Найкращий з гліфосатів: як зробити вибір?

2 ноября 2021 г. опубликовано в журнале: AgroONE №72

СтатьиАгротехнологииНайкращий з гліфосатів: як зробити вибір?
гліфосатів

До 2000 року у світі існувала тільки одна торгова марка гліфосату – Roundup. І тільки одна сіль гліфосату – ізопропіламінна. Тому зробити вибір було легко – насамперед через те, що реального вибору не існувало. Хіба що залишався вибір між «купляти» та «не купляти». А якщо купляти, то лише Roundup, з діючою речовиною ізопропіламінна сіль гліфосату.

Проте ситуація радикально змінилася у 2000 році, коли закінчився термін дії ексклюзивного патенту Monsanto на виробництво гліфосату та гербіцидів з цією діючою речовиною. Монополія Monsanto на гліфосат скінчилася, проте світовий попит на гербіциди суцільної дії значно випереджав пропозицію. Тому на зростаючому ринку вистачило місця всім виробникам гліфосатів: транснаціональним та локальним, великим та маленьким, відомим та невідомим.

Гліфосати з’явилися в каталогах BASF, Bayer CropScience, Dow AgroSciences, DuPont, Nufarm Limited і Syngenta. Китайські компанії Anhui Huaxing Chemical Industry Company, Jiangsu Good Harvest-Weien Agrochemical Company, Nantong Jiangshan Agrochemical & Chemicals Co також «не пасли задніх» та з ентузіазмом розпочали поділ ринку. У 2001 році гліфосат очолив «хіт-парад» діючих речовин гербіцидів за обсягами виробництва та застосування.

На ринку гліфосату відбулися не лише кількісні зміни, тобто різке зростання обсягів виробництва. Відбулися також і зміни якісні: закінчилася майже тридцятирічна монополія препаратів ізопропіламінної солі гліфосату та з’явилися різноманітні препаративні форми з іншими солями. Саме у той час відбувся вдалий дебют калійної та амонійної солей гліфосату, та не дуже вдалий – солей трімезіуму, моноетиламіну та діметиламіну.

У 2010 році у світи вироблялося понад 750 найменувань гербіцидів – «гліфосатів», в Украіні було зареєстровано понад 30 препаратів цієї групи.

Звісно, що за 11 років асортимент збільшився у декілька разів. Можна втомитися лише від вивчення переліку декількох десятків препаратів. А як з цього різноманіття обрати дійсно якісній та ефективний гербіцид?

гліфосатів

На жаль, об’єктивної (незалежної та неупередженої) оцінки цього різноманіття немає. Як немає простого за формою та фундаментального за вмістом порівняння недоліків та переваг певних солей гліфосату та ПАР.

Звісно, що певну інформацію можна отримати у торговців пестицидами. Або у виробників. Але ці особи не є неупередженими та незацікавленими, тому , на жаль, можуть дещо «підсвітити» позитивні риси своєї продукції та приховати деякі недоліки.

У 1970 році американський соціолог Елвін Тоффлер у книзі «Шок майбутнього» прогнозував, що вже в перші десятиріччя 21 сторіччя «люди майбутнього можуть страждати не від відсутності вибору, а від паралізуючого надлишку вибору». Він вважав, що «вибір – одна з умов свободи індивіда – стане настільки складним, важким і дорогим, що може перетворитися на свою протилежність». Ситуація з «надлишковим» асортиментом гліфосатів є наочним підтвердженням передбачення Елвіна Тоффлера. Максимальний асортимент препаратів при мінімумі об’єктивних критеріїв відбору дійсно породжує дошкульне відчуття.

Для того, щоб полегшити муки вибору, необхідно знати відповіді на деякі питання. Перш за все, чим солі гліфосату відрізняються одна від одної?

Сіль гліфосату: навіщо та як

Системна (наукова) назва гліфосату – : N – (фосфонометил) – гліцин, 2 – [(фосфонометил) – аміно] – оцтова кислота. Ця слабка органічна кислота є «далекою ріднею» амінокислоти гліцину. Якщо гліфосат потрапляє в рослину через поверхню листя, він рухається у напрямку кореневої системи та «вимикає» у корінні фермент 5-еноілпірувіл-шікімат-3-фосфат-синтази (EPSPS). Це блокує синтез амінокислот (фенілаланіну, тирозину і триптофану), терпеноїдних хинонів та інших життєво важливих для рослини речовин. Внаслідок цього отруєна гліфосатом рослина гине через 1-2 тижні.

Гліфосат може потрапити у рослину лише у вигляді розчину. Але розчинність гліфосату відносно невелика: при температурі 20-25°С в літрі води можна розчинити щонайбільш 11-12 г гліфосату. Для обробітку гектара необхідно щонайменш 300 грамів гліфосату, для розчинення цієї кількості речовини потрібно використати приблизно 30 літрів води. Але процес розчинення гліфосату у польових умовах є тривалою справою. Звісно, що можна приготувати водний розчин заздалегідь, тобто використати водорозчинний концентрат гліфосату. Але 30 літрів препарату на гектар – це занадто…

Існує ще одна проблема. Слабка кислота в розчині веде себе нестабільно і легко реагує з іонами металів. З іонами двовалентних металів (Ca, Mg) гліфосат утворює стійкі солі, які дуже погано розчиняються у воді.

Для того, щоб істотно підвищити розчинність і стабільність гербіцидного препарату, гліфосат використовують у вигляді солей. Зазвичай використовують одновалентні основи – лужний метал (К, Na), амоній, органічні сполуки класу амінів (ізопропіламін (CH3) 2CHNH2), етаноламін (C2H7NO), диметиламін(CH3)2NH) та тримезіум.

римезіум – це скорочена назва тріметілсульфонія (CH3)3S+, органічного катіона з трьома метильними групами. Найпоширенішою у виробництві є ізопропіламінна сіль гліфосату. Саме ця сполука є діючою речовиною більшості гліфосатів.

Органічні основи, як правило, є дуже токсичними речовинами. Ізопропіламін, наприклад, використовується в бінарних хімічних боєприпасах як компонент нервово-паралітичної ОР зарин. Але і сам по собі ізопропіламін не «подарунок»: вражає нервову систему, пригнічує утворення еритроцитів крові, порушує функцію печінки і нирок. При нагріванні виділяє синильну кислоту.

Диметиламін також застосовувався у виробництві хімічної зброї (нервово-паралітичної ОР табун), використовується для виробництва гептилу (ракетного палива). Як і моноетаноламін, він є високотоксичною хімічною речовиною 2-го класу небезпеки. Ці дві речовини пошкоджують печінку і нервову систему, мають сильну подразнюючу дію на очі, шкіру та органи дихання.

Гліфосат (кислота) для ссавців є відносно безпечним: LD 50 гліфосату (гостра токсичність) – 5600 мг/кг, тобто його токсичність у 2 рази менша, ніж у звичайної кухонної солі (LD 50 – 3000 мг/кг) та дещо більша, ніж токсичність чистого етилового спирту (LD 50 – 7000 мг/кг). Але гліфосат та солі гліфосату – це, як колись висловлювалися у Одесі, «две большие разницы». Токсичність солей гліфосата є вищою за токсичність N-(фосфонометил) гліцину, а токсичність препаратів (через високу токсичність ПАР) – значно вищою, аніж токсичність діючої речовини.

Чому у виробництві гліфосатів протягом 50 років використовують небезпечні для здоров’я компоненти? Тому, що солі гліфосату повинні добре розчинятися у воді та швидко проникати в рослини.

гліфосатів

І, крім того, без проблем змішуватися з ад’ювантами (прилипачами) у препараті та з іншими пестицидами в бакових сумішах. Цим вимогам відповідає сіль ізопропіламіну (IPA): вона добре розчиняється у воді (в літрі води при 25°С – кілограм солі), відмінно поєднується з різними ПАР, швидко проникає і переміщується в рослині (при відносно високій температурі і вологості).

Завдяки високій розчинності солі її концентрація в препараті може сягати 500 г/л, але оптимальною концентрацією є 450-480 г/л. Чому? Тому що у препараті має бути оптимальна концентрація ПАР, а для ПАР повинно бути «вільне місце». Чим вищою є концентрація д.р. у препараті, тим менше залишається об’єму для ПАР. Наприклад, у «класичному» препараті (360 г/л ізопропіламінної солі) ваговий вміст діючої речовини – 41% від ваги, вміст ПАР (етоксілату талловаміну) – 15,5%.

Оптимальна концентрація етоксілату талловаміну в робочому розчині при використанні ізопропіламінної солі гліфосату знаходиться в межах 0,2-0,25%. Відповідно, при внесенні 50 л/га робочого розчину гербіциду він повинен містити 100-120 грам етоксілату талловаміну. Гербіцид з високою концентрацією IPA містить ПАР щонайбільш 10-12% від ваги. Наприклад, у препараті Roundup CT® (450 г/л IPA) вміст ПАР в межах 10%.

Тобто, для ефективного застосування препаратів з високою концентрацією ізопропіламінної солі гліфосату необхідно використовувати обмежену норму робочого розчину. При нормі гербіциду 1 л/га – не більш 50 л/га, при нормі 2 л/га – в межах 100 л/га. При збільшенні норм робочого розчину гербіциду до 100-150 л/га доведеться або збільшувати норму препарату, або додатково додавати ПАР.

Друга причина обмеження вмісту IPA у препаратах – висока в’язкість концентрованих препаратів ізопропіламінної солі гліфосату. Етоксілат талловаміну посилює проблему, особливо при низьких температурах: загуслий препарат доводиться «витрушувати» з каністри, а не виливати. Тому в препаратах з максимальною концентрацією ізопропіламінної солі, наприклад, Roundup® CT Xtra (490 г/л IPA) використовують інший тип поверхнево-активної речовини (ефірамін).

Звичайно, були спроби замінити ізопропіламінну сіль іншою сіллю гліфосату. Але не завжди альтернативний варіант був адекватною заміною. Наприклад, препарати з д.р. сіль трімезіуму мали відмінний гербіцидний ефект, але викликали незначні опіки листя ГМО (Roundup Ready) культур. Це не сподобалося американським фермерам, тому гербіцид Touchdown був знятий з виробництва.

Препарат Roundup® MAX (сіль моноетаноламінна 510 г/л) отримав свої «п’ять хвилин слави» на початку 2010-х років і зник з горизонту в Європі та Америці. Але в Австралії, наприклад, гербіцид зі схожою препаративної формою Wipe Out® Pro ще використовується.

Приблизно така ж доля була у препарата Ripper® 480 Flexi на основі диметиламінної солі – його виробництво припинилося буквально через рік або два після появи на ринку.

Найкращою альтернативою ізопропіламінної солі є калійна сіль гліфосату. Вона добре розчиняється у воді (900 г/л). Максимальна концентрація калійної солі в препаратах вище, ніж ізопропіламінної – 550-660 г/л. У порівнянні з ізопропіламінною сіллю калійна сіль гліфосату швидше проникає та переміщується в рослинах в умовах дефіциту вологи і/або при низькій температурі повітря.

гліфосатів

Недоліком препаратів калійної солі гліфосату є їх несумісність з багатьма ПАР. Але ця проблема має рішення: виробники калійних гліфосатів вдосконалюють склад препаратів і шукають нові ефективні ПАР. Наприклад, використовують суміш двох ПАР: етоксильованого талловалкіламіну та біс (2-гідроксіетил) кокоалкіламіну.

Амонійна сіль гліфосату розчиняється у воді гірше, ніж калійна або ізопропіламінна. Її розчинність не перевищує 300 г/л. Тому використовувати препарати амонійної солі гліфосату в формі водорозчинного концентрату недоцільно. Але ії можна використовувати як «сухий» препарат. Саме тому поширена препаративна форма моноамонійного гліфосату – водорозчинні гранули (700-760 г д.р./кг).

Перші «сухі» амонійні гліфосати (Pacer Sol-Tech) не містили ПАР. Тому в робочий розчин необхідно було додавати ПАР (етоксілат талловаміну). Це забезпечувало ефективність «сухого» гліфосату на рівні з традиційними «рідкими» препаративними формами IPA.

Наступні формуляції «сухого» гліфосату містили етоксілат талловаміну (наприклад, Roundup® Dry, Roundup Ready® Herbicide) або інші види ПАР. Проте, деякі «бюджетні» препарати амонійной солі гліфосату містять ПАР в мінімальній кількості (або взагалі не містять), тому при іх використанні доцільно додати ПАР при приготуванні робочого розчину. До речі, при низьких температурах моноамонійна сіль гліфосату має перевагу в швидкості поглинання/транслокації у порівнянні з ізопропіламінною, тобто у складних умовах вона не поступається калійній солі.

Натрієва сіль гліфосату розчиняється у воді краще, ніж амонійна, але гірше, ніж калійна. Тому препарати з цією діючою речовиною зазвичай «сухі» – водорозчинні гранули. Їх недоліком є велика гігроскопічність. Мабуть через це препарати натрієвої солі гліфосату є «екзотикою». Але деякі виробники вважають їх перспективними. Наприклад, Arysta LifeScience S.A.S розробила препарат Космік Турбо, який містить 700 г/кг натрієвої солі гліфосата.

«Сухі» солі гліфосату мають дві очевидні переваги в порівнянні з рідкими препаративними формами. По-перше, маса та вартість їх тарної упаковки (пакети) набагато менше, аніж вартість тари рідких препаратів (каністри).

Це дозволяє виробникам непогано заощадити на тарі та транспортних витратах. По-друге, «сухий» гліфосат можна зберігати в неопалюваних складах – низькі температури не впливають на якість продукту. Ця перевага є надзвичайно цінною при зберіганні препаратів на території господарства та при транспортуванні партії гербіциду на великі відстані взимку.

На ринку ЗЗР існують препарати, які містять дві солі гліфосату разом. Наприклад, ізопропіламінну та калійну (Weedmaster® DUO, Rattler, SL), ізопропіламінну та моноамонійну (Weedmaster® ARGO), моноамонійну та калійну (Weedmaster® DST).

До чого вигадувати такі складнощі? Розробники стверджують, що комбінація двох солей гліфосату проявляє синергізм, тобто ефективність дії суміші вища за арифметичну суму ефективності кожного з компонентів, внесених послідовно (окремо). А також наполягають на універсальності двокомпонентних препаратів, тобто їх гарантовано високу ефективність в спеку і холод, під час посухи та при оптимальній вологості. Але обидва аргументи викликають певні  сумніви.

Ймовірно, це типово «маркетингова» спроба продемонструвати оригінальність та виділитися на тлі однотипних формуляцій гліфосату. Або спосіб дещо знизити витрати на виробництво: витрати на синтез амонійної солі гліфосату, наприклад, є значно меншими за витрати на синтез ізопропіламінної або калійної солей. Тому 20-30% більш дешевої солі гліфосату у суміші заощаджують декілька центів на літрі. Але при величезних об’ємах виробництва ефект вимірюється у тисячах доларів чи євро.

Критерії оцінки: як порівнювати, що порівнювати

Солі гліфосату мають різну молекулярну масу: маса лужного залишку (ізопропіламіну, калію, амонію) істотно відрізняється. Наприклад, гліфосат (кислота) має молекулярну масу 169,1; ізопропіламінна сіль – 228,2; калійна сіль – 207,19; натрієва сіль – 203,57; моноамонійна сіль – 186,10.

Тому некоректно порівнювати препарати за концентрацією діючої речовини: в 100 грамах ізопропіламінної солі гліфосату, наприклад, та в 100 грамах моноамонійноі солі міститься різна кількість «активного» гліфосату. Логічно порівнювати їх по кислотному еквіваленту, тобто за змістом гліфосату – «кислоти».

Препарат ізопропіламінної солі (480 г д.р./л) містить 360 г/л гліфосату в кислотному еквіваленті.

Препарат калійної солі гліфосату з концентрацією д.р. 551 г/л у кислотному еквіваленті містить 450 г/л гліфосату, а препарат з концентрацією солі 663 г/л містить 540 г/л кислоти.

Препарат амонійної солі з концентрацією 757 г/кг містить 687 г/кг гліфосату в кислотному еквіваленті.

Якщо використовувати елементарні навички арифметики, можна вирахувати, що альтернативою внесенню 2 л/га «класичного» препарату ізопропіламінної солі гліфосату (48 г/л, в кислотному еквіваленті – 360 г/л) є внесення 1 кг «сухого» амонійного гліфосату (757 г д.р./кг) або 1,33 л препарату калійної солі гліфосату (663 г д.р./л).

Це дозволяє порівняти витрати препарату на обробіток 1 га та його вартість: якщо відома ціна і розрахована відповідна норма, можна знайти найвигідніший (економний) варіант з пропозицій різноманітних препаратів.

Але, до жалі, не все так просто. Ефективність препаратів залежить від допоміжних речовин. Перш за все – від виду (типу) та концентрації поверхнево-активних речовин. Утримання крапель робочого розчину на поверхні листя та швидкість проникнення гліфосату в рослину більше залежать від ефективності ПАР, ніж від типу солі гліфосату. Але саме ця інформація закрита від кінцевого споживача. Виробники захищають «формулу» своїх препаратів і не повідомляють інформацію про повний хімічний склад гербіцидів, вважаючи її комерційною таємницею.

Це ускладнює вібір. Для об’єктивного порівняння препаратів відсутня важлива частина інформації. Крім того, це ускладнює життя при застосуванні гербіцидів. Доводиться здогадуватися, яка саме ПАР (а також стабілізатор, піногасник і т.д.) і в якій кількості присутня в конкретному препараті. Та чи є  у гербіциді ПАР взагалі? «Комерційна таємниця» сприяє занадто «економним» та не дуже порядним виробникам пестицидів – споживачу доводиться, як то кажуть, «вірити на слово» та сподіватися, що виробник не занадто заощадив на ПАР.

гліфосатів

До речі, в деяких препаратах гліфосату можуть виявитися додаткові діючі речовини з гербіцидним ефектом.

Наприклад, препарат Roundup Concentrate Max Control 365 Vegetation Killer містить не тільки гліфосат (18%): у його складі є 1,6% імазапіка та 0,73% диквату. Якщо говорити про конкретний препарат, то претензій до виробників немає – вони вказали склад та концентрацію д.р. Але колись доводилося мати справу з препаратами гліфосату, які містили домішку 2-5% диквату для забезпечення швидкого візуального ефекту гербіциду. Листя бур’янів «горіло» через декілька годин після обробітку, аграрії раділи, торговці «хімією» раділи ще більше. При цьому інформація про додаткові компоненти була відсутня!

Як захистити себе від ймовірних наслідків «комерційної таємниці»? Якщо є сумніви в тому, що гербіцид є повністю «укомплектований» поверхнево-активними речовинами, є сенс додати в робочий розчин 0,25% неіоногенного ПАР.

Що таке неіоногенні ПАР? Це «прилипачі», які не дисоціюють у водному розчині на іони. Наприклад, етоксілати ізодецилового спирту або етоксілати жирних амінів. Для поліпшення контролю злакових бур’янів доцільно додати в розчин ПАР етоксілат октілфенола навіть при наявності інших ПАР у складі гербіциду.

Якщо вода «жорстка», тобто містить багато солей Са і Mg, для зв’язування так званих «солей жорсткості» в робочий розчин доцільно додати від 2 до 3% сульфату амонію. Така добавка не буде зайвою навіть при використанні якісних гербіцидів з «повним комплектом» ПАР у складі препарату.

Якщо гліфосати застосовують у «правильній» нормі, з правильною нормою витрати робочого розчину та в оптимальних умовах (погода, фаза розвитку бур’янів), відмінність між різними препаратами за ефективністю контролю бур’янів не перевищує статистичної похибки. Наприклад, у 2001 році університет штату Айова провів серію дослідів, в якій порівнювалася ефективність продукції транснаціональних компаній (Roundup UltraMax, Touchdown IQ та ін.) з «генериками».

При використанні однакових норм (в перерахунку на кислотний еквівалент) 91% препаратів продемонстрували практично однакову ефективність. Незначні відмінності були виявлені при порівнянні препаратів з різними солями гліфосату: відрізнялася швидкість дії і контроль окремих видів бур’янів. Але, як з’ясувалося, істотних відмінностей між ефективністю «оригінальних» і «генеричних» препаратів не було. Подібні досліди проводилися також іншими науковими установами та загальний висновок був такий самий: якщо у сладі препарату є достатня кількість д.р. та ПАР, його бренд, як то кажуть, не має значення.

Звісно, слід враховувати особливості препаративної форми: препарати ізопропіламінної солі відмінно діють при температурі повітря понад 15°С і достатній вологості, але у «екстремальних» умовах (спека, холод, посуха) краще використовувати препарати калійної або амонійної солі гліфосату.

А чому деякі гліфосати, як то кажуть, «не працюють»? Причин дві – або «непрацюючий» препарат є недолугою підробкою, або його внесли з порушеннями норми (препарату та робочого розчину), у несприятливих умовах. Слід зауважити, що існують резистентні (стійкі) до гліфосату види бур’янів, а також те, що деякі начебто чутливі бур’яни після певної фази розвитку потребують збільшення норми препарату у 2-3 рази.

Проте, щоб уникнути раптових розчарувань, варто дотримуватися трьох правил:

  1. Застосовувати перевірені препарати від перевірених постачальників.
  2. Перед придбанням великої партії певного препарату провести маленький дослід – ділянка площею біля «сотки», ручний обприскувач та тиждень часу є допустимими витратами часу та зусиль для того, щоб бути впевненим у якості придбаного гербіциду.
  3. При найменшому сумніві та при застосуванні гербіциду у складних умовах (холод, спека, посуха) не варто заощаджувати на додатковій нормі прилипача. У порівнянні з загальними витратами це мізерні гроші: як то кажуть, «збережені нерви коштують дорожче».

Олександр Гончаров


ЧИТАЙТЕ В НОМЕРЕ: