Агрохимия, 2021, № 12, стр. 69-74

ВВЕДЕНИЕ

Благодаря применению пестицидов человечество не испытывает проблем с продовольствием, однако эти вещества могут быть токсичными, канцерогенными и мутагенными. Исходя из этого очень важно контролировать их содержание в продукции.

Известно множество болезней зерновых колосовых культур. Их вредоносность во многом зависит от погодных условий, устойчивости сорта, предшественника и от состояния самого растения в целом. Болезни вызывают частичную или полную гибель растения, недосозревание урожая и уменьшение урожайности зерновых культур ухудшают качество продукции. Комплекс болезней поражает растение на всех стадиях его развития.

Помимо агрохимического метода борьбы с болезнями зерновых культур важно применять препараты, предотвращающие массовое развитие возбудителя болезни и ограничивающие распространение самой болезни.

Ассортимент химических фунгицидов для зерновых культур достаточно широк. Чередование фунгицидов, относящихся к разным химическим классам, позволяет уменьшать вероятность возникновения у патогенов устойчивости к отдельным действующим веществам препарата.

Мефентрифлуконазол представляет собой триазольный фунгицид, относящийся к группе ингибирующих биосинтез стерина – эргостерина. Это основной стерин многих видов грибов, он играет важную роль в стабилизации и функционировании клеточных мембран, влияет на процессы клеточного деления, стимуляции роста и полового размножения. Триазолы при проникновении в фитопатогенные грибы нарушают их рост, что приводит их к гибели [1]. Препараты, в состав которых входит мефентрифлуконазол, рекомендуют к использованию в качестве протравителей семян злаковых культур для борьбы с широким спектром патогенов, ржавчиной и септориозом.

Флуксапироксад относится к группе карбоксамидов и характеризуется системной активностью. Механизм действия карбоксамидов основан на ингибировании дыхательного фермента сукцинатдегидрогеназы в митохондриях возбудителя болезни. Способность передвигаться по растению определяет не только профилактическое, но и лечебное действие препаратов [2]. Флуксапироксад применяют для обработки вегетирующих растений против комплекса болезней зерновых культур.

В литературе [3, 4] приведены методы количественного определения флуксапироксада в сельскохозяйственных культурах с применением высокоэффективной жидкостной хроматографии, основанные на экстракции ацетонитрилом, промывкой хлористым метиленом и последующей очисткой на патроне для твердофазной экстракции (ТФЭ) на основе силикагеля [3]. Также применяют аналогичный метод, только с экстракцией подкисленным 0.2%-ной муравьиной кислотой ацетонитрилом с последующей очисткой на патронах для ТФЭ на сорбенте С18 [4].

Для определения мефентрифлуконазола в яблоках и винограде используют метод экстракции образца подкисленным метанолом, с промывкой подщелоченным циклогексаном, концентрированием аликвоты и последующим перерастворением в смеси метанол–вода и анализе образца на хромато-масс-спектрометре [5]. Имеются данные по применению метода пробоподготовки QuEChERS с последующим анализом на газовом или жидкостном хроматографе с масс-спектрометрическим детектором. Пробы зерновых культур экстрагировали смесью ацетонитрил–вода в присутствии сульфата магния и хлорида натрия и цитратного буфера, после чего экстракты замораживали и проводили очистку методом дисперсионной ТФЭ с добавлением PSA [6].

Цель работы – изучение поведения мефентрифлуконазола и флуксапироксада в зерновых колосовых культурах из разных почвенно-климатических зон России с использованием хроматографических методов анализа.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Препарат, содержащий мефентрифлуконазол 100 г/л + флуксапироксад 50 г/л, применяли в 2-х вариантах – однократное и двукратное (через 10 сут после первой обработки) опрыскивание вегетирующих растений с помощью ранцевого опрыскивателя, с расходом рабочей жидкости 300 л/га. Норма применения по препарату – 1.0 л/га, по действующим веществам – мефентрифлуконазол 100 г/га и флуксапироксад 50 г/га. Опыт был проведен в четырехкратной повторности в каждом регионе. Работу проводили в 3-х почвенно-климатических зонах – в Московской и Волгоградской обл. и в Краснодарском крае.

Отбор проб производили в соответствии с правилами отбора проб [7] через 0, 14 и 28 (зеленая масса), 40 и 50 (зерно, солома) сут после применения фунгицида. Пробы отбирали отдельно с каждой делянки в вариантах, из них готовили средний образец (по одному в варианте), аналогично пробы отбирали в контрольных вариантах, без обработки пестицидами. Отобранные пробы хранили в морозильной камере при температуре –18°С. Отобранные пробы зерна и соломы хранили в бумажных пакетах при комнатной температуре.

Анализ образцов на содержание мефентрифлуконазола проводили в соответствии с методом, разработанным в Федеральном научном центре гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана. Пробоподготовку образцов растительной продукции для определения мефентрифлуконазола и флуксапироксада проводили по следующей схеме: навеску (зеленая масса – 10 г, зерно – 5 г, солома – 2 г) экстрагировали 20 мл смеси ацетонитрил : вода = = 1 : 1, в присутствии смеси солей (4 г сульфата магния, 1 г хлорида натрия и 1 г цитрата натрия). После перемешивания и центрифугирования 5 мл верхнего ацетонитрильного слоя переносили в пробирку для очистки методом дисперсионной ТФЭ с применением смеси сорбентов (150 мг PSA (смесь первичных и вторичных аминов), 150 мг силикагеля и 900 мг сульфата магния). От очищенного экстракта отбирали аликвоты, соответствующие 1-му г пробы (1 мл), упаривали досуха и растворяли в подходящих подвижных фазах.

Количество мефентрифлуконазола определяли с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) на обращенной фазе с тройным квадрупольным масс-спектрометрическим детектором, флуксапироксада – методом ВЭЖХ с использованием УФ-детектора [8]. Предел определения мефентрифлуконазола в зеленой массе и зерне – 0.0016 мг/кг, в соломе зерновых колосовых культур – 0.004 мг/кг. Предел определения флуксапироксада в зеленой массе – 0.02 мг/кг, зерне – 0.005 мг/кг.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Проведенное исследование показало, что содержание действующих веществ препарата было максимальным в день обработки в образцах зеленой массы во всех почвенно-климатических зонах и находилось на уровне 0.03–0.17 мг/кг для мефентрифлуконазола и 0.5–1.7 мг/кг для флуксапироксада.

После однократной и двукратной обработок в почвенно-климатической зоне I (Московская обл.) было показано, что на 14-е сут содержание мефентрифлуконазола в зеленой массе растений уменьшилось в 2 раза в обоих вариантах (рис. 1а), тогда как для флуксапироксада отмечено небольшое уменьшение концентрации с 0.63 до 0.53 мг/кг при однократной обработке, в то время как при двукратной обработке содержание уменьшилось в 5 раз. На 28-е сут при однократной обработке количество мефентрифлуконазола уменьшилось в 11 раз и составило 0.003 мг/кг, при двукратной – в 8 раз и составило 0.002 мг/кг. Для флуксапироксада в первом варианте обработки количество уменьшилось в 18 раз и составило 0.03 мг/кг, во втором варианте – в 17 раз и было <0.02 мг/кг. К 40-м сут после однократной обработки содержание мефентрифлуконазола в соломе составило 0.01 мг/кг, флуксапироксада – 0.04 мг/кг, после двукратной – 0.022 мг/кг и <0.05 мг/кг соответственно. В соломе (на 50-е сут) присутствовали только следы обоих фунгицидов, которые были на уровне значительно меньшем пределов определения: для мефентрифлуконазола и флуксапироксада – 0.001 мг/кг, за исключением мефентрифлуконазола при двукратной обработке – 0.006 мг/кг. В зерне на 40-е и 50-е сут после обработки следов действующих веществ мефентрифлуконазола и флуксапироксада обнаружено не было.

Рис. 1.

Динамика разложения мефентрифлуконазола и флуксапироксада в растениях озимой пшеницы после обработки фунгицидом (мефентрифлуконазол 100 г/л + флуксапироксад 50 г/л) при разных кратностях обработок: (а) – Московская обл. (I зона), (б) – Краснодарский край (II зона) (в) – Волгоградская обл. (III зона).

В пробах, полученных в почвенно-климатической зоне II (Краснодарский край), отмечено высокое содержание мефентрифлуконазола в день обработки – 0.103 мг/кг, и его содержание плавно уменьшалось к 14-м сут до 0.079 мг/кг, затем – еще в 3 раза к 28-м сут после обработки. При двукратной обработке содержание мефентрифлуконазола было максимальным в день обработки – 0.122 мг/кг, уменьшалось в 5 раз к 14-м сут до 0.023 мг/кг и еще в 2 раза до 0.01 мг/кг к 28-м сут после обработки. Содержание флуксапироксада в день обработки составило 0.76 мг/кг при однократной обработке препаратом, затем к 14-м сут уменьшилось до 0.43 мг/кг и еще в 3 раза до 0.14 мг/кг к 28-м сут после обработки. Содержание флуксапироксада при двукратной обработке снижалось с 0.46 мг/кг до 0.02 мг/кг к 14-м сут и затем еще в 2 раза до 0.11 мг/кг к 28-м сут после обработки. В зерне на 40-е и 50-е сут после применения фунгицида следов действующих веществ не обнаружено, кроме как при двукратной обработке, когда количество флуксапироксада снижалось с 0.04 мг/кг до 0.03 мг/кг, что было уже значительно меньше максимально допустимого уровня (МДУ) – 0.5 мг/кг. Также в соломе при однократной обработке на 40-е сут был обнаружен мефентрифлуконазол, и его количество составило 0.009 мг/кг и уменьшилось на 50-е сут до 0.001 мг/кг, что было меньше предела определения. В пробах соломы при двукратной обработке на 40-е и 50-е сут мефентрифлуконазол не был обнаружен.

В почвенно-климатической зоне III (Волгоградская обл.) (рис. 1в) в образцах зеленой массы растений после однократной обработки содержание мефентрифлуконазола со дня обработки и до 14-х сут незначительно уменьшалось с 0.07 до 0.05 мг/кг, к 28-м сут – до 0.019 мг/кг. В пробах соломы на 40-е сут его содержание составило 0.006 мг/кг и к 50-м сут уменьшилось до 0.005 мг/кг, что было меньше предела определения. Для этой же кратности обработки содержание флуксапироксада снизилось в 9 раз с 0.99 мг/кг до 0.11 мг/кг к 28-м сут опыта. Флуксапироксада в пробах зерна и соломы на 40-е и 50-е сутки не обнаружили. При двукратной обработке проб фунгицидом содержание мефентрифлуконазола в день обработки было самым высоким для всех зон наблюдения и составило 0.172 мг/кг. Далее наблюдали его уменьшение в 3 раза до 0.061 мг/кг и затем еще в 2 раза до 0.033 мг/кг к 28-м сут. На 40-е сут в зерне содержание мефентрифлуконазола составило 0.021 мг/кг, на 50-е сут – 0.002, что было близко к пределу определения. В соломе на 40-е сут его содержание составило 0.006 мг/кг, на 50-е сут его следы не обнаружены. Содержание флуксапироксада с 1.37 мг/кг в день обработки далее в каждой временнóй точке отбора проб уменьшалось в 2 раза и составило 0.46 мг/кг к 28-м сут. Наличие флуксапироксада в пробах зерна и соломы на 40-е и 50-е сутки не было установлено.

Препараты на основе мефентрифлуконазола являются новыми не только в нашей стране, но и в мире. Поэтому информация о деградации и остаточных количествах этого соединения в сельскохозяйственных культурах, особенно в зерновых, практически отсутствует. Известно, что при изучении динамики поведения мефентрифлуконазола после трехкратной обработки (0.06 г д.в./л), его количество через 7 сут в среднем составляло 0.25 мг/кг для яблок и винограда, при МДУ 1.0 мг/кг [5]. Имеются данные, что в урожае пшеницы, редиса, моркови, цветной капусты, брокколи, салате и шпинате при использовании препарата с содержанием мефентрифлуконазола 100 г/л, остатков действующего вещества не было обнаружено [9].

На данный момент в РФ зарегистрировано 7 препаратов, содержащих флуксапироксад [10], 5 из которых разрешены для применения на зерновых культурах. Однако опубликованных данных об особенностях разложения этого вещества в зерновых культурах нет. Известно, что при двукратном опрыскивании яблонь препаратом, содержащим флуксапироксад (11.7%, суспензионный концентрат) с интервалом 10 сут и нормой расхода 78 г/га по д.в., остаточное содержание в плодах снижалось с 0.093 до 0.002 мг/кг за 28 сут, тогда как МДУ составляет 0.8 мг/кг [11].

Имеются данные [12] по изучению поведения флуксапироксада (15.3%-ная суспензия, разведение в 2000 раз) в листьях периллы (Perilla frutescens var.  japonica Hara) в теплице. Проводили трехкратное опрыскивание с интервалом в 7 сут, отбор проб листьев проводили на 0, 1, 3, 5 и 7-е сут после последней обработки. За неделю количество флуксапироксада снизилось на 50% и составило 10 мг/кг.

В России величина МДУ для мефентрифлуконазола пока не установлена. Для Европы установлены следующие МДУ для мефентрифлуконазола: в зерне – 4.0 мг/кг, в соломе – 30 мг/кг [13]. В России и в Европе МДУ флуксапироксада соизмеримы и составляют 0.5 и 0.4 мг/кг, соответственно [14].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, характер деградации действующих веществ фунгицида (мефентрифлуконазол 100 г/л + флуксапироксад 50 г/л) практически не менялся в зависимости от зоны проведения опыта, однако наблюдали некоторые отличия в скорости деградации в зеленой массе растений, обусловленные сортовыми особенностями зерновых культур и погодными условиями. Несмотря на количество обработок, существенной разницы в количественном содержании остатков действующих веществ в зерне и соломе не отмечено.

Опираясь на полученные данные, можно сделать вывод, что препарат, содержащий мефентрифлуконазол 100 г/л и флуксапироксад 50 г/л, вне зависимости от количества обработок можно безопасно применять на зерновых колосовых культурах. Соблюдение технологий использования пестицидных препаратов, их норм применения, а также выдерживание сроков ожидания позволяет в значительной степени гарантировать получение урожая, безопасного для здоровья человека.