каждый фунгицид обладает определенным спектром действия против разных видов грибов и не является универсальным.

2.1Медный купорос и его свойства

Медный купорос CuSO₄ кристаллизуется из водных растворах сульфата меди и представляет собой ярко-синие кристаллы триклинной системы с параметрами решётки. Плотность 2, 29 г/см3.

При нагревании выше 105°С плавится с потерей части кристаллизационной воды и переходит CuSO₄ . 3Н₂О (голубого цвета) и CuSO₄ Н₂О (белого цвета). Полностью обезвоживается при температуре 258°С. При действии сухого NH₃ на CuSO₄ образуется CuSO₄5NH₃, обменивающий во влажном воздухе NH₃ на Н₂О. С сульфатами щелочных металлов CuSO₄ образует двойные соли типа Me₂SO₄ CuSO₄ 6H₂O, окрашенные в зеленоватый цвет.

В промышленности медный купорос получается растворением металлической меди в нагретой разбавленной H₂SO₄ при продувании воздуха: Cu + H₂SO₄ + ½O₂ = CuSO₄ + H₂O. Он является также побочным продуктом электролитического рафинирования меди.

Медный купорос - самая важная техническая соль меди. Он применяется при получении минеральных красок, пропитке древесины, для борьбы с вредителями и болезнями растений в сельском хозяйстве, для протравливания зерна, при выделке кож, в медицине, в гальванических элементах; служит исходным продуктом для получения других соединений меди.

Сульфат меди (сернокислая медь) CuSO₄ - бесцветные кристаллы 3,64 г/см3. При нагревании диссоциируют: CuSO₄ = CuO + SO₂ + ½O₂ с образованием в качестве промежуточного продукта основного сульфата CuO CuSO₄. При 766°С давление диссоциации CuSO₄ достигает 287 мм. рт. столба, а CuO CuSO₄ - 84 мм. рт. столба. Растворимость CuSO₄ в граммах на 100 г. воды составляет: 14 (0°С); 23, 05 (25°С); 73, 6 (100°С). В присутствии свободной H₂SO₄ растворимость понижается. При рН 5,4-6,9 CuSO₄ гидролизуется с образованием основных солей. CuSO₄ очень гигроскопична, поэтому применяется как осушающее вещество; присоединяя воду, синеет, что иногда используется для обнаружения воды в спирте, эфире и других.

При нагревании медный купорос теряет воду и превращается в серый порошок. Если после охлаждения накапать на него несколько капель воды, то порошок снова приобретёт синюю окраску.

2.2 Железный купорос и его свойства

Сульфат железа (2)

Систематическое наименование Железа 2 тетраоксоциосульфат.

Физические свойства: кристаллическое состояние, молярная масса 151,932 г/моль, плотность- 1,898г/см3

Сульфат железа (2), железо (2) сернокислое-неорганическое бинарное соединение, железная соль серной кислоты с формулой FeSO₄. Гептагидрат FeSO₄∙H₂O носит тривиальное название железный купорос. Кристаллогидраты – гигроскопичные прозрачные кристаллы светлого голубовато-зеленого цвета, моногидрат FeSO₄∙H₂O бесцветный (смольнокит). Вкус сильно-вяжущий железистый (металлический). На воздухе постепенно выветриваются (теряют кристаллизационную воду). Сульфат железа (‖) хорошо растворим в воде. Из водных растворов кристаллизуется голубовато-зеленый гептагидрат. Токсичность железного купороса сравнительно низкая.

Применяется в текстильной промышленности, в сельском хозяйстве как фунгицид, для приготовления минеральных красок.

Свойства.

Сульфат двухвалентного железа выделятся при температурах от 1,82˚Cдо 56,8˚C из водных растворов в виде светло-зеленых кристаллов кристаллогидрата FeSO₄∙7H₂O, который называется в технике железным купоросом. В 100г воды растворяется: 26,6г безводного FeSO₄ при 20˚C и 54,4 при 56˚C.

Растворы сульфата железа (‖) под действием кислорода воздуха постепенно окисляются, переходя в сульфат железа (׀׀׀):

12FeSO₄ +3O ₂+6H₂O→ 4 Fe₂(SO₄₎₃ + Fe(OH)₃↓

При нагревании свыше 480˚C разлагается:

2FeSO₄→Fe₂O₃ + SO₂+SO₃

Получение

Железный купорос можно приготовить действием разбавленной серной кислоты на железный лом, обрезки кровельного железа и т.д. В промышленности его получают как побочный продукт при травлении железных листов, проволоки, удаление окалины и др разбавленной H₂SO₄.

Fe+ H₂SO₄→ FeSO₄ + H₂↑

Другой способ- окистельный обжиг пирита:

FeS₂+3 O₂ → FeSO₄ + SO₂

Применяют в производстве чернил, в красильном деле (для окраски шерсти в черный цвет), для консервирования дерева.

2.3 Бордоская жидкость (сульфат меди + гидроксид кальция)

Химическая формула СuSO₄ • 3Cu(OH)₂

Бордоская жидкость, бордоская смесь (меди сульфат + кальция гидроксид) – пестицид, защитный контактный фунгицид и бактерицид. В повышенных дозах оказывает искореняющее действие на покоящиеся формы возбудителей растений. Используется для ранневесенних обработок садов, для виноградников, ягодников путем опрыскивания.

Физико-химические свойства

Бордоская смесь – основная сернокислая медь с примесью гипса. Правильно приготовленная суспензия достаточно стабильна, обладает хорошей прилипаемостью, удерживаемостью на поверхности растений и высокой фунгицидной активностью. Это жидкость голубого цвета, представляющая собой суспензию коллоидных частиц действующего вещества – металлической меди. Правильно приготовленный препарат должен иметь нейтральную или слабощелочную реакцию. Сильнощелочной препарат плохо удерживается на поверхности растений, а сильнокислый фитоциден. Реакцию раствора устанавливают, погружая в него железную проволоку или гвоздь: в кислой среде на них появляется налет меди, и в этом случае необходимо добавить к раствору известковое молоко. Для повышения адгезионных свойств к бордоской жидкости иногда добавляют жидкое стекло (силикатный клей), казеиновый клей, патоку, сахар, снятое молоко, яйца и синтетические ПАВ.

Бордоская смесь приготовляется из медного купороса и извести. Приведем физико-химические свойства каждого из этих веществ.

СuSO₂ – сульфат меди (II). Вещество белого цвета, весьма гигроскопично, низкоплавкое, при сильном нагревании разлагается. Кристаллогидрат СuSO₄•3H₂O (халькантит, медный купорос) имеет строение [Сu(H₂O)₄]SO₄• H₄O.

Хорошо растворяется в воде (гидролиз по катиону). Реагирует с гидратом аммиака, щелочами, активными металлами, сероводородом. Вступает в реакции комплексообразования и обмена.

Физические характеристики СuSO₄

• Молекулярная масса 159,6 г/моль ;

• Температура плавления ~ 200 °С;

• Относительная плотность 3, 603г/см3 (при комнатной температуре).

Ca(OH)₂ – гидроксид кальция, гашеная известь. Вещество белого цвета, при нагревании разлагается без плавления. В воде растворяется плохо (образуется разбавленный щелочной раствор). Реагирует с кислотами, проявляет основные свойства. Поглощает CO₂ из воздуха.

Физические характеристики Сa(OH)₂

• Молекулярная масса 74,09 г/моль;

• Относительная плотность 2,08 г/см3 (при комнатной температуре).

Действие на вредные организмы

Фунгицидное действие бордоской жидкости обусловлено тем, что при гидролизе под влиянием углекислоты воздуха, выделений грибов и растений основная соль сернокислой меди разлагается и выделяет в небольших количествах сернокислую медь:

CuSO₄•Cu(OH)₂ + H₂O + 3CO₂ → CuSO₄ + 3CuCO₃ + 4Н₂О

Если этот процесс идет интенсивно (при высокой влажности и температуре), то защитное действие фунгицида будет кратковременным, и возможно повреждение растений.

Последний срок обработки большинства культур завершается за 15 дней до уборки урожая, бахчевых культур – за 5 дней, томата – за 8 дней до сбора урожая при условии тщательного дождевания при уборке.

Бордоская жидкость – один из универсальных фунгицидов, обладающих самой большой длительностью защитного действия (до 30 дней). Почти во всех случаях она оказывает на растения стимулирующее действие. Эффективность препарата зависит от срока его применения. Наилучшие результаты получаются от обработок незадолго до заражения. Согласно другим литературным данным, препарат целесообразнее применять в позднее осенний период и в начале распускания почек. В этих случаях он почти не оказывает отрицательного воздействия на защищаемую культуру (фитотоксичность ниже).

При обработке бордоской жидкостью растений основной сульфат меди выпадает в виде студенистого осадка, который хорошо прилипает к листьям и покрывает их и плоды растений защитным слоем. По удерживаемости на листьях бордоская жидкость занимает первое место среди фунгицидов. Обладает репеллентными свойствами для многих насекомых.

Механизм действия.

Биологические свойства медьсодержащих препаратов определяются способностью ионов меди активно реагировать с липопротеиновыми и ферментными комплексами живых клеток, вызывая необратимые изменения (коагуляцию) протоплазмы. Поступившие в клетки патогена в достаточно высокой концентрации ионы меди взаимодействуют с различными ферментами, которые содержат карбоксильные, имидазольные и тиольные группы, и подавляют их активность. При этом, прежде всего, ингибируются процессы, входящие в дыхательный цикл. Также они вызывают неспецифическую денатурацию белков. Их избирательность по отношению к полезным организмам зависит от количества ионов меди, поступивших в клетки и накопившихся в них. Конидии и споры грибов, прорастающие на поверхности растений в капле воды, способны внутри своей клетки концентрировать ионы меди, создавая концентрацию в 100 и более раз выше, чем в растительных клетках или снаружи.

Бордоская смесь для многих насекомых обладает репеллентными свойствами.

Устойчивые виды.

Бордоская смесь не эффективна против пероноспороза махорки и табака, а также против настоящих мучнистых рос.

Инсектицидные и акарицидные свойства. Бордоская смесь для многих насекомых обладает репеллентными свойствами.

Подавляет на картофеле листоблошек. Проявляет овицидное действие.

Применение

Бордоская жидкость по прилипаемости и удерживаемости на поверхности растений занимает первое место среди защитных фунгицидов. Однако в связи с большим расходом медного купороса, трудностью приготовления, а также с возможностью повреждения растений этот фунгицид заменяют хлорокисью меди и органическими препаратами.

Зарегистрированны препараты на основе бордоской смеси разрешены к применению в сельском и личном подсобных хозяйствах против болезней свеклы сахарной, кормовой, столовой (церкоспороз), лука (пероноспороз), абрикоса, персика, сливы, вишни, черешни (коккомикоз, курчавость, монилиоз), крыжовника (антракноз, ржавчина, септориоз), и др.

Бордоскую жидкость нельзя смешивать фосфорорганическими инсектицидами и другими препаратами, разлагающимися в щелочной среде.

Фитотоксичность: На поверхности растений в присутствии капельно-жидкой влаги частицы основной сернокислой меди медленно гидролизуются, и ионы меди поступают в воду в относительно небольшом количестве. При этом опасность ожогов растений значительно уменьшается. Такие ожоги происходят только при значительном повышении концентрации, плохом качестве бордоской смеси, повышенном количестве осадков после обработки или кислотном загрязнении воздуха. Также при неправильном приготовлении препарата возможно угнетение прироста и появление «сетки» на листьях и плодах.

Препарат вызывает измельчение плодов черешни с увеличением содержания сахаров и сухого вещества, образование «сетки» на плодах и листьях чувствительных к меди сортов яблони, «обжигает» листья и снижает приживаемость окулировок вследствие подсушивания коры подвоев. Повреждениям способствуют обильные осадки. Фитоцидность увеличивается также с возрастом деревьев. На сорте черешни Дайбера черная при резких колебаниях температуры и засухе бордоская жидкость способствовала летнему листопаду, угнетению деревьев.

Токсикологические свойства и характеристики

Энтомофаги и полезные виды. Препарат малотоксичен для пчел, однако на период обработки культур и в последующие 5 ч до одних суток пчел лучше изолировать. Довольно токсичен для хищного клеща Анистиса (при применении в коцентрации 0,09% его численность на черной смородине уменьшалась в 3-4 раза). Слаботоксичен для Энциртид и умеренно ядовит для Трихограмматид. В концентрации 1% малотоксичен для пупариев Энкарзии. Период остаточного действия для имаго не более суток. Среднетоксичен для Крептолемуса.

Смесь не ядовита для других хищных клещей, кокцинеллид, личинок и имаго златоглазок, хищных галлиц и таких перепончатокрылых, как афенилиды, птеромалиды, их невмониды.

Теплокровные. Бордоская жидкость малотоксична для теплокровных животных и человека. По другим литературным источникам, препарат для теплокровных среднетоксичен : ЛД50 оральная для мышей 43 мг/кг, для крыс 520 мг/кг. Концентрированный препарат раздражает слизистые.

Симптомы отравления

Употребление плодов в пищу впервые дни после обработки препаратами, содержащими сульфат меди, вызывает тошноту и рвоту.

Приготовление раствора

Бордоскую смесь получают смешиванием раствора сульфата меди с суспензией негашеной извести. Качество приготовляемой смеси зависит от соотношения компонентов, качества негашеной извести и процедуры приготовления. Высокое качество обеспечивается при соотношении компонентов 1:1 или 4:3 и протекании реакции в щелочной среде. Приготовление заключается в медленном приливании раствора сульфата меди небольшой струйкой в суспензию извести. Необходимо постоянное помешивание. Получившаяся темно-синяя жидкость должна напоминать разбавленный кисель.

При нарушении данного процесса в смеси увеличивается содержание гидроксида меди, окисляющегося на поверхности до нерастворимого оксида меди, и увеличивается число крупных (до 10 мкм) частиц, что уменьшает стабильность и прилипаемость препарата. Трудоемкость приготовления и необходимость наличия оборудования для этого являются недостатками бордоской смеси.

Для приготовления 100 л 1%-ного препарата берут 1 кг медного купороса и 0,75 кг негашеной извести (если известь некачественная – до 1 кг). Медный купорос растворяют в небольшом объеме горячей воды и доводят водой до 90 л. Негашеную известь гасят, приливая к ней воду, до образования сначала сметанообразной массы, а в дальнейшем известкового молока, объем которого доводят также водой до 10 л. Известковое молоко приливают при постоянном помешивании к раствору медного купороса. При указанной рецептуре допускается также прибавление раствора медного купороса к известковому молоку, однако нельзя смешивать крепкие растворы этих компонентов, а также вливать крепкий раствор медного купороса в слабый раствор известкового молока. В этих случаях образуются сферические кристаллы основной сернокислой меди, которые легко смываются с растений осадками. Аналогичное явление наблюдается при старении препарата.

Для приготовления бордоской жидкости нельзя использовать емкости из материалов, подверженных коррозии.

Бордоскую смесь готовят непосредственно перед применением и только в необходимой концентрации. Не следует разбавлять приготовленный раствор водой, так как в этом случае он быстро расслаивается. При длительном хранении происходит агрегация частиц бордосской смеси, вызывающая их осаждение и плохую удерживаемость на растениях.

Сегодня фирмы-производители предлагают бордоскую смесь в форме порошка. Его готовят полной нейтрализацией сульфата меди гашеной известью, высушивают и микронизируют. Вследствие особой тонкости частиц рабочий состав имеет максимальное прилипание, а полученная суспензия очень стойка.

2.4МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ

Знание механизма действия фунгицидов позволяет использовать их с большей эффективностью, особенно в баковых смесях или в комбинированных препаратах заводского изготовления; дает возможность прогнозировать вероятность возникновения резистентных форм возбудителей болезней; позволяет накапливать данные в важной области науки – фототоксикологии и осуществлять направленный синтез новых фунгицидов; имеет общебиологическое значение, так как дает возможность определить предел, до которого можно нарушать нормальные процессы, происходящие в мире низших растений.

Большой интерес к изучению механизма действия возник в связи с широким использованием органических фунгицидов.

Фунгициды по механизму действия подразделяют на две группы:

1. Воздействующие на патогенез в растениях-хозяевах;

2. Влияющие непосредственно на жизненно важные биохимические процессы в клетках возбудителя.

В последнем случае активность нередко обусловлена избирательным, или специфическом, ингибированием соответствующих ферментов, которые играют роль биологических катализаторов в живых клетках грибов.

Вещества, воздействующие на патогенез в тканях растений-хозяев, проявляют эффект опосредственно через это растение. Действуют на патоген в основном их фунгитоксичные метаболиты- антигрибные фитоалексины, или динамичные антибиотики.

Может образовываться локальная линификация, некрозы в качестве барьера из мертвой ткани в местах внедрения патогенна в клетки растений.

Вещества, воздействующие на патогенез, называют иммунизаторами, или системными псевдофунгицидами. В последнее время появился термин «элиситоры», т.е. вызыватели ответных реакций с образованием соответствующих метаболитов, повышающих устойчивость растений к возбудителям болезней. К этой группе относятся также фунгициды, которые подавляют продукты обмена фитопатогенов или их токсины, необходимые для нормального процесса патогенеза. Возможно и одновременное воздействие на на патогенез по указанным механизмам.

Вещества этой группы могут также нарушать условия питания фитопатогенов, изменяя содержание в растении углеводов, влияющих на восприимчивость к болезням, аминокислотный обмен, участвующий в механизме иммунитета, содержание пектиновых веществ, которые играют большую роль в стабилизации клеточных оболочек растений.

Важное, значение для нормального течения патогенеза имеет биосинтез меланина, который входит в состав полимерных структур клеточных стенок грибов, обеспечивающих их защитную систему.

Фунгициды с прямым механизмом действия разделяют на две группы: имеющие специфический механизм, с помощью которого они избирательно ингибируют биосинтез какой-либо жизненно важной структуры грибной клетки или нарушают ее функции; с неспецифическим механизмом, подавляющие многие биохимические процессы грибной клетки.

Фунгициды со специфическим механизмом действия в основном избирательно угнетают какой-либо из процессов: деление ядра грибной клетки, биосинтез стеринов, дыхание, биосинтез белка, нуклеиновых кислот, липидов, хитина. Нарушение процессов дыхания, биосинтеза белка, нуклеиновых кислот, липидов, хитина, или специфическим, ингибированием соответствующих ферментов.

Избирательные, или специфические , ингибиторы ферментов подразделяют на конкурентные и неконкурентные. Конкурентное ингибирование имеет место, когда биологически активное вещество или продукты его метаболизма по структуре близки к специфическим субстратам фермента, ответственного за тот или иной биохимический процесс. Присоединяясь к активному центру фермента, ингибитор препятствует образованию комплекса фермент-субстрат, поэтому часть фермента переходит в неактивное состояние, а при высокой концентрации ингибитора связывается весь фермент и биохимические процессы прекращаются. Во многих случаях ингибирование можно снять, введя в среду вещества, содержащие химические группировки, аналогичные активным группам фермента.

Неконкурентное подавление необратимо.

Ингибирование синтеза стеринов или эргостерина. Стерины являются компонентами клеточных мембран и ответственны за избирательность их проницаемости. Эргостерин - основное стероидное соединение, вступая во взаимодействие с фосфолипидами, регулирует проницаемость. Процесс биосинтеза эргостерина включает стадии образования ланостерина и отщепление метильных групп при C₄ и C_14.

К фунгицидам, которые ингибируют биосинтез стеринов или эргостерина в основном в месте отщепления метильных групп и чаще при C₁₄ , относится: битертанол, бутиобат, гексаконазол и т.д.

Нарушение процессов дыхания. Процесс дыхания грибной клетки состоит из последовательных реакций биосинтеза макроэргических соединений типа АТФ. Молекулярной основой этих превращений являются ступенчатое окисление углерода органических молекул до двуокиси углерода и перенос водорода к кислороду с образованием молекулы воды. Эти процессы протекают в основном в митохондриях. Существенным элементом процесса дыхания являются реакции цикла трикарбоновых кислот (цикла Кребса), в частности процесс окисления сукцината в фумарат, который катализируется ферментом сукцинатдегидрогеназой (флавопротеид).

К фунгицидам, которые воздействуют на процесс дыхания в этом звене, относятся карбоксин, мебенил, оксикарбоксин, оксин меди (нарушает также другие биохимические реакци), пиракарболид, фенаминосульф (воздействует также на процессы деления ядра и т.д.), фенфурам, флутоланин, этридиазол (способен помимо этого деструктировать митохондрии).

Влияние на процесс биосинтеза белка. Белки играют основополагающую роль в жизнедеятельности фотопатогенных грибов. Биосинтез белков осуществляется в цитоплазме и митохондриях. Цитоплазматический биосинтез протекает в рибосомах, где происходят сборка белка, образование пептидных связей и удлинение полипептидной цепи. Ряд антибиотиков ингибирует процесс удлинения, или биосинтез, полипептидной цепи и вследствие этого сдерживает формирование белка в рибосомах. К ним относятся бластицидин S, касугамицин и циклогексимид.

Ингибирование биосинтеза нуклеиновых кислот или полинуклеотидов. В процессе биосинтеза нуклеиновых кислот основную роль играет пуриновый метаболизм, который включает гидролитическое деламинирование аденозина до инозина, протекающее под влиянием фермента аденозинаминазы. Фунгициды бупиримат, диметиримол и этиримол ингибируют этот фермент.

Нарушение процессов биосинтеза липидов. К группе липидов относятся нейтральные жиры, фосфоролипиды и сфинголипиды. Важную роль грают фосоролипиды, или фосфатиды. Они являются компонентами мембран и выполняют в них транспортные функции. Биосинтез фосфолипидов включает стадию превращения фосфатидилэтаноламина в лецитин с помощью фермента аденозилметионинметилтрансферазы.

Ингибирование биосинтеза хитина. Полимер хитин является компонентом клеточных стенок некоторых фитопатогенных грибов. Последнюю стадию его биосинтеза катализирует фермент хитинсинтеза. В результате нарушается структура клеточных стенок.

Фунгициды неспецифического механизма действия подразделяются на избирательные, т. е. такие, которые угнетают несколько биохимических процессов, жизненно важные структуры или нарушают их функции, и неизбирательные, или общие ингибиторы ферментов.

Некоторые фунгициды или продукты их разложения вступают во взаимодействие с активными металлами ферментного комплекса. В результате образуются устойчивые соли или комплексы, не обладающие биокаталитическими свойствами.

Для защиты растений от грибных заболеваний используют также микробные антагонисты в период, предшествующий проникновению фитопатогена в растение, гиперпаразиты после инфекции, проводят иммунизацию, инокулируя растения авирулентными или ослабленными штаммами возбудителей болезней.

Антагонисты представлены в основном почвенными микроорганизмами. Являясь частью биоты почвы, они участвуют в протекающих в ней конкурентных микробиологических процессах и способны угнетать жизнедеятельность фитопатогенов, в частности, с помощью микротоксинов.

В основе действия гиперпаразитов также лежит явление микробного антагонизма.[5]

2.5КЛАССИФИКАЦИЯ ФУНГИЦИДОВ

В настоящее время современные фунгициды классифицируются на основе трех основных принципов: в зависимости от характера действия на возбудителей болезней, целевого назначения и химической природы. Иногда их классифицируют в зависимости от сродства с водой, которое определяется физико-химическими свойствами вещества. По этому признаку все фунгициды подразделяются на 4 группы: гидрофобные соединения, гидрогели, катионные фунгициды и гидрофильные (водорастворимые) вещества.

К гидрофобным фунгицидам относятся плохо растворимые в воде или водоотталкивающие вещества. К ним относятся 3 подгруппы фунгицидов: неорганические, органические и металлорганические. Эти фунгициды обычно применяют в виде водной суспензии.

Гидрогели – неорганические и металлоорганические соли, приготовленные непосредственно перед употреблением. Эти вещества нерастворимы в воде, но они обладают высокой суспензионной способностью и образуют хорошо удерживающийся осадок на обработанной поверхности.

Катионные фунгициды имеют в своем составе гидрофильные и гидрофобные группы.

Гидрофильных фунгицидов, которые растворяются в воде, но образуют на обработанной поверхности нерастворимый осадок очень мало. К их числу относятся известковый серный отвар (ИСО) и набам.

Любая классификация носит несколько условный характер вследствие того, что ограничить какими-то рамками естественные явления и процессы очень трудно. В некоторых условиях фунгициды могут проявлять разный характер действия, что зависит от вида растений, фитопатогенного объекта, дозы, способов и сроков применения. Кроме того, препараты могут проявлять некоторое побочное действие. Некоторые вещества обладают универсальными фунгицидными свойствами, поэтому их используют для различных целей.

Наиболее четко фунгициды классифицируются по их химической природе. В соответствии с химической природой фунгициды делят на неорганические, органические и антибиотики. [1]

2.6 Неорганические фунгициды

К неорганическим препаратам принадлежат две большие группы фунгицидов: медьсодержащие (бордоская (сернокислая медь) с гидроксидом кальция и бургундская жидкости (смесь растворов медного купороса и соды), хлорокись меди (комплекс гидроксида и хлорида меди), закись меди (оксид меди (I)), и др.) и серусодержащие (молотая сера, известковый серный отвар и др.). К неорганическим фунгицидам относятся также соединения ртути (сулема, каломель), никеля (сернокислый никель, хлористый никель), железа (железный купорос), марганца и калия.

Преимущество важнейших неорганических медьсодержащих препаратов (бордоская и бургундская жидкости) и некоторых серу содержащих препаратов (смачивающая сера) состоит в том, что они лучше удерживаются на растениях.

Представляют интерес комплексные медьсодержащие вещества: медь- и цинк-хромовые комплексы, тетрагидрооксикупраты магния или цинка, которые в большей степени способны к диссоциации, что приводит к большему за единицу времени переводу меди, содержащийся в этих соединениях, в растворимое состояние и более активному поглощению ее грибной клеткой. Медьсодержащие препараты, несмотря на ряд положительных свойств, имеют много существенных недостатков. Так приготовление бордоской жидкости на местах весьма громоздко, для этого необходима свежегашеная известь хорошего качества; бордоская жидкость несовместима с большинством пестицидов; может вызывать ожоги яблони и виноградной лозы; отрицательно влияет на прорастание пыльцы и завязывание ягод.

Фунгицидность серосодержащих неорганических препаратов обусловлена активностью элементарной серы, которая проникает в споры гриба благодаря растворению в веществах клетки, вероятно в липидах. Сера, являясь акцептором водорода, нарушает нормальное течение реакций гидрирования и дегидрирования. При этом образуется сероводород. Этот процесс тесно связан с прорастанием спор и жизнеспособностью гриба. Споры, потерявшие способность к прорастанию, не могут образовывать сероводород из серы. Элементарная сера может связывать металлы (железо, медь, марганец, цинк), входящие в состав ферментов, и образовывать сульфиды. Все это нарушает нормальный метаболизм гриба и вызывает его гибель. Тонкодисперсная сера более токсична. Несмотря на многие достоинства препаратов серы, они имеют ряд недостатков. Так, они вызывают повреждения и снижение урожая огурцов в защищенном грунте, ухудшают фотосинтез, а при повышенных концентрациях делают листья растений грубыми и ломкими. Известковый серный отвар (ИСО) более фитоциден, чем элементарная сера, особенно при температуре выше 260С, и может вызвать опадение плодов яблони.

Из ртутьсодержащих неорганических препаратов более знакомые нам сулема и каломель. В РФ ртутьсодержащие препараты не используют. В зависимости от соединения, в котором находится ртуть, она освобождается с большей или меньшей легкостью, что влияет на токсичность. Неорганические ртутьсодержащие препараты обладают меньшей избирательностью по сравнению с органическими: при длительном воздействии на семена они угнетают их всхожесть.

Никельсодержащие фунгициды введены в практику сравнительно недавно специально для борьбы с ржавчиной злаковых, так как обладают сильным лечащим контактным действием. К ним относят хлористый никель, сульфат никеля, сульфатгексагидрат никеля и другие, которые нашли ограниченное применение за рубежом. [4]

2.7 Органические фунгициды

Органически фунгициды делят на не содержащие в своем составе тяжелых металлов (ртуть, олово) и содержащие.

Органические фунгициды относятся к различным классам химических соединений.

К важнейшим органическим фунгицидам относятся производные гетероциклических соединений, дитиокарбаматов, серной кислоты, тиоцианатов ароматического ряда, фенола, фосфорорганические соединения, хлорпроизводные ароматических углеводородов, альдегида, мышьякосодержащие препараты, соли нафтеновых кислот, нитросоединения, оловоорганические и ртуть органические соединения, хиноны.

Фунгициды, относящиеся к гетероциклическим соединениям в настоящее время, занимают ведущее место.

К ним относятся различные азотсодержащие производные пиримидина, имидазола, пиразола и др.

Из органических фунгицидов наиболее широкое применение в борьбе с болезнями растений нашли дитиокарбаматы.

Производные фенола, подразделяющиеся на нитрофенолы и хлорфенолы, известны не только своими фунгицидными, но и высокими бактерицидными свойствами. Они отличаются избирательностью действия.

Многие препараты эффективны в борьбе против микроорганизмов, вызывающих биологическое разрушение неметаллических материалов, особенно древесины. Вещества, относящиеся к галогеналкилфенолам, проявляют наивысшую фунгицидную активность.

Фосфорорганические фунгициды стали применяться в сельском хозяйстве относительно недавно. Эти препараты относительно быстро метаболизируются в растениях, почве, воде и в других объектах внешней среды, поэтому в меньшей степени способны накапливаться в природных условиях, включаясь в цепи питания. Фосфорорганические фунгициды обладают высокой избирательностью действия, некоторые из них способны проникать в растения.

Из числа хлорпроизводных ароматических углеводородов длительное время использовался гексахлорбензол (ГХБ), который теряет свое значение вследствие очень узкого спектра действия. Фунгицидность этой группы химических соединений увеличивается по мере накопления атомов хлора в бензольном ядре, при этом замена хлора бромом не способствует увеличению фунгицидности. [1]

3. Экспериментальная часть.

3.1 Реактивы и аппаратура

Посуда и аппаратура:

1. pH- индикатор

2. химический стакан 100мл – 4 шт

3. пробирка – 6 шт

4. пипетки на 1мл,5 мл, 10 мл,

5. стеклянная палочка – 6 шт

Реактивы:

1. 10 % раствор FeSO₄

2. Раствор CuSO₄ 1%

3. Бордосская жидкость СuSO₄ • 3Cu(OH)₂

4. Нитрат цинка (II) ZnCl₂

8)Хлорид свинца (II) Pb(NO₃₎₂

9) Нитрат никеля (II) Ni(NO₃₎₂

Методика проведения опытов

Опыт №1

Кислотность среды

Кислотность среды определяется с помощью универсальной индикаторной бумаги. На полоску индикаторной бумаги наносим образец (медный купорос, железный купорос, бордосская жидкость) и сравниваем окраску полоски с индикаторной шкалой. Результаты опыта представлены в Таблице 1.

Опыт №2

Влияние ионов тяжелых металлов на железный купорос и медный купорос.

В данном опыте провела исследование как ведут себя фунгициды такие как железный купорос, медный купорос и бордоская жидкость с онами тяжелых металлов (Ni⁺, Zn⁺,Pb²⁺). Определила что будет с почвой если в ней содержаться ионы этих металлов при обработке фунгицидами.

Полученные результаты занесены в табл 2 и табл 3.

Опыт №3

Влияние фунгицидов на плесень

Исследовала влияние фунгицидов на плесень в течение 20 дней. Наблюдала как ведет себя грибок (плесень, выращенная на апельсиновой корке) при опрыскивании ее фунгицидами (в моей работе это неорганические фунгициды ,такие как бордоская жидкость, железный купорос и медный купорос)

Цель исследования: Определить действительно ли бордоская жидкость, железный купорос и медный купорос убивают грибки на растениях.

Методика выполнения:

1. Плесень, выращенную на апельсиновой корке, поместить в 3 чашечки.

2. Прономеруем образцы чтобы не перепутать:

1 образец будем обрабатывать бордоской жидкостью,

2 образец железным купоросом,

3 образец медным купоросом.

1. На протяжении недели каждые два дня опрыскиваем образцы нашей плесени по 2 мл фунгицида

2. Далее на протяжении 13 дней через каждые 4 дня опрыскиваем образцы по 2 мл бордоской жидкости, железного купороса, медного купороса.

3. Фиксируем что происходит с плесенью при опрыскивании ее нашими препаратами

4. Все что происходило с плесенью на протяжении 20 дней заносим в табл4

5. Далее строим графики влияния бордоской жидкости, железного купороса, медного купороса на грибок (плесень), в зависимости %/дня

Результаты исследований

Результаты исследования кислотности среды

Таблица 1

Фунгицид	рН среды	Кислотность среды
CuSO4 .3H2O	рН = 4	Кислая
FeSO4 . 7H2O	рН = 3	Кислая
CuSO4 . 3Cu(OH)2	рН = 6	слабо щелочная

Результаты исследования влияния ионов Ni⁺, Pb²⁺, Zn⁺ на железный купорос и медный купорос.

а)Железный купорос

Ион тяжелого металла	Кислотность среды pH	Наличие осадка	Вывод о взаимодействии
Zn+	pH=2	Осадок ржавого цвета	Железный купорос окисляет цинк, что способствует углеводному обмену у растений
Pb2+	pH=3	Осадка бледно рыжего цвета	При взаимодействии железного купороса с ионами свинца способствуют понижению токсичности свинца в почве.
Ni+	pH=1	Осадок рыжего цвета	Ионы никеля с железным купоросом способствуют быстрому росту растения

б) Медный купорос

Ион тяжелого металла	Кислотность среды pH	Наличие осадка	Вывод о взаимодействии
Zn+	pH=4	Осадка нет	Подавляет жизнедеятельность микроорганизмов, вследствие чего нарушаются процессы образования органического вещества в почвах.
Pb2+	pH=5	Белый мутноватый	Вызывает изменение физических и физико - химических свойств почвы, снижает биологическую деятельность.
Ni+	pH=2	Осадка нет	Сильнокислая среда. Мало развиваются культуры на такой почве.

Результаты влияния фунгицидов на плесень

Таблица с данными о борьбе фунгицидов с плесенью.

Табл 4

дни	Бордоская жидкость CuSO4∙3Ca(OH)2, %	Медный купорос CuSO4∙5H2O, %	Железный купорос FeSO4∙7H2O, %
1	0,10%	0,07%	0,05%
3	0,20%	0,14%	0,10%
5	0,40%	0,28%	0,20%
7	2,40%	1,68%	1,20%
11	14,40%	10,08%	7,20%
15	28,80%	20,16%	14,4%
19	57,60%	40,32%	28,8%

График зависимости бордоской жидкости на плесень

Исчезло плесени. %	0,10	0,20	0,40	2,40	14,40	28,80	57,60
день	1	3	5	7	11	15	19

График1

График зависимости медного купороса на плесень.

Исчезло плесени, %	0,07	0,14	0,28	1,68	10,08	20,16	40,32
день	1	3	5	7	11	15	19

График2

График зависимости железного купороса на плесень.

Исчезло плесени, %	0,05	0,10	0,20	1,20	7,20	14,40	28,80
день	1	3	5	7	11	15	19

График3

5.Заключение

В ходе работы были изучены свойства купоросов (бордоской жидкости, железного купороса, медного купороса).

Было рассмотрено влияние ионов тяжелых металлов на фунгициды. При взаимодействии с тяжелыми металлами, фунгициды способны образовывать устойчивые комплексы, которые могут накапливаться в почве, воде, животных организмах. Это нужно принять во внимание для того, чтоб перед обработкой растений проанализировать почву на наличие большого количества тяжелых металлов. Комплексные соединение фунгицидов разлагаются медленней, чем чистые фунгициды, за счет образования более сложных и более устойчивых молекул координационных соединений, в меньшей степени подверженных гидролизу.

Большее внимание было уделено влиянию фунгицидов (бордоская жидкость, железный купорос, медный купорос) на грибок (плесень, выращенную на апельсиновой корке). В ходе исследования был сделан вывод о том, с какой эффективностью каждый фунгицид борется с грибком:

наиболее эффективно борется с плесенью бордоская жидкость;

на втором месте медный купорос;

на третьем месте железный купорос, самый не эффективный.

Список использованной литературы

1. Голышин Н.М. Фунгициды в сельском хозяйстве/Н. М. Голышин.- Ленинград «Колос» 1982г

2. Хорсфолл Д.Г. Фунгициды и их действие./ Д.Г Хорсфолл. М. : Изд- во иностранной литературы, 1948г.

3. Ганиев Н. М, Недорезков В. Д. Химические средства защиты растений-М. Колос С , 2006г.-248с

4. Хаскин, 1988; Голышин, 1990; Lyr, 1987c: Edlich, Lyr, 1987; Schewe, Lyr, 1987; Kerkenaar, 1987; Buchenauer, 1987; Davidse, 1987; Gasztonyi, Lyr, 1987

5. Кравцов А. А. Препараты для защиты растений. / А. А. Кравцов, Н. М. Голышин.- М. : Колос, 1984

6. Интернет- ресурс: http://www. xumuk. ru/;

7. Интернет- ресурс: http://www. rupest. ru/;

32

Код для цитирования: Скопировать