Знакомимся с бактерицидом бронополом
Бронопол — многомишенный бактерицид, особенно эффективный против грамотрицательных бактерий. В формате вопросов и ответов рассказываем о его истории, механизме действия, применении в сельском хозяйстве, а также о преимуществах и недостатках при использовании.
В: Как развивался бронопол на протяжении своей истории?
О: Бронопол был впервые синтезирован в 1897 году. Начиная с 1960-х годов британская компания Boots разработала его в качестве консерванта для косметики, обладающего высокой эффективностью против грамотрицательных бактерий. Около 1970-х годов в Великобритании появились патенты на его применение в сельском хозяйстве, и его начали использовать для обработки семян хлопчатника, борьбы с болезнью баканэ риса и с бактериальными болезнями овощей. Впоследствии бронопол стал широко применяться как «внутритарный консервант» в бытовой химии и средствах личной гигиены, бумажном производстве, градирнях, смазочно-охлаждающих жидкостях для металлообработки, лакокрасочных материалах и водных пестицидных препаратах. В последние годы его применение в качестве бактерицида в сельском хозяйстве постепенно расширяется, причем его часто сочетают с бромоталонилом, медьсодержащими препаратами или чжуншэнмицином. В настоящее время бронопол по-прежнему используется преимущественно для промышленной консервации в косметике, промышленной водоподготовке, бумажном производстве, лакокрасочных материалах и при заводнении нефтяных пластов. При производстве водных пестицидных препаратов в них необходимо добавлять бронопол в качестве консерванта, а в Китае уже зарегистрирован пестицид на основе смеси бронопола и бромоталонила для борьбы с бактериальной угловатой пятнистостью дыни.
В: Каков механизм действия бронопола?
О: Молекула бронопола содержит бром, нитрогруппу и две гидроксиметильные группы. Основной мишенью его действия являются тиольные группы (–SH) внутри микробных клеток, например в цистеине, глутатионе, а также тиольные группы ферментных белков. Бронопол относится к многомишенным бактерицидам, и это важная причина того, что у него редко возникает перекрестная резистентность с традиционными препаратами. Механизм его действия включает три составляющие. Во-первых, он окисляет тиольные группы и подавляет ключевые ферменты: тиольные группы (–SH) ферментных белков окисляются до дисульфидных связей (–S–S–), что напрямую инактивирует дегидрогеназы, ферменты дыхательной цепи и транспортные белки, а также блокирует дыхание бактерий и их энергоснабжение. Во-вторых, он разрушает клеточную мембрану: высвобождает активный бром, который связывается с мембранными белками с образованием бромированных продуктов, изменяет проницаемость клеточной мембраны и вызывает вытекание содержимого клетки. В-третьих, в щелочных условиях он медленно высвобождает следовые количества формальдегида, что дает дополнительный консервирующий эффект. В воде, особенно в щелочных условиях, в результате ретроальдольной реакции образуется бромнитроэтанол, который в свою очередь высвобождает формальдегид, бромнитрометан, нитрит, 2-бромэтанол и другие вещества, вызывающие коагуляцию бактериальных белков и гибель бактерий.
В: Как бронопол применяется в сельском хозяйстве?
О: Бронопол высокоэффективен против грамотрицательных бактерий, таких как бактерии родов Pseudomonas, Xanthomonas и Erwinia. Определенное действие он оказывает и на грамположительные бактерии, хотя и более слабое. Помимо борьбы с бактериальными болезнями распространенных сельскохозяйственных культур, бронопол можно использовать для подавления образования биопленок в питательных растворах и для предотвращения размножения бактерий в системах капельного орошения. Производители пестицидов, выпускающие водные растворы или концентраты суспензий, также добавляют его в резервуары для хранения, чтобы не допустить развития бактерий.
В: Каковы преимущества и недостатки бронопола при использовании?
О: Преимущества бронопола: во-первых, низкая норма расхода и быстрое действие; во-вторых, отличная эффективность против бактерий, особенно грамотрицательных; в-третьих, хорошая растворимость в воде, благодаря чему он подходит для водных препаратов, капельного орошения, замачивания семян и опрыскивания; в-четвертых, стабильная активность в диапазоне pH 3–8, что позволяет смешивать его с большинством поверхностно-активных веществ и пестицидов; в-пятых, несколько мишеней действия: он уничтожает бактерии путем окисления тиольных групп, разрушения клеточных мембран и высвобождения формальдегида, поэтому бактериям трудно выработать резистентность за счет одной точечной мутации.
Недостатки бронопола: во-первых, при pH выше 8 он быстро разлагается, поэтому его нельзя смешивать с сильнощелочными препаратами, а при высокой температуре или под действием солнечного света он легко разлагается, теряет эффективность и желтеет; во-вторых, он менее эффективен против грибов; в-третьих, при использовании он выделяет формальдегид, бромированные побочные продукты, нитрит и другие вещества, сильно раздражает глаза, легко может вызывать кожную аллергию и токсичен для водных организмов; в-четвертых, в высоких концентрациях он легко может вызывать ожоги листьев, пожелтение и угнетение роста, поэтому на чувствительных культурах, таких как нут и вишня, его следует применять с осторожностью.