CC BY
6УДК 633.1:632.51
ВИЗНАЧЕННЯ ЗАЛИШК1В ФЛОРАСУЛАМУ В РОСЛИНАХ
ОЗИМО1 ПШЕНИЦ1
МихальськаЛ. М. \ Швартау В. В.1, Омельчук С. Т.2
11нститут фтологи рослин i генетики НАН Украти, Ки1в, [email protected] 21нститут гшени та екологИНащонального медичного утверситету iM. О. О. Богомольця, Кшв
Визначили особливост метаболiзму флорасуламу у рослинах пшенищ, у тому 4nrai i за сутсно1 ди у композицп Дербi 175 SC, с.к. з Акиалом 045 ЕС, к.е. та карбамвдом. Встановили, що застосування гербщиду Дербi 175 SC, с.к. у композищях з грамiнiцидом Аксiал 045 ЕС, к.е. та карбамщом не призводить до пiдвищення залишкових кшькостей флорасуламу та метаболпу DE 570 В1Н в зернi озимо1 пшеницi.
Ключовi слова: метаболiзм, гербшиди, грамшщиди, бур'яни, озима пшениця.
ВСТУП
Забур'янешсть пос1в1в е одним ¡з головних чинниюв, що заважають отримувати вагом1 врожа1, а боротьба з бур'янами залишаеться складним й затратным елементом технологи захисту пос1в1в озимо1 пшенищ [1].
Вщкриття ф1тотоксично1 дп гербщид1в-шпб1тор1в ацетолактатсинтази класу сульфонамщу суттево посилило р1вень боротьби з бур'янами на почвах зернових колосових культур. Серед похщних К-арилтриазоло-[1,5-с]-шримщин сульфаншамщв е гербщиди хлорансулам-метил, дихлосулам, флорасулам, мето сулам та шш1, а також триазолошримщинсульфаншамщи - пеноксулам й троксулам [2, 3].
Для боротьби з бур'янами у пошвах пшенищ широко використовуеться селективний гербщид для захисту зернових колосових культур вщ однор1чних та деяких багатор1чних дводольних бур'яшв Дерб1 175 SC, с.к. (суспензшний концентрат, що мютить 100 г/л флуметсуламу та 75 г/л флорасуламу), який застосовують у дозах 0,050-0,070 л/га. Це системний тслясходовий гербщид контролюе широкий спектр однор1чних та деяких багатор1чних (осоти) дводольних бур'яшв, зокрема тих, що е стшкими до шших протидводольних препарапв. Високу чутливють до дп композицп проявляють: шдмаренник чшкий, волошки сиш, сокирки польов1 та шш1 шкодочинш види дводольних бур'яшв.
За мехашзмом дп компоненти гербщиду належать до шпб1тор1в ацетолактатсинтази. Важливою складовою гербщиду Дерб1 е флорасулам, похщне триазолошримщинсульфоаншду, протидводольний гербщид, який широко використовують у свт для тслясходово1 боротьби з дводольними бур'янами у почвах зернових колосових культур та кукурудзи у дозах до 7,5 г/га [4, 5, 6].
Селектившсть флорасуламу пов'язують ¡з вщмшностями у метабол1зм1 в рослинах культурних вид1в злакових та бур'яшв. Так, перюд нашврозкладу молекули флорасуламу у рослинах пшенищ становить 2,4 год., натомють у дводольних видах бур'яшв - вщ 19 до >48 год. Особливосп метабол1зму
2012 Ekosistemy, ikh Optimizatziya i Okhrana, 6: 276-281.
Published by V. I. Vernadskiy Taurida National University, Simferopol, Ukraine.
флорасуламу у рослинах визначалися з використанням методу ВЕРХ та подальшим ан^зом мас-спектрометрieю мiчених 14С iзотопiв гербiциду. За даними авторiв, флорасулам метаболiзуeться шляхом пдроксилювання кiльця анiлiну з наступною кон'югащею з глюкозою. Метаболiзм у дводольних видах бур'янiв у дослiдженнях авторiв був настiльки повiльним, що присутнють метаболiтiв гербiциду визначити не вдалося [7]. Тому, основним шляхом метаболiзму флорасуламу вважають гiдроксилювання.
Ймовiрно, що 5-гiдроксифлорасулам е основним метаболггом флорасуламу i в rрунтi [8].
Зазначимо, що високий рiвень естаразно! активностi злакових видiв рослин [9] може зумовлювати перебiг метаболiчно! деструкци також i шляхом гiдролiзу метильно! групи у положеннi 5-метокси [10] з утворенням метаболiту DE 570 В1Н (табл. 1).
Зазначимо, що Дербi часто застосовуеться у сумшах, переважно з грамiнiцидами пiноксаденом або фуроре, а також iз добривами для позакореневого тдживлення [11-12]. При цьому, вплив компонент робочих розчитв на метаболiзм гербiциду не встановлений.
Тому, метою дано! роботи було дослщити особливосп метаболiзму флорасуламу у рослинах пшенищ, у тому чи^ i за сумюно! ди у композищ! Дербi 175 SC, с.к. з Акшалом 045 ЕС, к.е. та карбамщом, а також визначити швидюсть деструкци флорасуламу в умовах польових досладв.
МАТЕР1АЛ I МЕТОДИ
Дослщження проводили на виробничих пошвах озимо! пшеницi (Triticum aestivum L.) сорту Смуглянка у Вшницькш област (АФ «Комора», смт. Тростянець, ПрАТ «Зернопродукт МХП») та Дослiдного сшьськогосподарського виробництва 1нституту фiзiологi! рослин i генетики НАН Укра!ни у смт. Глеваха Васильювського району Ки!всько! област у 2008-2012 рр. Облiковi дшянки в дослiдi займали площу - 10 м2, повторнiсть - 6-10 кратна.
У зон дослiджень за вегетацшний перiод сума активних температур (понад +10°С) становила близько 2600-2900 °С. Опадiв протягом року випадало вiд 460 до 520 мм., а за лггнш перiод у середньому 200-220 мм. Вегетацшш сезони 2010-2011 роюв вiдрiзнялися тривалими високими температурами та сильною посухою у генеративну фазу розвитку пшенищ. Вл^ку температура шдшмалася до 42°С. Середня мюячна температура повiтря у травш 2012 року становила 13-16°С, мюячна кiлькiсть опадiв становила 40-60 мм, що свщчить про те, що погодш умови були сприятливими для формування врожаю зернових.
Протягом вегетаци проводили тдживлення рослин, боротьбу зi шкщниками та хворобами i фенологiчнi спостереження. Насшня обробляли перед посiвом протруйником Селест Топ, 1,5 л/т. До робочого розчину додавали комплексш добрива на основi монокалшфосфату, 2 кг/т насшня. Протягом вегетаци обробляли рослини фунгщидами Альто Супер, 0,5 л/га i Амiстар Екстра, 0,7 л/га, шсектицидом Енжю, 0,2 л/га, зокрема у фазу кущшня, цвiтiння та по прапорцевому листку. Гербiцидами Дерб^ 0,070 л/га i Аксiал, 1,0 л/га у фазу виходу в трубку озимо!
пшенищ обробляли основну площу поля, залишаючи дшянки 0,2-0,3 га для проведення дослщжень. Доза карбамщу позакоренево становила 10 кг/га. Обприскування проводили у вечiрнi години, за температури повпря 20-24 °С i за вiдсутностi виру.
Визначення вмiсту флорасуламу та його метабол^у (табл. 1) проводили методом ВЕРХ [10].
Таблиця 1
Флорасулам та його метаболгги
Сполука Структурна формула Назва за IUPAC
Флорасулам (DE 570) F OMe /=< „ 0 LfTTW F F М-2,6-(дифторофенш)-8-фтор-5-метокси-(1,2,4-тр1азол [1,5-с] -шримщин-2-сульфонашд
Метаболгг (DE 570 В1Н) F 0H v^fTrw F F М-2,6-(дифторофенш)-8-фтор-5-пдрокси-(1,2,4-тр1азол [1,5 -с] -шримщин-2-сульфонашд
Метаболгг [7] F OMe /=( 0 /N^N^N HO—(\ /)—N_s^4 II N ^Ц^h о NssV F F М-2,6-(дифторофенш)- 4-гвдрокси-8-фтор- 5-метокси-(1,2,4-тр1азол [1,5-с] -шримщин-2-сульфонашд
Метаболгг [7] HO—ч F 0Me /=< 0 /-An HO OH p F М-2,6-(дифторофенш)- 4-р-Э-глюкоза-8-фтор- 5-метокси-(1,2,4-тр1азол [1,5-с] -шримщин-2-сульфонашд
Умови хроматографування: рщинний хроматограф «Shimadzu» з УФ детектором, довжина хвилi 260 нм, колонка Нуклеосил С18, рухома фаза - сумш ацетоштрилу та бщистильовано! води з 0,1 г/л трифтороцтово! кислоти (35:65), час утримування вщповщав стандартам. Стандарти флорасуламу (DE 570) та метабол^у флорасуламу (DE 570 BIH) компани «Доу АгроСайенсю», США.
Визначення вмюту флорасуламу та його метабол^у DE 570 BIH в рослинах та у зерш здшснювали пiсля екстрагування ацетоном (прапорцевi листки) та сумшшю ацетону з 1% розчином оцтово! кислоти (10 часток + 1 частка) (зерно). Далi екстракти очищували у системi гексан-вода рН 3,0 оцтовою кислотою, а екстракти зелених частин додатково - на картриджах ТФЭ C18 (Waters).
Математичну обробку даних проводили за допомогою професшного пакету програм для статистичного ан^зу 81ай8йса 8,0, зпдно стандартних методик [13-15] та за допомогою програми Ехе1.
РЕЗУЛЬТАТИ ТА ОБГОВОРЕННЯ
Встановлено, що за умов внесення високо! дози Дербi - 70 мл/га, у фазу прапорцевого листка у рослинах пшенищ знайдено низькi рiвнi залишкових кшькостей флорасуламу. Високi дози, 50 мл/га та бшьше, застосування Дербi у виробнищга викликанi необхiднiстю посилити дда композищ! до рослин осотiв, особливо до тих рослин, що знаходяться у генеративнш фазi розвитку. Застосування Дербi з Аксiалом може сприяти тдвищенню вмiсту флорасуламу у рослинах, ймовiрно за рахунок компонентiв препаративно! форми, яка сприяе надходженню ддачих речовин гербiцидiв до рослин.
Попередшми дослiдженнями [16] в умовах вегетацшних дослiдiв було встановлено, що за умов внесення високих доз близького до флорасуламу за структурою сульфонамщу флуметсуламу у зерш та грунт було знайдено 0,031 та 0,045 мг/кг вщповщно. В умовах польових дослщжень за умов внесення високо! дози флорасуламу, 70 мл Дерб^га, залишюв гербiциду у зернi не знайдено (табл. 2).
Таблиця 2
Метаболiзм флорасуламу в рослинах пшенищ за ди тноксадену та карбамщу
Гербщид, метаболгт Дерб1 Дерб1 + Акс1ал Дерб1 + Акаал + карбамвд Вмют сполуки, мг/кг
Фаза прапорцевого листка Зерно
Флорасулам + - - 0,07±0,02 н.в.
Флорасулам - + - 0,11±0,04 н.в.
Флорасулам - - + 0,12±0,04 н.в.
Метаболгт ББ 570 В1Н + - - 0,11±0,04 н.в.
Метаболгт ББ 570 В1Н - + - 0,11±0,07 н.в.
Метаболгт ББ 570 В1Н - - + 0,19±0,05 н.в.
Необхiдно вiдзначити, що спостерiгалися також низью рiвнi вмiсту метаболiту ББ 570 В1Н у рослинах пшенищ у фазу прапорцевого листка. Застосування Дербi одночасно з Акшалом 045 ЕС, к.е. та азотним добривом може сприяти посиленню накопичення даного метабол^у у рослинах. Залишкiв флорасуламу та його метаболпу ББ 570 В1Н в зернi не знайдено.
Вщомо, що перiод напiврозкладу флорасуламу в рослинах озимо! пшенищ складае менше доби, що пiдтверджують результати визначення залишюв гербiциду. В той же час, низью рiвнi метаболггу ББ 570 В1Н у рослинах можуть свщчити про доцiльнiсть розгляду пдроксилювання з наступною кон'югацiею з вуглеводами, як бшьш ймовiрного шляху метаболiзацi! флорасуламу у рослинах.
ВИСНОВКИ
Застосування гербщиду Дербi 175 SC, с.к. у композищях з грамшщидом Акс1ал 045 ЕС, к.е. не приводить до шдвищення залишкових кiлькостей флорасуламу та метаболпу DE 570 В1Н в зерш пшеницi.
За умов застосування Дербi 175 SC, с.к. разом з грамшщидом та азотним добривом дещо зростае вмiст флорасуламу та метаболпу DE 570 В1Н у рослинах пшеницi в фазу прапорцевого листка. Дане посилення накопичення гербiциду в рослинах може бути пов'язане iз встановленим зростанням ф1тотоксичност1 дано! композицiï до шкодочинних вид1в бур'янiв на посiвах пшеницi [12].
Список л^ератури
1. Моргун В. В. Физиологические основы формирования высокой продуктивности зерновых злаков / В. В. Моргун, В. В. Швартау, Д. А. Киризий // Физиология и биохимия культурных растений. -2010. - Т. 42, № 5. - C. 371-392.
2. Jabusch T. W. Chemistry and fate of triazolopyrimidine sulfonamide herbicides / T. W. Jabusch, R. S. Tjeerdema // Reviews of Environmental Contamination and Toxicology. - 2008. - Vol. 193. - Р. 31-52.
3. Penoxsulam-structure-activity relationships of triazolopyrimidine sulfonamides / T. C. Johnson, T. P. Martin, R. K. Mann, M. A. Pobanz // Bioorg. Med. Chem. - 2009. - Vol. 17. - Р. 4230-4240.
4. Моргун В.В. Клуб 100 центнерш. Сорти та оптимальш системи вирощування озимоï пшенищ /
B. В. Моргун, е. В. Санш, В. В. Швартау. - К. : Логос, 2012. - 131 с.
5. Florasulam: a new, low dose herbicide for broadleaf weed control in cereals / A. R. Thompson, A. M. McReath, C. M. Carson [et al.] // Proceedings of Brighton Pest Control Conference-Weeds, BCPC, Farnham. - 1999. - Р. 73-80.
6. Hodges C. C. Uptake and metabolism as mechanisms of selective herbicidal activity of the 1,2,4-triazolo[1,5-a] pyrimidines / C. C. Hodges, G. J. DeBoer, J. Avalos // Pestic. Sci. - 1990. - Vol. 29. -Р. 365-378.
7. DeBoer G. J. Uptake, translocation and metabolism of the herbicide florasulam in wheat and broadleaf weeds / G. J. DeBoer, S. Thornburgh, R. J. Ehr // Pest. Manag. Sci. - 2006. - Vol. 62, № 4. - Р. 316-324.
8. Krieger M. S. Effect of temperature and moisture on the degradation and sorption of florasulam and 5-hydroxyflorasulam in soil / M. S. Krieger, F. Pillar, J. A. Ostrander // J. Agric. Food Chem. - 2000. -Vol. 48. - Р. 4757-4766.
9. Antonov V. K. Chemistry of proteolysis / V. K. Antonov. - Berlin; Heidelberg etc. : Springen-Verl., 1993. - 495 p.
10. Методичш вказiвки з визначення флорасуламу та його метаболпу у вод^ Грунта та зерш методом високоефективноï рiдинноï хроматографи / С. В. Мурашко, Н. М. Кузенко // Методичш вказшки з визначення мжрокшькостей пестицидв в харчових продуктах, кормах та навколишньому середовищг - К.: Мтшстерство екологп та природних ресурсш Украши, 2003. - Зб. № 35. -
C. 34-43.
11. Швартау В. В. Гербщиди. Основи регуляци фгготоксичносп та фiзико-хiмiчнi i бюлопчш властивосп / В. В. Швартау. - К.: Логос, 2009. - Т. 2. - 1046 с.
12. Швартау В. В. Вплив азотних добрив на актившсть гербщидав Акиал та Дербi / В. В. Швартау, Л. М. Михальська // Вюник аграрноï науки. - 2012. - № 5. - С. 19-22.
13. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов. - М. : Агрохимиздат, 1985. - 351 с.
14. Радов А. С. Практикум по агрохимии / А. С. Радов, И. В. Пустовой, А. В. Корольков. - М. : Агропромиздат, 1985. - 312 с.
15. Методики випробування i застосування пестицидiв / С. О. Трибель, Д. Д. №арьов, М. П. Секун, О. О. 1ващенко. - К.: Свгг, 2001. - 448 с.
16. Chen Y. Dissipation and residues of flumetsulam in wheat and soil / Y. Chen, J. Hu, T. Yang // Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology. - 2012. - Vol. 88, № 6. - P. 897-901.
Михальськая Л. Н., Швартау В. В., Омельчук С. Т. Определение остатков флорасулама в растениях озимой пшеницы // Экосистемы, их оптимизация и охрана. Симферополь: ТНУ, 2012. Вып. 6. С. 276-281.
Исследовали особенности метаболизма флорасулама в растениях пшеницы, в том числе при совместном действии гербицида Дерби 175 SC, с.к. в композиции с граминицидом Аксиалом 045 ЕС, к.е. и карбамидом. Установлено, что применение Дерби в композициях с Аксиалом и карбамидом не приводит к повышению остаточных количеств флорасулама и метаболита DE 570 В1Н в зерне озимой пшеницы.
Ключевые слова: метаболизм, гербициды, граминициды, сорняки, озимая пшеница.
Mykhalska L. М., Schwartau V. V., Omelchuk S. T. Determination of florasulam residues in winter wheat // Optimization and Protection of Ecosystems. Simferopol: TNU, 2012. Iss. 6. P. 276-281.
The features of florasulam metabolism in wheat plants including under the joint action of herbicide Derby 175 SC, s.c. in combination with graminicide Axial 045 EС ^e. and urea were investigated. It was established that the use of Derby in compositions with Axial and urea does not increase the florasulam and metabolite DE 570 BIN residues in winter wheat grain.
Key words: metabolism, herbicides, graminicides, weeds, winter wheat.
Поступила в редакцию 10.08.2012 г.
