Лекция 3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕСТИЦИДОВ

Содержание лекции 1. Характеристика современных препаративных форм пестицидов. 2. Рабочие формы пестицидов. 3. Роль и значение вспомогательных веществ. 4. Краткая характеристика способов применения пестицидов и агрохимикатов (опрыскивание, опыливание, фумигация, отравленные приманки, пестицидная обработка посадочного материала).

1. Характеристика современных препаративных форм пестицидов Препаративная форма – это физическое состояние пестицида. Состав препаративных форм подбирается на основе научных разработок и регламентируется государственными стандартами РФ или временными техническими условиями (ГОСТ или ТУ).

Препаративные формы пестицидов Индекс Название ББрикет ВГ, ВРГВодорастворимые гранулы ВГРВодногликолевый раствор ВДГВододиспергируемые гранулы ВКВодорастворимый концентрат ВКСВодный концентрат суспензии ВПСВодная паста ВРВодный раствор ВРПВодорастворимый порошок ВСВодная суспензия ВСКВодносуспензионный концентрат ВЭВодная эмульсия ГГранулы ДДусты КРПКристаллический порошок КС, ФЛОКонцентрат суспензии КЭКонцентрат эмульсии

продолжение таблицы МГМикрогранулы МКСМикрокапсулированная суспензия МЭМикроэмульсия ММСМинерально-масляная суспензия ММЭМинерально-масляная эмульсия МСМасляная суспензия МСКМасляно-суспензионный концентрат ППорошок ПСПаста РПРастворимый порошок СКСуспензионный концентрат СПСмачивающийся порошок СТССухая текучая суспензия СХПСухой порошок ТАБТаблетки ТПСТекучая паста ЭМВЭмульсия масляно-водная

ГРАНУЛЫ (Г) - состоят из нейтрального высоко сорбционного наполнителя, пропитанного действующим веществом (жидким техническим продуктом). Размер гранул от 0,25 до 5 мм, содержание действующего вещества до 100 г/кг. Гранулы готовят на основе каолина, различных глин, фосфорных удобрений и связывающих веществ. Вносят в почву для борьбы с почвообитающими вредителями, для борьбы с наземными вредителями путем рассеивания с самолетов. ПОРОШКИ (П) - механическая смесь пестицида (действующего вещества) и размельченного твердого наполнителя, в качестве которого используются фосфорные удобрения. Предназначается для внесения в почву для борьбы с почвообитающими вредителями.

СМАЧИВАЮЩИЕСЯ ПОРОШКИ (СП) – порошковидные пестициды, состоящие из действующего вещества (токсиканта) + наполнители (каолин, мел, тальк, поверхностно-активные вещества) + стабилизаторы (концентрат сульфитно-спиртовой барты, сульфитный щелок). Смачивающиеся порошки при разбавлении с водой образуют достаточно устойчивые суспензии. Достоинством применения суспензий является то, что при их использовании частицы хорошо удерживаются на обрабатываемых поверхностях, не проникают внутрь плода, а эмульсии препаратов легко проникают в плоды и в них может накапливаться значительное количество ядовитых веществ (остатков). Смачивающиеся порошки применяются для опрыскивания и протравливания семян. К смачивающимся порошкам предъявляют следующие требования: быть устойчивыми при хранении; образовывать устойчивую суспензию; обеспечивать хорошую смачиваемость и растекаемость суспензии по поверхности.

СУХАЯ ТЕКУЧАЯ СУСПЕНЗИЯ (СТС) – новая форма смачивающихся порошков, которая представляет собой микрогранулы, распадающиеся в воде с образованием стойкой суспензии. ВОДОРАСТВОРИМЫЙ ПОРОШОК (ВПР), КРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ ПОРОШОК (КРП) – смесь действующего вещества (токсиканта) с вспомогательными веществами (типа смачивателей, которые снимают поверхностное натяжение рабочих составов). Предназначается для опрыскивания.

КОНЦЕНТРАТ ЭМУЛЬСИИ (КЭ) – жидкие или пастообразные пестициды, состоят их действующего вещества + минеральное масло (растворитель) + эмульгатор + вода. В настоящее время являются самой удобной и наиболее распространенной препаративной формой применения пестицидов. Эмульсия - дисперсная система, образуемая капельками одной жидкости, например, масла, распределенными в других не смешивающихся жидкостях, например, воде. Установлено, что эмульсии при равных концентрациях действующего вещества, как правило, более эффективны, чем соответствующие суспензии. Концентраты эмульсий пестицидов выпускаются двух типов: концентраты эмульсий, или концентрированные эмульсии и эмульгирующиеся концентраты. Широко применяются так называемые «обратные эмульсии», в которых дисперсной фазой является пестицид, растворенный в воде, а дисперсионной средой масло. При этом мелкие капельки водного раствора пестицида как бы вмонтированы в крупные капли масла, получаемые разбавлением соответствующих концентратов водой. Воды прибавляют столько, чтобы получилась эмульсия типа «Вода в масле». Эти концентраты используются для малообъемного опрыскивания так как наличие масляной пленки препятствует испарению капель.

МИНЕРАЛЬНО-МАСЛЯНАЯ ЭМУЛЬСИЯ (ММЭ) – жидкие пестициды, состоящие из действующего вещества и масла. Основной способ применения – опрыскивание УМО (ультрамалообъемное). ВОДОРАСТВОРИМЫЙ КОНЦЕНТРАТ (ВК), ВОДНЫЙ РАСТВОР (ВР) – выпускается в виде порошкообразных и жидких препаратов, токсическое вещество которых хорошо растворимо в воде. Водорастворимые концентраты отличаются высоким содержанием веществ. Рабочие формы – водные растворы. Водные растворы пестицидов хорошо проникают в растение и высокотоксичные. СУСПЕНЗИОННЫЙ КОНЦЕНТРАТ (СК), КОНЦЕНТРАТ СУСПЕНЗИИ (КС, ФЛО) – суспензионный концентрат одного или нескольких пестицидов в воде или минеральном масле. Средний размер твердого вещества 3-4 мкм. Способ применения – опрыскивание.

МИКРОКАПСУЛИРОВАННАЯ СУСПЕНЗИЯ (МКС), МИКРОЭМУЛЬСИИ (МЭ) – представляет собой капсулы, в которых действующее вещество заключено в оболочку, легко разрушающуюся под влиянием тех или иных веществ, солнечного света, механических давлениях или нагревании. В качестве пленкообразователей используют низкомолекулярные и высокомолекулярные вещества природного, синтетического происхождения (желатин, агар, полиамид и др.). Требования к пленкообразователям: - хорошая растворимость в воде, в почвенном растворе; - пленкообразователи не должны растворять пестицид. Способ применения препаратов – опрыскивание. ПАСТЫ (ПС) – являются аналогами концентратов эмульсий, но в отличие от них содержат повышенное количество эмульгаторов. Пасты состоят из действующего вещества + наполнитель + поверхностно-активные и вспомогательные вещества (минеральное масло) + вода. Способ применения – опрыскивание.

2. Рабочие составы пестицидов – дисперсные системы Типы рабочих жидкостей: истинные растворы; коллоидные растворы; суспензии; эмульсии.

Рабочая форма пестицидов представляет собой дисперсную систему (истинный раствор, суспензию, эмульсию, аэрозольный дым, туман, газ), состоящую из дисперсионной среды (воздух, жидкость, твердое тело) и дисперсной фазы (твердые, жидкие, газообразные частицы пестицида). В ряде случаев промышленные и рабочие формы пестицидов совпадают. Так, пестициды, выпускаемые в форме гранулированных препаратов, микрокапсулированных препаратов, масляных концентратов для ультромалообъемного опрыскивания используются для обработки без дополнительного приготовления. Из пестицидов других промышленных форм готовят рабочие составы: суспензии, эмульсионные растворы, аэрозольные туманы, дымы.

Рабочая форма пестицидов в виде суспензии представляет собой жидкость, в которой распределены мелкие твердые частицы пестицида. Суспензии готовят путем смешивания с водой смачивающих порошков. Как дисперсионная система суспензия не стойка, при хранении она отстаивается и расслаивается, ее также можно фильтрованием разделить на дисперсную фазу и дисперсную среду. Растворитель - вода. При опрыскивании суспензиями рекомендуется использовать опрыскиватели с механическими мешалками. Рабочей формой эмульсии называют жидкость, в которой равномерно распределены мелкие жидкие частицы пестицида. Эмульсии готовят путем смешивания с водой эмульгирующихся концентратов, концентратов эмульсий, паст. Как дисперсная система эмульсия нестойка. При величине частиц препарата, более 0,1 мкм происходит слияние капель. Результатом этого является расслоение эмульсии, что приводит к отслаиванию жидкостей. В тех случаях, когда удельный вес пестицида меньше 1, последний всплывает на поверхность (например, в минерально-масляных эмульсиях). Преждевременное расслоение эмульсии ведет к ухудшению качества опрыскивания вследствие неравномерного распределения пестицида. Эмульсии хранить не рекомендуется.

Рабочая форма пестицида в виде истинного раствора. Для получения такой рабочей формы используются водорастворимые концентраты и вода. Эта система самая стойкая. Отделить фазу от среды в истинных растворах можно только выпариванием. Для приготовления растворов лучше всего использовать системные пестициды, которые в растворенном виде хорошо проникают в растение. У водорастворимых контактных пестицидов продолжительность защитного действия невелика, так как пестициды смываются дождем или концентрации их растворов в течение времени значительно уменьшаются. В целом рабочая форма пестицидов представляет собой дисперсную систему, а именно, истинный раствор, эмульсии, суспензии, аэрозольный дым, туман, газ, в которой в виде дисперсной фазы находятся твердые, жидкие и газообразные частицы пестицидов.

Характеристика отдельных классов дисперсии Класс дисперсии Размер дисперсных частиц, мкм. Вид дисперсной системы Способ применения 1. Грубые частицы 10Суспезия, эмульсия Опрыскивание 2. Средние частицы 10-01Эмульсия Опрыскивание Туман Аэрозольная обработка 3. Малые частицы 0,1 - 0,001Истинный раствор Опрыскивание Дым Аэрозольная обработка 4. Идеально раздробленные частицы 0,001 Идеально раздроб ­ ленные частицы Опрыскивание Газ Фумигация

Как правило, дисперсная система стремится к расслоению. Чем меньше размер дисперсных частиц, тем выше класс дисперсии и дисперсная система более устойчива. Меньшее дробление препарата, или более высокий класс дисперсии, обеспечивает более высокую токсичность пестицида, улучшает его контакт с обрабатываемыми растениями, повышает способность проникать в малодоступные места, увеличивает частоту встречаемости вредных организмов с пестицидом. Истинные растворы – образуются при смешивании с водой препаративных форм КРП, ВРП, ВР, ВК и характеризуются полным растворением до уровня молекул. Эти растворы устойчивые и прозрачные. Коллоидные растворы – это рабочие жидкости, размер частиц дисперсной фазы которых менее 1 мкм, характеризующиеся высокой устойчивостью (коллоидная сера). Суспензии – это взвеси твердых частиц в воде. Они бывают устойчивыми и неустойчивыми.

Устойчивые суспензии образуют препаративные формы – СП, МКС, ВС, СТС. Мелкие частицы в такой суспензии находятся во взвешенном состоянии и равномерно распределены в воде за счет вспомогательных веществ, обеспечивающих смачиваемость твердых частиц. В неустойчивых суспензиях мелкие фракции, окруженные воздухом, плавают на поверхности, а крупные – под действием силы тяжести оседают на дно. Неустойчивые суспензии образуется при использовании смачивающихся пороков, потерявших срок годности. Такие суспензии использовать для опрыскивания нельзя. Эмульсия – рабочая жидкость, в которой дисперсной фазой большей частью является минеральное масло, которое служит разбавителем пестицида, а дисперсной средой – вода. При смешивании жидких препаративных форм пестицидов с водой могут образовываться нерасслаивающиеся (стабильные) и расслаивающиеся (нестабильные) эмульсии. Нерасслаивающиеся (стабильные) эмульсии образуется при смешивании с водой препаративных форм: КЭ, КС, ФЛО, ВЭ. Нестабильные эмульсии образуются при смешивании с водой препаративной формы ЭМВ, которую используют для ультрамалообъемного опрыскивания (УМО). Рабочие жидкости пестицидов приготовляются непосредственно перед употреблением.

3. Роль и значение вспомогательных веществ Вид вспомогательных веществ Составные части вспомогательных веществ 1. Наполнителикаолин 2. Поверхностно - активные вещества растворители, эмульгаторы, смачиватели и растекатели, стабилизаторы 3. Прилипателивысыхающие глицериды, сульфат калия, гидрат окиси алюминия 4. Масляные добавкисолярное масло Характеристика вспомогательных веществ

Опрыскивание Опрыскивание - основной и наиболее универсальный способ применения пестицидов. Сущность опрыскивания заключается в нанесении раствора пестицида в капельножидком состоянии на обрабатываемую поверхность с помощью опрыскивателей различных типов - ручных, транспортных, авиационных. 4. Краткая характеристика способов применения пестицидов и агрохимикатов

Для опрыскивания используют специальные формы препаратов: Концентраты эмульсий образующих при разбавлении водой различные ти­пы эмульсий. Смачивающиеся порошки, дают стабильные водные суспензии. Заводские концентрированные раство­ры в маслах или других органически растворителях. Вещества, непосредственно раствори­мые в воде.

По сравнению с другими способа­ми обработки - опрыскивание имеет су­щественные преимущества, а именно: -при малом расходе действующего вещества на единицу площади можно обеспечить его равномерное распределение и покрытие на обрабатываемых поверхностях, хоро­шую прилипаемость и удерживаемость. -при опрыскивании значительно меньше снос пестицидов за пределы обра­батываемых участков по сравнению с опыливанием. -при опрыски­вании можно применять комбинирован­ные составы препаратов, что практически невозможно было осуществлять при опыливаниях.

Требования при опрыскивании: Проведение опрыскивания в утренние или вечерние часы во избежание ожогов растений; Размер капель не должен превышать мкм; Скорость ветра не должна превышать 3 м/с.

Наземное опрыскивание Многолитражное на низкостебельных культурах л/га. на кустарниках, лианах, виноградной лозе л/га, иногда до 1500 л/га. на древесных культурах от л/га (молодых деревьях), до л/га (на старых деревьях). Малообъемное для обработки кустарников, лиан и виноградной лозы опрыскивании штанговыми опрыскивателями норма расхода рабочей жидкости составляет л/га, в садовых насаждениях л/га. Ультрамалообъемное на полевых культурах 1-2 л/га, на плодовых культурах 2-5 л/га. крупнокапельное > 300 мкм, среднекапельное мкм, мелкокапельное мкм, аэрозольное - до 50 мкм.

Недостатки опрыскивания: 1. Сложность приготовления рабочих составов. 2. Трудности соблюдения норм расхода рабочего состава и а следовательно и препарата. Для этого опрыскиватели должны настраиваться на специальных площадках на определенную норму расхода. 3. Дополнительные затраты на постройку специальных сооружений для приготовления рабочих составов - растворных узлов. Строятся растворные узла рядом со складом пестицидов и недалеко от аэродрома. Рядом с растворным узлом должны быть бетонированные ямы для слива воды после мойки опрыскивателей. 4. Увеличение количества обслуживающего персонала по сравнению с опы­ливанием. 5. Большой расход воды, особенно при наземных обработках. В связи с применением УМО изменялись представления об эффективных размерах капель пестицида. Оказалось, что инсектицид в мелких каплях значительно токсичнее, чем в крупных. Это объясняется тем, что множество мелких капель, попадающих на насекомых и имеющих такой же объем, как одна крупная капля, соприкасается со значительно большей площадью покрова насекомых, поэтому инсектицид в летальной дозе проникает через кутикулу быстрее.

Опыливание Опыливание это нанесение пестицида в пылевидном состоянии на обрабатываемую поверхность с помощью специальных аппаратов – опыливателей. Осуществлялся ОШУ-50А с шириной захвата 100 м.

Недостатки опыливания: 1. При опыливании расходуется больше пестицида, чем при опрыскивании; 2. Происходит снос препарата (50-90 %) за пределы обрабатываемого участка часто на большие расстояния, что может привести к нежелательным последствиям.

Совершенствование опыливания как способа применения химических средств защиты растений привело применению гранулированных препаратов. Главное достоинство гранулированных препаратов - повышенная продолжительность защитного действия. При внесении гранул на поверхность почвы или в почву применяют обычные туковые сеялки. Преимущество применения гранулированных препаратов заключается в значительном снижении потерь препарата. Гранулированные препараты обеспечивают повышенную продолжи­ тельность защитного действия. При их применении обеспечивается резкое сни­жение загрязнения атмосферного воздуха и опасности уничтожения полезных насе­комых, а также опасности для здоровья человека.

Фумигация Фумигацией называется введение пестицида в паро- или газообразном со­стоянии в среду обитания вредного организма.

В настоящее время это один из самых распространенных приемов борьбы с опасными карантинными вредителями, вредителями запасов при их хранении и перевозке, вредителями и болезнями в защитном грунте, вредителями и болезня­ми семенного и посадочного материала, цитрусовых культур, чая, а также для уничтожения вредных грызунов, нематод и насекомых. Работы с фумигантами проводят фумигационные отряды с соблюдением мер личной и общественной безопасности. Фумигация как прием применения пестицидов при соблюдении правил применения весьма эффективен, так как ядо­витые пары и газы вместе с воздухом хо­ рошо проникают в различные пористые материалы, щели, мельчайшие отверстия, в которых могут обитать вредные орга­низмы. При хорошей герметизации и со­блюдении техники фумигации - необхо­димой экспозиции можно получить 100% эффект обеззараживания. В свою оче­редь, эффективность фумигации и техни­ка ее проведения зависят от свойств фумигантов, которые в обычных условиях могут быть твердыми, жидкими и газооб­разными веществами. Эффективность фумигантов зависит и от условий их приме­нения: герметизации, температуры, сорб­ции фумигируемых предметов.

Свойства фумигантов Летучесть. Определяется небольшим количеством парообразного фумиганта, которое при данной температуре и давлении может содержаться в единицах объема воздуха. (мг/л). Скорость испарения фумиганта. Определяется объем паров, которые испаряются с 1 кв. см в течение одной минуты. Сорбция фумиганта обеззараживае­мым материалом. Различают адсорбцию фумиганта - явления сгущения его на поверхности фумигирующего предмета, абсорбцию - поглощения фумиганта всей и массой обеззараживаемого материала. Диффузия фумигантов - это проникающая способность фумиганта в воздухе. Плотность паров фумиганта определяется по отношению к воздуху. Воспламеняемость - способность фумигантов воспламеняться или взрываться при достижении определенной концентрат паров или газов в воздухе. Действие фумигантов на металлы. ткани и т.п. имеет значение в технике фумигации, в обеспечении безопасности работ. Нейтрализуемость. Нейтрализация фумигантов проводится с применением соответствующих веществ, т.е. путем химической дегазации. Распознаваемость. Для распознавания фумигантов, не определяемых по запаху, раздражающему действию или по другим признакам, к ним добавляют в небольшом количестве так называемые сигнализаторы. Это вещества обычно обладают ясно различимым запахом или лакриционными свойствами (вызывающими слезотечение).

Виды фумигационных работ: 1. Фумигация помещений. 2. Фумигация зерна вне складских помещений. 3. Фумигация в камерах. 4. Палаточная фумигация. 5. Фумигация теплиц. 6. Фумигация почвы. 7. Фумигация нор грызунов.

Аэрозоли Суть этого способа заключается в введении пестицидов в высокодиспергированном твердом или жидком состоянии (в виде дымов или туманов) в среду обитания вредного организма. Диаметры аэрозольных частиц варьируют в пределах от 0,001 до 50 мкм, оптимальное их сочетание в размерах от 20 до 50 мкм.

Аэрозоли широко применяются для борьбы с вредителями неплодоносящих садов, для дезинфекции зернохранилищ и складов, теплиц и других помещений, а также для обработки лесонасаждений и лесных по­лос. В зависимости от цели применения аэрозоли должны иметь следующую опти­мальную дисперсность - средний размер капель при обработке помещений пести­цидами фумигационного действия - не более 5 мкм; при уничтожении летающих насекомых - 20 мкм (диапазон 10-30); для достаточного отложения пестицидов на растительности - не более 40 мкм (диапазон 20-50); при мелкокапельном опрыскивании - не более 100 мкм (диапазон дисперсности ).

Недостатки аэрозолей снос тумана ветром, восходящими токами воздуха, плохое оседание аэрозольных частиц на растительность слабое проникновение их в щели и пористые материалы.

Отравленные приманки Приманочный способ включает использование: пищевых отравленных приманок, в которых яд смешивается с пищевым продуктом, достаточно привлекательным для грызунов; жидких отравленных приманок (растворы или суспензии ядов в воде, молоке и других жидкостях).

Пищевые отравленные приманки Сухие Увлажненные Отравленные приманки должны быть свежими и изготовленными из доброкачественных продуктов. На объектах с однородной кормовой базой наиболее предпочитаемой является пищевая основа, которая восполняет недостаток отдельных компонентов их рациона. При проведении дератизационных работ на одном и том же объекте в течение длительного времени не рекомендуется применять отравленные приманки с одним и тем же ядом.

Наиболее эффективным способом, как показала практика, является помещение отравленной приманки в емкости: специально сконструированные деревянные или готовые пластмассовые (приманочные) ящики. При бесприманочном способе применяются порошки (дусты), ядовитые липкие композиции (пасты) и яды в газообразном состоянии. В отличие от приманочного способа, когда успех во многом определяется тем, насколько сыты грызуны и как привлекает их приманка, бесприманочный способ является более эффективным, т.к. яд поступает в желудок как голодных, так и сытых животных.

Пестицидная обработка посадочного материала Протравители семян (посадочного материала) это химические вещества для защиты растений от заболеваний путем обработки семян (посадочного материала), используемые в борьбе с болезнями, инфекционное начало которых распространяется семенами или находится в почве, и вредителями, обитающими в почве.

Способы протравливания Мокрое протравливание; Полусухое протравливание; Сухое протравливание; Протравливание с увлажнением; Гидрофобизация семян Инкрустация семян.

Главная цель обработки заключается в обеспечении максимально­го покрытия их пестицидом и донесение в почву полной его нормы. Ассортимент пестицидов для обработки семенного и посадочного материала представлен двумя препаративными формами: смачивающиеся порошки (СП) и суспензионные концентраты (СК) или концентраты суспензий (КС). Существенным фактором повышения продуктивности культур является применение регуляторов роста и развития растений. Многие из них рекомендованы для обработки семян.

Обработка семенного и посадочного материала обеспечивает: защиту семенного и посадочного материала от внешней и внутренней инфекции; защиту проростков от почвенной инфекции; защиту всходов от болезней и почвенных вредителей; повышение энергии прорастания и всхожести семян; повышение приживаемости растений; увеличение корнеобразования; повышение естественного иммунитета растений.

Благодарю за внимание!