Organofosfori insektitsiidid

Organifosfori insektitsiidid (OPIS) on oma molekulides fosforit sisaldavate keemiliste ainete rühm, mida kasutatakse laialdaselt taimede kaitsmiseks erinevate kahjurite eest. Need insektitsiidid toimivad, pärssides putuka keha olulisi ensüüme, põhjustades kahjurite halvatust ja surma. Neil on olnud märkimisväärne mõju põllumajandusele, pakkudes tõhusat kaitset paljude putukate eest.

Eesmärgid ja tähtsus põllumajanduses ja aianduses

Organofosfori insektitsiidide kasutamise peamine eesmärk on suurendada põllumajanduse tootlikkust, kaitstes taimi kahjurite nagu putukate, lestade ja muude parasiitide eest. Aianduses ja aianduses kasutatakse neid selliste põllukultuuride nagu puuviljade, köögiviljade ja dekoratiivsete taimede kaitsmiseks. Need insektitsiidid vähendavad märkimisväärselt putukate kahjurite kahjustusi, põhjustades paremat kvaliteeti ja suurema saagikuse.

Teema asjakohasus

Uuring ja organofosfori insektitsiidide nõuetekohane kasutamine on asjakohane teema, kuna nende toodete tõhus ja ohutu kasutamine nõuab hoolikat tähelepanu. Vale kasutamine või ülekasutamine võib põhjustada putukate resistentsust, aga ka negatiivselt mõjutada keskkonda ja inimeste tervist. Orgaanifosfori insektitsiidide teadlikkus on oluline riskide minimeerimiseks ja põllumajanduse jätkusuutlikkuse tagamiseks.

Organofosfori insektitsiidide ajalugu (OPIS)

Orgaanifosfori insektitsiidid (OPIS) mängivad kahjuritõrje võtmerolli ning on oluline osa põllumajandusest ja metsandusest. Nende ajalugu sai alguse 20. Sajandi esimesel poolel, kui teadlased hakkasid uurima organofosfori ühendeid, eesmärgiga luua tõhusamaid ja pikaajalisi taimekaitseagente.

1. Varajane uurimistöö ja avastused

Esimene huvipakkuv laine organofosfori ühendite vastu leidis aset 1930. Aastatel, kui teadlased hakkasid uurima fosfori sisaldavaid kemikaale kui potentsiaalset vahendit putukate kahjurite hävitamiseks. Esialgsed katsed organofosfori ühenditega keskendusid organoklooriliste insektitsiidide, näiteks DDT ohutumate alternatiivide väljatöötamisele. Sel ajal näitasid fosforit sisaldavad kemikaalid putukate suhtes suurt toksilisust, muutes need potentsiaalselt tõhusate kaitseagentide suhtes.

2. Esimene kaubanduslikult edukas orgaanifosfori insektitsiidid

1940. Aastatel, II maailmasõja keskel, köitsid organofosfori ühendid sõjaväe tähelepanu keemiliste ainete kui kahjurite, sealhulgas putukate vastu võitlemiseks. Pärast sõda algas sõjalistel arendustel põhinevad ärikaupasid, mille eesmärk oli kasutada põllumajanduses organofosfori insektitsiide. 1947. Aastal ilmus esimene kaubanduslik orgaanilise insektitsiidi - malatioon -, mis sai kiiresti populaarseks tänu selle suurele tõhususele mitmesuguste putukate vastu. Seda kasutati põllumajanduses ja inimeste tervise kaitsmiseks putukate kaudu levivate haiguste eest.

3. Areng ja kasutamine

Alates 1950. Aastate algusest kasutati põllumajanduses laialdaselt organofosfori insektitsiide. Need andsid putukatele suuremat toksilisust kui paljud varem kasutatud organoklooriühendid, näiteks DDT. OPIS sai populaarseks kahjurite vastu võitluses, näiteks putukakahjurid erinevatel põllukultuuridel, sealhulgas puuvilla, tubaka, köögiviljade ja puuviljade vastu. Mõned selle rühma kõige tuntumate ühendite hulka kuuluvad paratioon, diazinon ja kloorpürifosid.

4. Ohutus- ja ökoloogilised küsimused

Kuigi organofosfori insektitsiidid olid efektiivsed, viis nende kasutamine uute ökoloogiliste ja toksikoloogiliste probleemideni. Nendel ühenditel oli suur toksilisus mitte ainult putukate, vaid ka teiste organismide, sealhulgas kasulike putukate, nagu mesilaste ja loomade suhtes. Olulisele insektitsiidide kõrge volatiilsus ja võime koguneda ökosüsteemides, saastades mulla- ja veekogudes, muutusid olulisteks probleemideks. Selle tulemusel tehti paljudele neist ühenditest teatud riikides piiranguid ja keelustamist alates 1970. Aastate lõpust.

5. Kaasaegsed lähenemisviisid ja väljakutsed

Tänapäeval on organofosfori insektitsiidid laialdaselt kasutatud; Nende rakendamine on siiski piiratud keskkonna- ja ohutusprobleemide tõttu. Putukate resistentsusega seotud probleemid, resistentsus organofosfori insektitsiididele ja nende vähenev tõhusus on muutunud tänapäevase taimekaitse peamiseks probleemideks. Resistentsuse arengu vältimiseks arendavad teadlased aktiivselt uusi ühendeid ja meetodeid, ühendades organofosfori insektitsiidid bioloogiliste ja mehaaniliste kahjurite tõrje meetoditega.

Seega on organofosfori insektitsiidide ajalugu revolutsioonilistest avastustest ja edukatest rakendustest nende ökoloogiliste ja toksikoloogiliste probleemide äratundmiseks, mis viis otstarbekaima ja jätkusuutlikuma taimekaitse meetodite otsimiseni.

Klassifikatsioon

Organifosfori insektitsiidid jagunevad keemilise struktuuri, toimemehhanismi ja putukate mõju põhjal mitmeks rühmaks. Nende hulka kuulub:

1. Organifosfaadid - kõige levinum organofosfori insektitsiidide rühm, sealhulgas sellised ained nagu malatioon, paratioon ja diazinon. Nad töötavad atsetüülkoliinstesteraasi aktiivsuse pärssimisega, häirides närviimpulsside ülekandumist putukates.
2. Fosfo-orgaanilised estrid-kemikaalid, kus fosfor on seotud süsinikuga esterühenduse kaudu, näiteks triexpen ja püraklofeen.
3. Uued organofosforiühendite klassid - sünteetilised ühendid, näiteks isopropüülamiini soolad ja piperasiinid, koos spetsiifiliste toimemehhanismidega ja kõrge resistentsusega väliste tingimuste suhtes.

1. Keemilise struktuuri abil

Organifosfori insektitsiide saab liigitada nende molekulide struktuuri järgi, mis määrab nende füüsikalis-keemilised omadused ja aktiivsuse erinevate putukate liikide vastu.

• Alifaatilised orgaanilised insektitsiidid: need keemilised ühendid sisaldavad oma struktuuris süsiniku ahelaid. Näitena võib tuua malatioon (üks esimesi tooteid, mis kasutavad taimede kaitsmiseks organofosfori ühendeid).
• Aromaatsed orgaanilised insektitsiidid: nendel insektitsiididel on aromaatne tsükkel, mis sisaldab fosfori aatomeid. Näitena võib tuua trimethophos.
• Klooritud orgaaniline insektitsiidid: nendes toodetes on fosfor ühendatud kloori aatomitega. Näitena võib tuua kloorpürifosid, mis on populaarne insektitsiid, mis põhineb organofosfori ühenditel.

2. Toimemehhanismi abil

Organofosfori insektitsiidide peamine toimemehhanism hõlmab ensüümi atsetüülkoliinesteraasi pärssimist, normaalse närvi ülekandumise häirimist ja putukate halvatust. Sõltuvalt sellest, kuidas need närvisüsteemi mõjutavad, saab organofosfori insektitsiide klassifitseerida järgmiselt:

• Atsetüülkoliinesteraasi pärsivad insektitsiidid: Need ained blokeerivad atsetüülkoliiniesteraasi aktiivsust, põhjustades atsetüülkoliini akumuleerumist närvi sünapsides ja närvi impulsi ülekande häireteni. Näited: Malation, Metamidophos, kloorpürifos.
• Teid ensüüme mõjutavad insektitsiidid: mõned organofosfori ühendid mõjutavad teisi närvi ülekandega seotud ensüüme. Näited: dimetoaat, fosfamidon.

3. Tegevuse kestuse järgi

Organifosfori insektitsiidid võivad oma toime kestuse osas erineda, mis mõjutab taimeravi sagedust ja majanduslikku tõhusust.

• Kauatoimelised insektitsiidid: neil toodetel on püsiv mõju ja nad saavad mitu nädalat või kuud kontrollida kahjurite populatsioone. Näide: kloorpürifos.
• Lühiaktsed insektitsiidid: need tooted toimivad kiiresti, kuid nende mõju kulub kiiresti, nõudes korduvaid ravi. Näide: Malation.

4. Rakendusala järgi

Organifosfori insektitsiide saab klassifitseerida vastavalt nende rakendusalale:

• Põllumajanduslikud insektitsiidid: neid tooteid kasutatakse põllukultuuride kaitsmiseks putukate kahjurite eest. Näide: kloorpürifos, malatioon.
• Rahvatervise kaitseks mõeldud insektitsiidid: neid tooteid kasutatakse haigusvektorite, näiteks sääskede ja prussakate kõrvaldamiseks. Näide: Metamidophos, Malation.
• Leibkonna insektitsiidid: neid tooteid kasutatakse leibkonna kahjurite kõrvaldamiseks. Näide: dimetoaat.

5. Toksilisuse järgi

Organifosfori insektitsiide saab liigitada nende toksilisuse taseme järgi inimestele, loomadele ja keskkonnale:

• Väga toksilised tooted: need insektitsiidid on väga toksilised ja võivad põhjustada mürgistust inimestel ja loomadel. Näited: Metamidophos, paratioon.
• Mõõdukalt toksilised tooted: nendel toodetel on mõõdukas toksilisus, muutes need vähem ohtlikuks, kuid vajavad kasutamisel siiski ettevaatlikkust. Näide: Malation.
• Madala toksilisusega tooted: nendel toodetel on inimestele ja loomadele suhteliselt madal toksilisus, kuid need on endiselt tõhusad putukate vastu. Näide: dimetoaat.

6. Efekti tüübi järgi

Organofosfori insektitsiidid võivad toimida kas kontaktina või süsteemsena:

• Võtke ühendust insektitsiididega: need tooted toimivad putukaga kokkupuutumisel. Nad tungivad putuka keha kiiresti läbi välimise katte kaudu. Näide: Malation.
• Süsteemsed insektitsiidid: need tooted tungivad taimidesse ja levivad nendesse, võimaldades neil mõjutada kahjureid, mis toituvad taime mahlast. Näide: fosfamidon.

7. Rakendusmeetodi järgi

Organifosfori insektitsiide saab klassifitseerida nende rakenduse meetodil:

• Pihustusproduktid: neid insektitsiide kantakse taimedele lahuste või emulsioonide kujul. Näide: kloorpürifos.
• Pinnasetooted: neid insektitsiide kantakse mulda enne istutamist või taimede kasvu ajal. Näide: Metamidophos.

Toimemehhanism

Kuidas insektitsiidid mõjutavad putukate närvisüsteemi

Organofosfori insektitsiidid blokeerivad ensüümi atsetüülkoliiniesteraasi aktiivsust, mis tavaliselt lagundab neurotransmitterite atsetüülkoliini närvirakkude sünapsides. Selle tulemuseks on atsetüülkoliini kogunemine, mis põhjustab närvirakkude pidevat stimuleerimist, põhjustades putuka halvatuse. Mõnel juhul võivad need insektitsiidid mõjutada ka rakkudes naatriumikanaleid, häirides normaalset närvisüsteemi toimimist.

Mõju putukate metabolismile

Organifosfori insektitsiidid võivad mõjutada ka putukate metabolismiga seotud ensüüme. See hõlmab antioksüdantse aktiivsuse süsteemi pärssimist, põhjustades raku ja kudede kahjustusi. Ainevahetuse katkemine võib põhjustada putuka suremise metaboolsete kõrvalsaaduste mürgistusest.

Näited molekulaarsete toimemehhanismide kohta

• Atsetüülkoliinsteraasi pärssimine: enamik organofosfori insektitsiide seob atsetüülkoliiniesteraasiga, blokeerides selle aktiivsust ja häirides neurotransmissiooni.
• Mõju naatriumikanalitele: Mõned organofosfori insektitsiidid toimivad membraanse naatriumikanalitele, põhjustades nende ebanormaalset aktiveerimist ja põhjustades putukate halvatust.

Selle rühma toodete näited

Eelised ja puudused

Sellised tooted nagu Malation, Parathion ja Diazinon on väga tõhusad paljude putukate vastu. Nad tapavad kahjureid kiiresti ja neil on lai aktiivsus. Kuid neil on ka puudused, näiteks kõrge toksilisus kasulike putukate (nt mesilaste) ja loomade suhtes, samuti kõrge volatiilsus ja vastupidavus keskkonna lagunemisele, mis võib põhjustada mulla ja vee saastumist.

Toodete näited

• Malation: kasutatakse aianduse ja põllumajanduse köögiviljade, puuviljade ja põllukultuuride kaitsmiseks. Efektiivne lehetäide, trippide ja muude kahjurite vastu.
• Paration: kasutatakse põllumajanduses, et kaitsta paljude kahjurite, näiteks kärbeste ja mardikate eest.
• Diazinon: efektiivne paljude mullakahjurite ja kahjulike putukate, näiteks vastsete, trippide ja teiste vastu.

Keskkonnamõju

• Mõju kasulikele putukatele

Organifosfori insektitsiidid võivad olla toksilised kasulike putukate, näiteks mesilaste ja lepatriinude jaoks. Mesilased, kes mängivad olulist rolli tolmeldamisel, võivad surra seoses insektitsiidiga, mis häirib ökosüsteemi tasakaalu ja vähendab saagikust.

• Pestitsiidide jääk pinnases, vees ja taimedes

Mõned organofosfori insektitsiidid võivad pikka aega jääda pinnasesse, veesse ja taimedesse. See võib põhjustada keskkonna saastumist ja toksiliste ainete kogunemist toiduahelatesse.

• Insektitsiidide fotostabiilsus ja lagunemine looduses

Organifosfori insektitsiididel on erinev fotostabiilsus, mis mõjutab nende lagunemist looduses. Mõned ained lagunevad päikesevalguse ajal kiiresti, teised aga keskkonnas ja võivad ökosüsteeme saastada.

• Biomagniseerimine ja kogunemine toiduahelates

Organifosfori insektitsiidid võivad koguneda taimede ja loomade kudedesse, põhjustades toiduahelates biomagnitsiooni. See võib põhjustada toksiliste ainete kogunemist saastunud tooteid tarbivate inimeste ja loomade kehadesse.

Putukaresistentsuse probleem insektitsiididele

Vastupidavuse põhjused

Putukatel võib tekkida resistentsus organofosfori insektitsiidide suhtes geneetiliste muutuste kaudu, mis võimaldavad neil pärast insektitsiidiga kokkupuudet ellu jääda. See võib tuleneda mutatsioonidest, mis suurendavad putukate võimet mürgiseid aineid metaboliseerida või erituda.

Näited resistentsetest kahjuritest

• Colorado kartulimardikas: mitmesuguste insektitsiidide, sealhulgas organofosfori toodete resistentsuse tekkimisega on Colorado kartulimardlit mõnes piirkonnas keeruline kontrollida.
• Lehetäid: mõnel juhul on lehetäidel tekkinud resistentsus organofosfori insektitsiidide suhtes, muutes need ravile vastupidavamaks.

Vastupidavuse vältimise meetodid

Vastupidavuse vältimiseks on oluline pöörata erinevate toimeviisidega insektitsiide, kasutada kombineeritud töötlusi ja rakendada bioloogilisi ja mehaanilisi kahjurite tõrjemeetodeid.

Insektitsiidide ohutu kasutamine

• Lahenduste ja annuste ettevalmistamine

Organofosfori insektitsiidide kasutamisel on oluline järgida rangelt annuste pakendi juhiseid. Liigne kasutamine võib põhjustada kahjurite keskkonna saastumist ja vastupanu.

• Kaitseseadmete kasutamine

Kaitseseadmeid, nagu kindad, maskid ja prillid, tuleks kanda, et vältida kokkupuudet naha ja hingamissüsteemi putukate ja hingamissüsteemiga.

• Taime töötlemiseks soovitused

Ravi tuleks teha varahommikul või õhtul, et vältida mesilaste ja muude kasulike putukate mõjutamist. Ravi tõhususe parandamiseks tuleks arvesse võtta selliseid ilmastikutingimusi nagu vihma ja kergete tuulte puudumine.

• Ooteperiood enne koristamist

Pärast insektitsiidide rakendamist on oluline jälgida ooteajaid enne koristamist, et minimeerida põllukultuuride pestitsiidide jääkide riski.

Keemiliste insektitsiidide alternatiivid

• Bioloogilised insektitsiidid

Kahjurite looduslike vaenlaste, näiteks entomofaagide (röövellikud putukad) kasutamine võib olla tõhus alternatiiv keemilistele insektitsiididele.

• Looduslikud insektitsiidid

Seal on palju looduslikke insektitsiide, näiteks neemiõli, küüslaugu infusioonid ja tubakalahendused, mis on inimestele keskkonnasõbralikud ja ohutud.

• Feromoonipüünised ja muud mehaanilised meetodid

Feromoonipüüdurid võivad kahjureid meelitada ja hõivata, minimeerides keemiliste töötluste vajadust.

Näited selle rühma kõige populaarsematest insektitsiididest

Riskid ja ettevaatusabinõud

• Mõju inimeste ja loomade tervisele

Organifosfori insektitsiidid võivad olla inimestele ja loomadele mürgised, eriti pikaajalise kontakti või ebaõige kasutamisega.

• Insektitsiidimürgituse sümptomid

Mürgitus võib avalduda peavalude, iivelduse, oksendamise, nõrkuse ja raskete juhtumite, krambihoogude ja teadvuse kaotusena.

• Esmaabi mürgistuse eest

Mürgituse korral eemaldage inimene või loom kohe piirkonnast, loputage silmi ja nahka ning otsige arstiabi.

Järeldus

Organifosfori insektitsiidid on tõhus vahend taimede kaitsmiseks kahjurite eest. Nende kasutamine nõuab aga ettevaatlikkust ja kinnipidamist ohutusjuhistest, et minimeerida negatiivseid mõjusid inimeste tervisele ja keskkonnale.

• Meeldetuletus ohutusmeetmetest

Juhiste järgimine on kaitseseadmete kasutamine ja enne koristamist ooteperioodide jälgimine olulised meetmed insektitsiidide ohutuks kasutamiseks.

• Helistage turvalisema ja keskkonnasõbralikuma kahjuritõrje meetodite kasutamiseks

Oluline on aktiivselt otsida ja rakendada keskkonnasõbralikumaid kahjuritõrjemeetodeid, näiteks bioloogiline kontroll ja looduslike insektitsiidide kasutamine.

Korduma kippuvad küsimused (KKK)

Mis on organofosfori insektitsiidid?
Fosfori sisaldavate keemiliste ainete rühm on organofosfori insektitsiidid, mida kasutatakse putukate kahjurite tapmiseks. Nad töötavad ensüümi atsetüülkoliinesteraasi aktiivsuse pärssimisega, häirides putukates närviimpulsside normaalset ülekandumist.

Kuidas mõjutavad organofosfori insektitsiidid putukaid?
Organifosfori insektitsiidid mõjutavad putukate närvisüsteemi, pärssides atsetüülkoliinesteraasi, ensüümi, mis lagundab neurotransmitterite atsetüülkoliini. See põhjustab atsetüülkoliini akumuleerumist sünapsidesse, põhjustades närvirakkude pideva stimuleerimise, halvatuse ja putuka surma.

Millised insektitsiidid on organofosfori rühmas?
Selles rühmas on sellised tooted nagu Malation, Parathion, Diazinon ja kloorpürifos. Need ained on tõhusad erinevate kahjurite, sealhulgas putukate, lestade ja vastsete vastu.

Millised on organofosfori insektitsiidide eelised?
Organifosfori insektitsiididel on putukate jaoks kõrge toksilisus, muutes need tõhusaks kahjurite vastu. Nad tegutsevad kiiresti, võimaldades põllumajanduskultuuridele ohtude kiiret kõrvaldamist.

Millised on organofosfori insektitsiidide puudused?
Puuduste hulka kuulub toksilisus kasulike putukate (nt mesilaste), loomade ja inimeste suhtes, kui neid ei rakendata õigesti. Samuti võivad nad püsida keskkonnas, saastades mulda ja vett, mis suurendab ökoloogilisi riske.

Kuidas mõjutavad keskkonda organofosfori insektitsiidid?
Organifosfori insektitsiidid võivad koguneda mulda ja vette, põhjustades ökosüsteemi saastumist. Need on toksilised ka kasulike putukate, näiteks mesilaste ja röövellike putukate jaoks, ökosüsteemi häirimisel ja bioloogilise mitmekesisuse vähendamisel.

Mis on biomagnifikatsioon organofosfori insektitsiidide kontekstis?
Biomagnifikatsioon on toiduahelates toksiliste ainete, näiteks organofosfori insektitsiidide akumuleerumine. Need ained võivad koguneda loomade ja taimede kudedesse, suurendades toiduahelast ülespoole liikudes nende kontsentratsiooni.

Kuidas saab takistada putukate resistentsust insektitsiidide organofosfori suhtes?
Vastupidavuse vältimiseks on soovitatav pöörata erinevate toimelööke, kasutada kombineeritud töötlusi ning järgida soovitatud annuseid ja rakenduste intervalle, et vältida kahjurite resistentsuse tekke tingimuste loomist.

Milliseid ohutusmeetmeid tuleks organofosfori insektitsiidide kasutamisel järgida?
Organofosfori insektitsiididega töötades tuleks kasutada kaitseseadmeid (kindad, maskid, prillid), tuleks järgida annuseid, rakendusi tuleks teha soovitatud aegadel ja koristamisintervallid tuleks jälgida, et minimeerida põllukultuuride jääkide taset.

Millised on organofosfori insektitsiidide alternatiivid?
Alternatiivide hulka kuuluvad bioloogilised insektitsiidid (entomofaagid, bakterid ja seened), looduslikud insektitsiidid (nt neemiõli, küüslaugu infusioonid) ja mehaanilised meetodid, näiteks feromoonipüünised ja orgaanilised pestitsiidid, mis on keskkonnale vähem toksilised ja kasulikud organismid.