Исследование воздействия инсектицидов контактного действия на вредителей хлебных запасов в целях создания нового биинсектицида

Уже никто не сомневается, что главной проблемой при хранении зерна являются вредные насекомые и клещи. Они не только уменьшают массу и снижают качество зерна, но и превращают его в яд.
Для защиты зерна от вредителей кардинальными, наиболее эффек­тивными и приемлемыми на прак­тике остаются химические способы. Нормативными документами пред­усмотрены две группы химических средств - газообразные и жидкие.
Насекомых можно убить посред­ством газовой дезинсекции фосфином [2], озоном [1] или другими газами. Но газовая дезинсекция тре­бует исключительной герметичности объекта, что не всегда можно обе­спечить. После дегазации объекта, т.е. удаления газа, зерно или поме­щение не защищены от повторного заражения вредителями.

Эти слабые стороны газовой дезинсекции можно устранить, если против насекомых применить жидкие инсектициды контактного действия [4, 5]. В этой технологии ключевую роль играет инсектицид. Основ­ные требования к нему заключаются в высокой биологической эффек­тивности при небольшой норме рас­хода. При достижении этих требова­ний существенно снижается инсек­тицидная нагрузка на зерно и умень­шается стоимость обработки.

Исследования показали, что моно­инсектициды на основе одного дей­ствующего вещества не всегда отве­чают этим требованиям, особенно, когда объекты заселены комплексом вредителей разных видов с разной устойчивостью к моноинсектициду [3, 6]. Чтобы решить эту проблему, были проведены исследования по созданию инсектицида, макси­мально удовлетворяющего указан­ным требованиям. Рабочая гипотеза заключалась в подборе двух действу­ющих веществ с высокой селектив­ностью к разным вредителям хлеб­ных запасов и соединении их в биин­сектицид с нормой расхода каждого компонента меньше максимально допустимого уровня (МДУ).

Аналитическими исследовани­ями были выбраны два действую­щих вещества - фосфорорганическое соединение пиримифос-метил и пиретроид бифентрин.
Экспериментально установ­лено, что СН-99,9 (нормы рас­хода, вызывающие смертность 99,9% популяции вредителя) пиримифос-метила при обработке им зерна от рисового долгоносика Sitophilus oryzae L, амбарного дол­гоносика Sitophilus granarius L., малого мучного хрущака Tribolium confusum Duv. и зернового точиль­щика Rhizopertha dominica F. соста­вили соответственно 0,3; 0,5; 0,8 и 9 мл/т [3].

В то же время, СН-99,9 бифен­трина в отношении рисового и амбарного долгоносиков, малого мучного хрущака и зернового точильщика были соответственно 1,5; 3,1; 3,2 и 0,1 мл/т [6].

Выявленные закономерно­сти отклика насекомых разных видов на воздействие пиримифос-метилом и бифентрином дали осно­вание соединить эти два действу­ющих вещества в один биинсекти­цид, который способен при малой
инсектицидной нагрузке на зерно эффективно бороться с комплек­сом видов жуков. Предполагалось, что биинсектицид, состоящий из пиримифос-метила и бифентрина в соотношении 8:1, будет в оди­наковых нормах расхода обладать равной биологической эффектив­ностью в отношении двух видов вре­дителей - малого мучного хрущака и зернового точильщика, полярных по устойчивости к каждому компо­ненту в отдельности. Однако иссле­дования биинсектицида с содержа­нием пиримифос-метила и бифен­трина соответственно 30,7 и 3,8% показали, что это не совсем так.

Оказалось, что для получения летального исхода жуков малого мучного хрущака через двое и чет­веро суток экспозиции их в зерне необходимо ввести в зерно сред­ней сухости соответственно 49,9 и 34,4 мл/т биинсектицида, а для обеспечения аналогичного эффекта в отношении жуков зернового точильщика достаточно обработать зерно в нормах расхода соответ­ственно всего 4,91 и до 2 мл/т. Пред­положение, что чувствительность насекомых обоих видов к биинсекти-циду равноценна, оказалось невер­ным. Поэтому было предпринято исследование для выяснения при­чин обнаруженного явления.

В качестве биотестов были взяты особи насекомых без разделения по полу и возрасту из многолетних лабораторных культур, ранее не имевших контакта с инсектицидами.
В опытах использовано зерно мягкой пшеницы средней сухости влажностью 14,5±0,5%. Биинсектицид состоял из 40% пиримифос-метила и 1 % бифентрина.

В образцы зерна массой по 100 г, размещённого в пластмассовые ста­канчики, вносили водные растворы биинсектицида в количестве по 1 мл в разных концентрациях и подсажи­вали к нему жуков.
Стаканчики с обработанным и контрольным зерном помещали в термостаты при температуре 25+ГС, где требуемая равновесная относительная влажность воздуха поддерживалась с помощью рас­творов солей. Ежедневно проверяли состояние насекомых до стабили­зации результатов в течение двух-трёх проверок.

Каждый опыт проводили в трёх повторностях с использованием 10 различных концентраций биинсек­тицида в диапазоне от 20 до 90%, подобранных таким образом,чтобы получить нарастающий ряд смерт­ности насекомых из пяти - шести точек. Экспериментальные данные статистически обрабатывали пробит методом. Статистические параметры по экспериментальным точкам рас­считывали по программе Microsoft Excel с добавлением линии тренда. С использованием этой программы по уравнениям регрессии опреде­ляли достоверность аппроксимации R² (квадрат коэффициента корреля­ции, или коэффициент детермина­ции), х²-критерий Пирсона с оцен­кой по нему вероятности Р нулевой гипотезы и нормы СН-99,9.
По экспериментальным данным, приведённым в табл. 1 и 2, можно проследить определённый меха­низм взаимодействия двух компо­нентов в биинсектициде в части их биологической активности.
 

 
Установлено, что добавление бифентрина к пиримифос-метилу в количестве 12,5% (соотношение пиримифос-метила и бифентрина 8:1) значительно ингибирует био­логическую активность последнего в отношении жуков малого мучного хрущака. Этот феномен отража­ется в существенном превышении СН-99,9 пиримифос-метила в смеси с 12,5% бифентрина над СН-99,9 одного пиримифос-метила без добавления к нему бифентрина.

При уменьшении бифентрина в смеси до 2,5% ингибирующее дей­ствие его на биологическую актив­ность пиримифос-метила значи­тельно снижается и затухает при отдалённом воздействии (при экс­позиции 5-7 сут).
Если рассмотреть роль пири­мифос-метила в биологической активности бифентрина в отноше­нии жуков зернового точильщика, то можно увидеть стимулирую­щее действие пиримифос-метила в биологической активности бифен­трина. Чем больше мы добавляем в смесь пиримифос-метила, тем меньше становятся нормы расхода бифентрина, которые обеспечивают летальный отклик жуков зернового точильщика при всех исследован­ных экспозициях их в обработанном зерне.

Отмеченный феномен взаи­модействия пиримифос-метила и бифентрина в части биологической активности их в отношении насеко­мых, возможно, связан с разными механизмами отравления насеко­мых фосфорорганическими и пире-троидными соединениями [7]. Поэ­тому при формировании многоком­понентных инсектицидов с несколь­кими действующими веществами из разных классов соединений следует учитывать не только отклик насеко­мых на воздействие каждого веще­ства в отдельности, но и реакцию их на совместное присутствие выбран­ных действующих веществ.

Анализ полученных данных позволяет сделать вывод, что опти­мальный состав биинсектицида очень близок к смеси пиримифос-метила с бифентрином в соотноше­нии 40:1. Это заключение подтверж­дается экспериментальными дан­ными, приведёнными в табл. 3, из которых видно, что биинсектицид отличается практически одинако­вым уровнем токсичности в отноше­нии зернового точильщика и малого мучного хрущака (полярных по чув­ствительности к его компонентам). Так, СН-99,9 на 5-8-е сутки экспо­зиции находятся на уровне 1,35 мл/т для зернового точильщика и в диа­пазоне 1,25-1,34 мл/т для малого мучного хрущака.


В то же время, насекомые трёх других видов имеют более высо­кую чувствительность к биинсектициду. Для жуков рисового долгоно­сика СН-99,9 составляют 0,7-0,55 мл/т, для амбарного долгоносика -0,86-0,67 мл/т, для суринамского мукоеда - 0,61-0,4 мл/т при экспо­зиции 5-8 сут.

Отмечена существенная роль времени экспозиции жуков в обра­ботанном субстрате на СН-99,9 биинсектицида. Величины СН-99,9, будучи значительными через сутки после обработки, существенно сни­жаются с увеличением времени контакта насекомых с обработан­ным зерном. Например, СН-99,9 биинсектицида через 1 и 5 сут после нахождения жуков рисо­вого долгоносика в обработанном зерне составляют соответственно 1,5 и 0,7 мл/т, для амбарного дол­гоносика - 1,75 и 0,86 мл/т, зерно­вого точильщика - 7,55 и 1,35 мл/т, малого мучного хрущака - 3,82 и 1,34 мл/т, суринамского мукоеда -1,99 и 0,61 мл/т. При этом после 5 сут экспозиции жуков с обра­ботанным биинсектицидом зер­ном смертность насекомых прак­тически стабилизируется. Поэтому целесообразно установить единый срок оценки биологической эффек­тивности биинсектицида, равный 7 сут после обработки зерна, когда стабилизируется реакция жуков на инсектицид. При этом следует ориентироваться на единую опти­мальную норму расхода биинсек­тицида 1,5 мл/т. Эта норма обеспе­чит дезинсекцию зерна при наличии в нём комплекса жуков, состоящих из разных по количеству и чувстви­тельности к бинарному инсектициду видов.

За свои ценные свойства в части сохранения зерна от поврежде­ния его насекомыми специалисты ВНИИЗа назвали разработанный биинсектицид «Зерноспас».

Литература
1.  Закладной, Г.А. Биологиче­ская активность озона в отношении вредителей зерна - рисового долго­носика и амбарного долгоносика / Г. А. Закладной, Е.К.М. Саеед, Е.Ф. Когтева // Хранение и пере­работка сельхозсырья. - 2003. -№4. -С. 59-61.
2.  Закладной, Г.А. Биологиче­ские основы применения фосфина для борьбы с насекомыми-вредителями хлебных запасов / Г.А. Закладной, С.А. Желтова // Сб. науч. тр. «Совершенствование методов оценки и качество зерна и зернопродуктов». - М.: ВНИИЗ, 1987.-Вып. 109.-С. 87-93.
3.  Закладной, Г.А. Биологиче­ская оценка пиримифос-метила как средства дезинсекции зерна / Г.А. Закладной, А.Л. Догадин, А.В. Влащенко // Научно-иннова­ционные аспекты хранения и переработки зерна: монография к 85-летию ГНУ ВНИИЗ Россельхоз-академии. - М., 2014. - С. 290-303.
4.  Закладной, Г.А. Новые способы дезинсекции зерна / Г.А. Закладной [и др.] // Обзор, инф. Серия: Эле­ваторная промышленность. - М.: ЦНИИТЭИ Минзага СССР, 1982. -57 с.
5.  Закладной, Г.А. Путеводитель по вредителям хлебных запасов и «Простор» как средство борьбы с ними/Г.А. Закладной [и др.]. - М.: Изд-во МГОУ, 2003. - 107 с.
6.  Закладной, Г.А. Формиро­вание биинсектицида и иссле­дование его как средства дезин­секции зерна / Г.А. Закладной, А. Л. Догадин, А. В. Влащенко // Научно-инновационные аспекты хранения и переработки зерна: монография к 85-летию ГНУ ВНИИЗ Россельхозакадемии. - М., 2014. -С. 303-313.
7.  Попов, С.Я. Основы химиче­ской защиты растений / С.Я. Попов, Л.А. Дорожкина, В.А. Калинин / Под ред. С.Я. Попова. - М.: Арт-Лион, 2003.-208 с.
   

---