1. История открытия и развития ингибиторов HPPD
История HRAC 27 началась необычно. В 1980-х исследователи обратили внимание на природные фитотоксины растения Callistemon citrinus (семейство миртовые). Эти вещества вызывали характерное полное обесцвечивание листьев — эффект, который не был похож ни на ожог, ни на некроз. Ученые предположили, что речь идет о блокировке какого-то ключевого звена биосинтеза пигментов.
Позже было доказано: эти природные молекулы угнетают фермент 4-гидроксифенилпируватдиоксигеназу (HPPD) — важный элемент пути, ведущего к синтезу пластохинона и, опосредованно, каротиноидов. Без каротиноидов хлорофилл становится «беззащитным» перед солнечным светом и быстро разрушается.
На основе этого открытия компании Syngenta, BASF и Bayer разработали первое поколение синтетических соединений — трикетоны (сулькотрион, мезотрион), затем — изоксазолы (изоксфлютол) и пиразолы (топрамезон). В 2001 году Syngenta вывела на рынок мезотрион — активное вещество гербицида «Каллисто», ставшее одним из символов современной селективной защиты кукурузы.
С конца 1990-х начался стремительный рост применения HPPD-ингибиторов: — сначала в рисе и садовых культурах; — затем — в кукурузе, где они стали базовым элементом защиты; — позже — в проектах по селективному контролю сорняков в пшенице и сорго. Сегодня HRAC 27 — одна из ключевых групп гербицидов в мировом земледелии.
О важной путанице: в старых классификациях HPPD-ингибиторы иногда относили к группе «F2». В 2020 году HRAC перешёл на единую цифровую нумерацию: HRAC 27 = ингибиторы HPPD. PDS-ингибиторы (норфлуразон, флуридон) относятся к HRAC 12 и не имеют отношения к нашей статье.
2. Механизм действия: как работают ингибиторы HPPD
Чтобы почувствовать настоящую «кухню» работы гербицидов HRAC 27, нужно заглянуть внутрь клетки сорняка. Представьте себе, что фотосинтез — это огромная солнечная электростанция. Хлорофилл в растении — это панель, которая ловит солнечную энергию. Но его работа была бы невозможна без защитного «теплового щита» — каротиноидов. Они перехватывают избыток энергии, гасят опасные свободные радикалы и не дают свету разрушить хлорофилл.
В норме растение производит каротиноиды через особый биохимический путь — цепочку превращений аминокислоты тирозина. Один из ключевых ферментов этого пути — гидроксифенилпируват-диоксигеназа (HPPD). Он превращает тирозин в гомогентизат, из которого затем синтезируются токоферолы (витамин Е) и каротиноиды. Можно сказать, что HPPD — это «пусковой механизм» фабрики защитных пигментов.
Когда в клетку попадает гербицид из группы HRAC 27, он словно нажимает на стоп-кран: фермент HPPD блокируется, цепочка превращений прерывается, и производство каротиноидов мгновенно останавливается. При этом хлорофилл продолжает работать и впитывать солнечную энергию, но — уже без защитного слоя. Это и запускает эффект, который агрономы называют «отбеливанием».
На клеточном уровне начинается настоящая катастрофа:
— хлорофилл переходит в «возбуждённое» состояние и начинает передавать энергию молекулам кислорода,
превращая их в синглетный кислород (¹O₂) — одну из самых агрессивных форм активного кислорода;
— синглетный кислород атакует мембраны хлоропластов, вызывает окисление липидов и белков;
— хлоропласты разрушатся первыми, затем повреждение переходит на плазмалемму и цитоплазму;
— рост ткани останавливается, начинается хлороз, затем некроз.
Примечательно, что первые видимые симптомы проявляются на молодых листьях. Старые листья обычно содержат достаточный запас каротиноидов, чтобы немного продержаться. Поэтому отбеливание часто начинается с точки роста — эта особенность помогает агрономам отличать HRAC 27 от повреждений другими гербицидами.
Ещё один важный аспект: ингибиторы HPPD останавливают и синтез токоферолов — природных антиоксидантов. Без них клетка полностью теряет способность нейтрализовать свободные радикалы. Процесс окисления развивается лавинообразно, буквально «сжигая» сорняк изнутри.
На полный распад хлорофилла и гибель сорняка уходит от 3 до 10 дней, что зависит от солнечной активности, фазы развития и скорости метаболизма растения. В пасмурную погоду беление идёт медленнее, но повреждение необратимо: без каротиноидов фотосинтез уже не восстановится.
Интересный факт: HPPD присутствует не только у растений, но и у животных — однако выполняет совершенно другую роль и локализован в печени. Его структура отличается настолько, что гербициды HRAC 27 практически не взаимодействуют с животными формами фермента, что обеспечивает высокий уровень селективности и экологической безопасности при соблюдении норм применения.
3. Особенности группы и действующие вещества внутри HRAC 27
3.1. Химические классы ингибиторов HPPD
Группа HRAC 27 кажется однородной только на первый взгляд: все вещества блокируют один и тот же фермент HPPD, вызывая «отбеливание» сорняков. Но внутри этой группы скрывается несколько химических семейств, которые отличаются по скорости действия, почвенной активности, селективности и необходимости в антидотах. Для агронома это не просто химия — от выбора подгруппы зависят стратегия защиты посевов и риск фитотоксичности.
1. Трикетоны (Triketones) — самая известная и исследованная подгруппа HPPD-ингибиторов.
Свое название трикетоны получили из-за характерного фрагмента с тремя кетогруппами в молекуле. Это «классика жанра» для кукурузы: именно трикетоны первыми вышли на рынок и задали стандарт «гербицидов отбеливания».
Ключевые действующие вещества трикетонов:
- мезотрион — пионер группы, системный гербицид с комбинированным действием (почвенное + по вегетации);
- темботрион — более современный трикетон, часто применяется в смесях с ALS-ингибиторами и антидотом;
- сулькотрион — один из ранних представителей, структурно близкий к природным фитотоксинам;
- бициклопирон — новое поколение трикетонов, усиленный почвенный эффект и более гибкий спектр.
Сильные стороны трикетонов: высокая селективность в кукурузе, широкая активность на двудольных сорняках, возможность работать как довсходово, так и послевсходово, хорошая совместимость с ALS-ингибиторами (HRAC 2).
Слабые стороны: риск отбеливания культурной кукурузы при передозировке или стрессах, возможные ограничения по последействию для чувствительных культур в севообороте (свёкла, рапс, овощи), чувствительность к качеству воды и настройке опрыскивателя (см. pH и жёсткость воды, форсунки).
2. Пиразолы (Pyrazoles) — «быстрые и острые» представители HPPD-ингибиторов.
Пиразолы построены вокруг пятичленного кольца с двумя атомами азота. Они часто дают более быстрое визуальное действие и ярко выраженный отбеливающий эффект, что нравится фермеру: «видно, что работает».
Ключевые действующие вещества пиразольного ряда:
- топрамезон — один из наиболее известных представителей, мощный послевсходовый гербицид для кукурузы;
- пирасульфотол — применяется в системах защиты зерновых культур (в мире), часто в комбинации с другими ДВ;
- бензофенап — используется в рисе, ориентирован на специфический спектр рисовых сорняков;
- фенквинтрион, толпиралат — представители нового поколения, ориентированные на азиатские рынки и рисовые системы.
Сильные стороны пиразолов: быстрое проявление симптомов (2–3 дня до видимого отбеливания), высокая системность и хорошая работа по активно растущим сорнякам. Они часто становятся «ударным ядром» послевсходовых программ.
Слабые стороны: более узкое «окно безопасности» для культуры, часто обязательное использование антидотов для кукурузы, потенциальная чувствительность отдельных гибридов, особенно сахарной кукурузы. Такие препараты требуют строго соблюдать регламент и не «играть» дозой.
3. Изоксазолы и родственные структуры (Isoxazoles и др.) — более «нишевые», но важные представители группы.
Изоксазолы содержат пятичленное кольцо с атомами азота и кислорода. В эту подгруппу входят вещества, которые часто делают ставку на почвенную активность и длительное остаточное действие.
Характерные действующие вещества:
- изоксфлютол (изоксафлутол) — мощный почвенный и частично листовой гербицид, активно применяемый в кукурузе и рисе;
- мезоксалам (в ряде источников — мезоксазон/мезоксалам) — представитель изоксазольного ряда, используемый в специальных системах защиты;
- ряд новых молекул, находящихся в разработке, с упором на стабильность в почве и расширение спектра культур.
Сильные стороны изоксазолов: выраженное почвенное действие, контроль «волны всходов» сорняков, возможность встроить препарат в системы длительной защиты (например, рисовые чековые системы).
Слабые стороны: повышенное внимание к риску последействия, особенно на лёгких почвах и при засухе, необходимость строгого соблюдения интервалов по севообороту и рекомендаций производителя.
Важно понимать: в старой буквенной системе HRAC подгруппа F2 захватывала и ингибиторы PDS (фитоиноид-десатураза), такие как норфлуразон. В современной числовой системе HRAC 27 официально закреплена именно за ингибиторами HPPD, тогда как PDS-ингибиторы отнесены к другой группе. Поэтому при планировании антирезистентных схем всегда стоит смотреть на актуальный HRAC-код на этикетке, а не на устаревшие обозначения.
3.2. Сильные стороны группы HRAC 27 в целом
- широкий спектр контроля двудольных сорняков и части злаков;
- возможность совмещать почвенное и послевсходовое действие (в зависимости от ДВ);
- высокая селективность в кукурузе, рисе и ряде других культур при использовании антидотов;
- отличная совместимость с гербицидами других групп (ALS, синтетические ауксины, VLCFA, PPO) — база для антирезистентных схем;
- наглядные симптомы действия («отбеливание»), по которым агроному легко оценить эффективность обработки.
3.3. Слабые стороны и ограничения
- риск временного отбеливания или стресса у культуры при передозировке, смешении с «жёсткими» баковыми партнёрами или обработке по ослабленным посевам;
- чувствительность к качеству воды (pH, жёсткость) и размеру капли — для стабильной работы важны правильные ПАВы (поверхностно-активные вещества) и подобранные форсунки;
- ограничения по севообороту и возможное последействие на чувствительные культуры при нарушении регламента;
- риски формирования устойчивости у проблемных видов (например, щирица), если HPPD-ингибиторы применять одиночно и из года в год без ротации механизмов действия.
Поэтому HPPD-ингибиторы — это не «волшебная пилюля», а мощный инструмент, который раскрывает свой потенциал только в правильно выстроенной системе: с учётом HRAC-групп, севооборота, технологии обработки и качества воды. В следующих разделах мы разберём, как это реализуется на практике.
4. Применение и спектр действия
В реальной практике HPPD-ингибиторы — это прежде всего «кукурузные» гербициды, вокруг которых строится вся схема контроля двудольных и части злаковых сорняков. Часть препаратов работает только по вегетации, часть имеет сильное почвенное действие, а многие современные продукты совмещают оба эффекта и идут в комплексных смесях с ALS-ингибиторами, синтетическими ауксинами и почвенными гербицидами.
4.1. Наиболее важные культуры применения
- Кукуруза (зерно, силос, зелёная масса) — ключевая культура для большинства препаратов на основе мезотриона, темботриона, топрамезона. В Госкаталоге зарегистрированы десятки позиций: от соло-мезотриона (Каллисто, СК, Эгида, СК, Меис, КС) до сложных смесей (Элюмис, МД, Аврора, МД, Корнкордия, МД, Фултайм, МД, Капрено, КС, Лаудис, ВДГ, Стеллар Плюс, ВРК).
- Лён масличный и лён-долгунец — почвенное применение мезотриона до всходов культуры (например, Эгида, СК), что позволяет контролировать раннюю волну двудольных сорняков без риска фитотоксичности по вегетации.
- Рис, сорго, зерновые — в мире используются изоксфлютол, бензофенап, пирасульфотол, фенквинтрион и др. В РФ эти решения только точечно выходят или рассматриваются, но тренд понятен: HPPD-ингибиторы постепенно выходят за пределы кукурузы.
Практический вывод: сегодня для российского агронома HPPD = прежде всего кукуруза и, локально, лён, но глобально это уже мультикультурная группа.
4.2. Спектр действия и «типичный» сорняк для HRAC 27
В регламентах вы постоянно увидите формулировку: «однолетние и некоторые многолетние двудольные, в т.ч. устойчивые к 2,4-Д, и некоторые однолетние злаковые сорные растения». За ней стоит вполне конкретный набор проблемных видов.
- Мощно контролируются: щирица, марь белая, амброзия, виды осота и бодяка в фазе розетки, виды паслёновых, галинсога, дурнишник, подмаренник цепкий, многие сложноцветные.
- Хороший эффект по двудольным многолетникам при ранней обработке (10–20 см высота, до отрастания новых побегов).
- Злаковые сорняки уверенно берутся в почвенных и смесевых препаратах (мезотрион + амикарбазон, мезотрион + никосульфурон, мезотрион + S-метолахлор + тербутилазин и др.).
- Устойчивые к 2,4-Д популяции (амброзия, ромашка и др.) — сильная сторона смесей мезотриона/топрамезона с дикамбой, аминопиралидом, пиклорамom.
Важно: HPPD-ингибиторы плохо работают по переросшим сорнякам с мощной корневой системой и спящими почками. Чем моложе сорняк (2–4 листа), тем чище будет поле.
4.3. Типовые схемы и взаимодействие с другими группами
На практике агроном почти никогда не работает «голым» HPPD. Почти все современные продукты — это либо готовые смеси, либо баковые комбинации с гербицидами других групп HRAC.
- Мезотрион соло (Каллисто, Эгида, Интермеццо, Логано, Меис, Мезокорн, Десперадо и др.) — послевсходовое окно обычно от 2–3 до 5–7 листьев кукурузы; сорняки в фазе 2–4 листьев. Используется как базовый «отбеливающий» компонент против двудольных.
- Мезотрион + ALS-ингибитор (никосульфурон, амикарбазон и др.) — Визион, ВДГ, Гавань Плюс, МД, Элюмис, МД, Легенда, МД, Фултайм, МД, Суперкорн, МД, Аризон, МД, Модерн Премиум, МД и др. Такие продукты хорошо закрывают и двудольные, и злаковые, в том числе просовидные сорняки.
- Мезотрион + синтетические ауксины (дикaмба, аминопиралид, пиклорам) — Бисау, МД, Корнкордия, МД, Фултайм, МД. Это «тяжёлая артиллерия» по многолетним двудольным, в т.ч. устойчивым к 2,4-Д.
- Мезотрион + почвенные партнёры — Люмакс, СЭ (S-метолахлор + тербутилазин + мезотрион) сочетает мощное почвенное действие по злакам и двудольным с отработанной селективностью в кукурузе.
- Топрамезон + дикамба — Стеллар Плюс, ВРК: сильная система для полей с проблемными двудольными, в т.ч. устойчивыми к 2,4-Д.
- Темботрион + ALS + антидот — Лаудис, ВДГ (темботрион + изоксадифен-этил), Капрено, КС (темботрион + тиенкарбазон-метил + изоксадифен-этил). Это высокоэффективные варианты с расширенным окном применения (до 8 листьев кукурузы) при обязательном использовании масляного адъюванта.
С точки зрения HRAC, такие комбинации одновременно задействуют HPPD, ALS, синтетические ауксины и VLCFA (HRAC 2, HRAC 4, HRAC 15), что делает их сильным инструментом антирезистентной стратегии.
4.4. Практические рекомендации по применению
Если отойти от формальных регламентов и посмотреть глазами агронома, то для HPPD-ингибиторов важны четыре опорные точки: фаза сорняков, фаза кукурузы, погодные условия и качество обработки.
- Фаза культуры: большинству препаратов «комфортно» в интервале от 3 до 6 листьев кукурузы, часть (Капрено, Лаудис) допускает обработку до 8 листьев. Ранний заход (2–3 листа) мягче для культуры и эффективнее по сорнякам.
- Фаза сорняков: оптимум — 2–4 листа у однолетних, 10–20 см высота у многолетних двудольных и злаков. Переросшие растения отбеливаются хуже и медленнее.
- Погодные условия: лучший диапазон температуры 12–25 °С, без сильных ночных заморозков и жары >28–30 °С. Культура не должна находиться в тяжёлом стрессe (засуха, заморозок, подтопление).
- Качество воды и ПАВы: pH рабочей жидкости предпочтительно 5,0–6,5; при жёсткой воде обязательно использование ПАВ и кондиционеров (см. качество воды, ПАВы).
- Расход рабочей жидкости: как правило, 200–300 л/га (иногда 100–150 л/га для концентрированных МД-форм). Для плотных засорённых посевов и при высокой листовой массе сорняков лучше держаться верхнего диапазона.
- Форсунки и размер капли: HPPD-ингибиторы как системные препараты любят равномерное покрытие, но без «тумана». Средне- и крупнокапельные факелы с хорошей перекрёстной укрываемостью — оптимальный вариант (подробнее см. форсунки).
Для льна мезотрион применяют только почвенно до всходов культуры: это снижает риск фитотоксичности и даёт чистое поле под медленный старт льна.
4.5. Ограничения по севообороту и «подводные камни»
Так как HPPD-ингибиторы часто обладают почвенным действием и заметной стойкостью, у многих продуктов есть жёсткие ограничения по последующим культурам.
- Для ряда смесей (например, Стеллар Плюс, дикaмба + топрамезон) прямо указано: «в течение 18 месяцев после применения нельзя высевать сахарную свёклу, сою и горох». Это критический момент при планировании полей с насыщением бобовыми или свёклой.
- Для многих мезотрион-содержащих МД-препаратов (Элюмис, Легенда, Гавань Плюс, Суперкорн и др.) типичная формулировка: «при необходимости пересева в год применения можно высевать только кукурузу». То есть «играть» с подсевом рапса, подсолнечника, бобовых в тот же сезон нельзя.
- Для темботрион-содержащих препаратов (Капрено) обычно указывается: осенью того же года — только озимая пшеница; чувствительные культуры (свёкла, рапс, подсолнечник, гречиха, бобовые, овощи) — только после глубокой вспашки и выдержки сезона.
- Почвенные смеси с мезотрионом (например, Люмакс) могут сохранять активность в верхнем слое почвы, особенно на лёгких почвах и при недостатке влаги. Поэтому для рискованных культур (свёкла, рапс, овощи) важно строго придерживаться интервалов из регламента.
Универсальное правило: каждый конкретный препарат HRAC 27 нужно проверять по регламенту в государственном каталоге гербицидов и в карточке препарата на сайте (раздел «Гербициды в продаже»). Один и тот же мезотрион в разных препаративных формах и смесях может иметь совершенно разные ограничения по севообороту.
5. Ингибиторы HPPD в антирезистентных схемах
HPPD-ингибиторы — одна из немногих групп, способных эффективно разрывать циклы резистентности, возникшие после длительного применения ALS- (HRAC 2), ACCase- (HRAC 1), PPO-ингибиторов (HRAC 14) и феноксиуксусных кислот.
В мире уже зафиксированы случаи устойчивости щирицы к HRAC 27 — главным образом за счёт ускоренного метаболизма (ферменты P450). Чтобы избежать потери эффективности, рекомендуется:
- регулярно чередовать HRAC 27 с другими механизмами действия;
- использовать баковые смеси с ALS и синтетическими ауксинами;
- совмещать химические и агротехнические меры (севооборот, ранняя обработка, густота стояния культуры);
- проводить мониторинг сорняков в каждом хозяйстве.
Современные комбинации (например, Аврора, Корнкордия, Элюмис) объединяют сразу несколько механизмов действия, снижая риск резистентности.
Выводы по статье
Краткий итог:
Ингибиторы HPPD (HRAC 27) — одна из самых современных и технологичных групп гербицидов. Они обеспечивают селективность, широкий спектр действия и высокую эффективность в борьбе с двудольными сорняками, включая популяции, устойчивые к ALS и 2,4-Д.
Понимание механизма действия, различий между химическими классами, правильного подбора баковых партнёров и соблюдение ограничений по севообороту — ключ к получению стабильного результата и предотвращению резистентности.
Группа продолжает развиваться: появление новых пиразолов и модифицированных трикетонов обещает расширение селективности и более гибкие схемы защиты в будущем.
