Сульфонилмочевинные гербициды: механизм и применение¶

Сульфонилмочевинные гербициды — класс органических соединений, производных сульфонилмочевины (общая формула R₁–SO₂–NH–CO–NH–R₂), применяемых в сельском хозяйстве как избирательные гербициды для борьбы с сорными растениями в посевах зерновых, кукурузы, сои и других культур. Отличаются высокой биологической активностью: действующие нормы расхода составляют от единиц до десятков граммов на гектар, что на порядки ниже, чем у многих классических гербицидов.

¶История

Первые сульфонилмочевинные гербициды синтезированы в компании DuPont в конце 1970-х годов. Коммерческое применение началось в 1982 году с препарата хлорсульфурон, предназначенного для зерновых культур. В дальнейшем появились метсульфурон-метил, трибенурон-метил, тифенсульфурон-метил, никосульфурон и другие действующие вещества. Класс быстро распространился благодаря низким нормам расхода и широкому спектру подавляемых двудольных сорняков.

¶Механизм действия

Сульфонилмочевины ингибируют фермент ацетолактатсинтазу (АЛС), также называемый ацетогидроксикислотсинтазой (AHAS). Этот фермент катализирует первый общий этап биосинтеза трёх незаменимых аминокислот с разветвлённой цепью — валина, лейцина и изолейцина.

Блокирование АЛС приводит к:

• прекращению синтеза указанных аминокислот;
• накоплению токсичных промежуточных продуктов;
• остановке деления клеток в меристематических тканях;
• постепенному отмиранию точки роста и всего растения.

Гербицид проникает в растение через листья и корни, передвигается по флоэме и ксилеме к активно растущим тканям. Видимые симптомы — хлороз, пожелтение и некроз точек роста — проявляются через 5–15 дней, полная гибель сорняков занимает 2–4 недели. Из-за медленного действия препараты этой группы часто комбинируют с быстро действующими компонентами.

¶Селективность

Избирательность основана на различиях в скорости метаболизма действующего вещества в растениях. У устойчивых культур (пшеница, ячмень, кукуруза) гербицид быстро разлагается до неактивных метаболитов путём гидроксилирования и конъюгации с глюкозой. У чувствительных сорняков этот процесс идёт медленно, что позволяет препарату накапливаться в концентрациях, блокирующих АЛС.

¶Применение

Сульфонилмочевины используют преимущественно в послевсходовый период, реже — до всходов. Основные направления:

Препараты эффективны против широкого спектра двудольных сорняков (марь, щирица, пикульник, осоты), а также против некоторых злаковых. Их применяют как самостоятельно, так и в баковых смесях с другими гербицидами для расширения спектра действия.

¶Устойчивость сорняков

Длительное использование сульфонилмочевин в монокультуре приводит к появлению резистентных биотипов сорняков. Известны случаи устойчивости у куриного проса, щирицы, мари белой и других видов. Механизмы резистентности включают мутации гена АЛС, снижающие чувствительность фермента, и усиленный метаболизм гербицида. Для предотвращения этого рекомендуют чередование действующих веществ с разными механизмами действия и применение интегрированных систем защиты растений.

¶Поведение в почве и экология

Сульфонилмочевины характеризуются высокой подвижностью в почве и разлагаются главным образом путём химического гидролиза, скорость которого зависит от pH: в кислых почвах распад идёт быстрее, в щелочных — медленнее, что повышает риск последействия на чувствительные культуры севооборота (свёкла, рапс, подсолнечник). Период полураспада варьирует от нескольких дней до нескольких месяцев. Препараты малотоксичны для млекопитающих и птиц, но могут оказывать влияние на водные растения при смыве в водоёмы.