Results of biological testing of environmentally safe drugs of natural origin on Nauphoeta cinerea
Results of biological testing of environmentally safe drugs of natural origin on Nauphoeta cinerea
Abstract
To combat ectoparasites in farm animals, chemical means are traditionally used, which have toxicity, cumulative properties, and a negative impact on the ecosystem. Therefore, the development of environmentally safe alternatives is relevant.
The aim of the research was to evaluate the biological activity of new natural preparations developed at the Lisavenko Research Institute of Horticulture for Siberia. Their composition includes organic acids, lipids of animal origin, and surfactants that provide an insecticidal effect. The action is based on plasmolysis and damage to the integument of arthropods.
The preparative compositions: No. 10 g + Sog 1 g, Mn 40 g + N 40 g, No. 6 g + Trit. acid, Pumpkin oil ointment (N), Pumpkin oil ointment (M.z. 40), Terpenol and Vita-start showed zero biological activity (–100%) against female cockroaches Nauphoeta cinerea, indicating their environmental safety and potential for use against insects (lice, fleas).
The composition Mn:N (1:1) caused paralysis (+100%) in females within 30 minutes. At increased doses on 3-4 week old larvae, their death was noted. After treatment with the compositions No. 10 g + Sog 1 g and Pumpkin oil ointment (N), the emergence of live larvae was observed. The drug Neostomosan caused active movement of cockroaches towards the edges of the Petri dishes in contact with the external environment, with paralysis beginning after 15 minutes.
The tested preparations are simple to manufacture, have an unlimited shelf life, and the safety measures when handling them are comparable to those for household chemicals.
1. Введение
В различное время для борьбы с эктопаразитами с/х животных — насекомыми и клещами — были предложены множество средств, видоизменявшихся с течением времени или запрещенных в последующем в связи с высокой токсичностью, отсутствием экологической чистоты и развитием устойчивости у паразитов , , . Современные методы защиты сельскохозяйственных животных от накожных паразитов основаны на преимущественном широком использовании химических средств. Однако в последнее время появилось множество данных об отрицательном действии их на сельскохозяйственных и мелких домашних животных, человека и окружающую среду, так как химические препараты обладают высокой токсичностью, кумулятивностью, мутагенным и канцерогенным эффектом , , а также разрушительно действуют на экосистему , .
В данных условиях, особенно актуальными при разработке и испытаниях препаративных мер борьбы с эктопаразитами с/х животных являются биологические тесты на биологическую эффективность и сравнение их с действием имеющихся химических препаративных средств. Такие препараты на основе природных биологически активных веществ разработаны в НИИСС им М.А. Лисавенко для борьбы с вредителями (клещами и насекомыми) садовых растений и прошли широкие испытания на различных садовых культурах открытого и защищённого грунта , . Предоставленные препараты прошли экологическую оценку на общую токсичность.
Целью исследований являлось проведение теста на биологическую активность новых экологически безопасных препаратов натурального происхождения, разработанных в ГНУ НИИСС им. М.А. Лисавенко Россельхозакадемии, для последующего использования против эктопаразитов с/х и домашних животных.
В задачу исследований входило: испытать препараты, разработанные в ГНУ НИИСС им. М.А. Лисавенко, на тестовых животных — Nauphoeta cinerea (Таракан мраморный).
2. Методы и принципы исследования
Объектом исследований явились препараты нового поколения на основе природных биологически активных веществ, разработанные в ГНУ Алтайский научно-исследовательский институт садоводства им. М.А. Лисавенко Сибирского отделения Россельхозакадемии.
Испытывалась биологическая активность 8-ми инсектицидных композиций, разработанных для борьбы с вредителями — насекомыми садовых растений в НИИСС им. М.А. Лисавенко на Nauphoeta cinerea. Исследование проводились в лабораторных условиях на Nauphoeta cinerea — вид тараканов. До 1922 года носил название Blatta cinerea. Космополит, быстро размножается в условиях инсектария, полифаг. Размеры: самка — 30 мм, cамец — 25 мм. Благодаря набору бактерий-симбионтов в пищеварительной системе, переваривают всю поглощённую органическую пищу. Теплолюбив. Биология этого вида в характере питания и образа жизни сходна с биологией Таракана рыжего, использующегося в биотестах — Blattella germanica L.
Препараты содержат органические кислоты, липиды животного происхождения, поверхностно-активные вещества, обеспечивающие инсектицидное действие. В их состав входит инсектицидное мыло, оказывающее плазмолитическое действие, содержащихся в нём кислот (при проникновении в трахеи) и вызывающее ожоги покровов тела членистоногих , . Некоторые из препаративных композиций испытаны нами против блох и вшей на домашних кошках. Для опыта была использована гетерогенная схема эксперимента. В качестве метода определения инсектицидных свойств действующих веществ (субстанций) испытуемых препаратов были использованы: «метод топикального нанесения инсектицидов» и «характеристика тест-членистоногих, используемых в опытах», согласно методике определения эффективности инсектицидов, акарицидов, регуляторов развития и репеллентов, используемых в медицинской дезинсекции N МУ 3.5.2.1759-03 .
Для исследований в лабораторных условиях брали сытых самок Nauphoeta cinerea возрастом 2 месяца, неоплодотворённых и оплодотворённых до выдвижения оотеки, выращенных в условиях инсектария. Для испытаний каждого препарата брали по 20 самок. Путём использования стеклянного микродозатора на среднегрудь самок тараканов наносили каплю препарата размером около 1 мкл. Обработанные самки размещались в чашки Петри с помещённой туда же пищей в виде кусочков картофеля. Контрольная группа самок тараканов смачивалась дистиллированной водой. Чашки Петри с тараканами находилась в помещении при температуре +25oС и относительной влажности 65–75%. Учёт эффективности препаратов проводился однократно через 24 часа после обработки. В качестве препаратов-аналогов были использованы:
1) Дана диазинон — ветеринарный препарат против вшей, блох, власоедов на собаках крупных пород;
2) Барс® Форте — ветеринарный препарат против вшей, блох, власоедов на кошках.
В качестве препарата-эталона брали Неостомозан — ветеринарный препарат против вшей, блох, власоедов на кошках и собаках.
Инсектицидные препараты и композиции представляют собой сложные органические вещества, составленные путём синтеза основного активного ингредиента с солюбилизаторами или ПАВ путём активного перемешивания. Для испытаний были приготовлены препараты в виде мазей. Полные названия и основные составные части препаратов и композиций представлены таблицей 1. В таблице даны рабочие названия препаратов.
Таблица 1 - Полные названия препаратов и композиций с указанием основного ингредиента
№ | Название препарата | Основное действующее вещество |
1 | N 10 г + Sog 1г | ПАВ + солюбилизатор |
2 | Vita-Старт | Липиды + моноалкилфенолы |
3 | M.n. 40 г + N 40 г | Липиды |
4 | N 6 г + Трит. к-та | Органические кислоты |
5 | M.n.: N (1:1) | Липиды |
6 | Терпенол | Органические кислоты |
7 | Тыквеоловая мазь (N) | Липиды + ПАВ |
8 | Тыквеоловая мазь (М.з. 40 г.) | Липиды |
Примечание: источник [13]
Тараканов опытных групп обрабатывали растворами 8-ти инсектицидных композиций (табл. 2) Тараканов контрольной группы обрабатывали дистиллированной водой. Жизнеспособность тараканов определялась по подвижности.
3. Основные результаты
Результаты теста на биологическую активность препаратов и инсектицидных композиций представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Биологическая активность препаратов на самках Nauphoeta cinerea 2 мес. возраста
№ | Название препарата | Физическая форма препарата | Действие препарата через 24 час. | Биологическая активность (–%/ +%) | |
Живые (%) | Мёртвые/ парализованные (%/%) | ||||
1 | N 10 г + Sog 1 г | Мазь | 100% | 0/0 | – 100% |
2 | Mn 40 г + N 40 г | Мазь | 100% | 0/0 | – 100% |
3 | N 6 г + Трит.к-та | Мазь | 100% | 0/0 | – 100% |
4 | Тыквеоловая мазь (N) | Мазь | 100% | 0/0 | – 100% |
5 | Тыквеоловая мазь (М.з. 40) | Мазь | 100% | 0/0 | – 100% |
6 | Mn: N (1:1) | Мазь
| 0 | 0/Парализация 100% | + 100% |
7 | Терпенол | Мазь | 100% | 0/0 | – 100% |
8 | Vita-старт | Мазь | 100% | 0/0 | – 100% |
9 | Барс® Форте (аналог) | Гель | 0 | Мёртвые 100%/0 | + 100% |
10 | Дана диазинон (аналог) | Гель | 0 | Мёртвые 100%/0 | + 100% |
11 | Неостомозан (эталон) | Раствор концентрата | 15% | 0/Парализация 85% | – 15%/ + 85% |
Примечание: источник [13]
Как видно из таблицы 2, препаративные композиции: N 10 г + Sog 1 г, Mn 40 г + N 40 г, N 6 г + Трит.к-та, Тыквеоловая мазь (N), Тыквеоловая мазь (М.з. 40) и препараты Терпенол и Vita-старт показали отрицательную биологическую активность (– 100%) относительно самок Nauphoeta cinerea, что говорит об их экологической чистоте и возможности применения на сельскохозяйственных и домашних животных против эктопаразитов — насекомых, таких как вши, блохи, пухопероеды.
Препаративная композиция Mn: N (1:1) показала положительную биологическую активность (+ 100%) в виде парализации на самок Nauphoeta cinerea. Отмечено, что после обработки препаративной композицией Mn: N (1:1) парализация тараканов наступала уже через 30 мин.
Также проводились наблюдения за действием повышенных доз препаратов (при покрывании препаратом всего тела) на личинок 3–4-недельного возраста. При передозировке всеми препаратами у личинок Nauphoeta cinerea этого возраста отмечалась гибель. После обработки препаративными композициями N 10 г. + Sog 1 г. и тыквеоловая мазь (N) наблюдалось отрождение живых личинок после обработки самок с оотекой на выходе. После обработки самок препаратом Неостомозан отмечено активное передвижение животных к краям чашек Петри, контактирующим с внешней средой. Парализация самок тараканов начиналась через 15 мин.
4. Обсуждение
Известно, что имеющиеся на рынке ветеринарные препараты и препараты аналоги и эталон, использовавшиеся в опыте, имеют ограничения в сроках хранения, мер безопасности, токсичны для пчёл и рыб, несовместимы с пищевыми продуктами, запрещены к использованию по истечении срока хранения, запрещены слизыванию животными с шерсти, ограничена температура их хранения. Испытуемые препараты и препаративные композиции имеют неограниченные сроки хранения, просты в изготовлении и меры безопасности при работе с ними не превышают тех, которые приняты для бытовых химических веществ.
5. Заключение
1. Впервые проведён биологический тест экологически безопасных препаратов, разработанных в НИИСС им М.А. Лисавенко, на самках Nauphoeta cinerea возраста 2 мес.
2. Доказана отрицательная биологическая активность препаратов на тестовых животных.
3. Данные препараты могут способствовать получению экологически чистой продукции животноводства и могут быть использованы для изучения их действия на домашних животных.