Неникотиноиди

Неоникотиноидите са клас синтетични инсектициди, които са структурно подобни на естествените никотиноиди, които са активни съединения, открити в тютюневите растения. Тези инсектициди са проектирани така, че да повлияят на нервната система от насекоми, ефективно контролиращи популациите на вредители като листни въшки, белошеници, акари и други. Неоникотиноидите се използват широко в селското стопанство, градинарството и градското озеленяване за защита на културите и декоративните растения.

Цели и значение на използването в селското стопанство и градинарството

Основната цел за използване на неоникотиноиди е да се осигури ефективна защита на растенията срещу различни вредители от насекоми, което спомага за увеличаване на добивите и намаляване на загубите на продукта. В селското стопанство се прилагат неоникотиноиди за лечение на зърнени култури, зеленчуци, овощни дървета и други селскостопански растения. В градинарството те се използват за защита на декоративни растения и храсти, предотвратявайки увреждане на листата, стъблата и плодовете. Поради системния си характер, неоникотиноидите проникват в растителните тъкани, осигурявайки дълготрайна защита от вредители.

Релевантност на темата

Проучването и правилното прилагане на неоникотиноиди е важен аспект на съвременното земеделие и градинарство. Нарастващото глобално население и нарастващото търсене на храна изискват ефективни методи за защита на растенията срещу вредители. Въпреки това, прекомерната и неконтролирана употреба на неоникотиноиди доведе до екологични проблеми като спад при полезни популации от насекоми, включително пчели и развитие на устойчивост на вредители. Ето защо е важно да се проучат механизмите за действие на неоникотиноидите, тяхното въздействие върху околната среда и да се разработят устойчиви методи на приложение.

История

• История на неоникотиноидите

Неоникотиноидите са група инсектициди, разработени в края на 20 век, които бързо придобиха популярност поради високата си ефективност срещу вредители от насекоми. Тези продукти са синтетични аналози на никотин, които засягат нервната система от насекоми. Историята на неоникотиноидите е тясно обвързана с развитието на химическата наука и стремежа към създаване на по-ефективни и по-безопасни агенти за защита на растенията.

• Ранни изследвания и открития

Неоникотиноидите са разработени като разширение на изследванията, проведени през 70-те години на миналия век, когато учените започват да изучават химикали със свойства, подобни на никотина, но с подобрени характеристики за борба с вредителите от насекоми. Никотинът е бил известен като ефективен инсектицид още през 19 век, но употребата му е ограничена поради висока токсичност и нестабилност. През 80-те години учените започват да търсят по-безопасни и по-стабилни аналози, които биха могли да имат продължителен ефект и да бъдат по-малко вредни за околната среда.

• Развитие на първите неоникотиноиди

Първите неоникотиноиди са синтезирани през 80-те години. През 1990 г. Компанията Sygenta (тогава Novartis) стартира първия комерсиално успешен неоникотиноид - имидаклоприд. Този продукт беше революционен, тъй като се оказа много по-ефективен срещу редица вредители, включително листни въшки, картофеният бръмбар в Колорадо и други, в сравнение с традиционните инсектициди. Имидаклопридът бързо се използва широко в селското стопанство за защита както на културите, така и растенията в градини и тревни площи.

• Разширяване на употребата

В следващите десетилетия други компании започнаха да развиват нови неоникотиноиди като Thiamethoxam, Actara, Clothianidin и други. Тези продукти бързо придобиха популярност на пазара поради високата си ефективност и дълготрайните ефекти. Те се превърнаха в ключови инсектициди за борба с различни вредители, като листни въшки, картофът от Колорадо, царевични бръмбари, трипси и много други вредители от насекоми. Неоникотиноидите са били използвани в различни индустрии, от селското стопанство и градинарството до защита на човешкото здраве (например за предотвратяване на заболявания, пренасяни от насекоми).

• Проблеми за безопасността и околната среда

От края на 90-те обаче използването на неоникотиноиди предизвика сериозни опасения за околната среда и токсикологията. В първите години на тяхната употреба те наистина показват висока ефикасност и минимално въздействие върху околната среда. Но с течение на времето започнаха да се появяват странични ефекти, особено върху полезни насекоми като пчелите. Много проучвания са свързани с използването на неоникотиноиди с масивни умиращи пчели, което води до широко разпространени дискусии за тяхната безопасност.

Освен това, неоникотиноидите започнаха да предизвикват резистентност в някои вредители, намалявайки тяхната ефективност.

• Ограничения и забрани

В отговор на нарастващите опасения относно безопасността на неоникотиноидите и тяхното въздействие върху пчелите и други полезни организми, Европейският съюз въведе ограничения за тяхното използване за лечение на култури, които привличат пчелите през 2013 г. През 2018 г. Тези ограничения бяха разширени, за да включват забрана за използването на трите най-популярни неоникотиноиди (имидаклоприд, тиаметоксам и плат)-в Opecloprid, Thiamethoxam-Thiamethoxam и Clothienidin (Imidacloprid,! Независимо от това, въпреки тези ограничения, неоникотиноидите продължават да се използват в някои страни и тяхното развитие остава важна зона за защита на химическите растения.

• Съвременни подходи и бъдещето на неоникотиноидите

През последните години усилията за разработване на по-безопасни формулировки и иновативни методи за използване на неоникотиноиди продължават. Учените и специалистите работят върху създаването на продукти с намалено въздействие върху полезни насекоми, като пчели и други хищни насекоми. В същото време нараства интересът към интегрираните подходи за управление на вредителите, които комбинират химически, биологични и агрономически методи.

По този начин историята на неоникотиноидите е пример за пътуване от успешни открития и революционни технологии до признаването на рисковете за околната среда и развитието на нови, по-безопасни методи за защита на растенията.

Класификация

Неоникотиноидите се класифицират въз основа на химичен състав, механизъм на действие и спектър на активност. Основните групи неоникотиноиди включват:

• Imidacloprid: Един от най-често срещаните представители, ефективен срещу листни въшки, белошеници, акари и други вредители.
• Тиаметоксам: Известен със своята висока ефикасност и ниска токсичност към бозайниците, използвани за защита на зърнените култури.
• Clothianidin: Използва се при защитата на зеленчуковите и плодовите култури, с висока устойчивост на разграждане в почвата.
• Acetamiprid: Ефективен срещу широк спектър от вредители от насекоми, включително бръмбари и трипси.
• Нектарин: Използва се за контрол на листните въшки и белите мухи, с ниска токсичност към полезни насекоми.

Неоникотиноидите се класифицират въз основа на тяхната химическа структура, механизъм на действие и приложение. Нека разгледаме няколко основни категории неоникотиноиди:

Класификация по химическа структура

Въз основа на химическата структура, неоникотиноидите са разделени на няколко групи, всяка от които се характеризира с различни характеристики на синтеза и ефекти върху целевите организми.

• Никотиноидни съединения с хлоропиримидин основа: Тази група неоникотиноиди съдържа хлоропиримидин в тяхната структура. Те са ефективни срещу широк спектър от вредители, включително листни въшки, колела и други селскостопански вредители.
  Пример: Thiamethoxam - един от широко използваните неоникотиноиди с хлоропиримидин основа.
• Никотиноидни съединения с неонинотинилилпиридин основа: Тази група съдържа пиридинов пръстен в активното вещество, отличавайки ги от други неоникотиноиди. Тези съединения са ефективни срещу широк спектър от вредители от насекоми.
  Пример: Imidacloprid-добре познат неоникотиноид с неонинотинилилпиридин основа, широко използвана за контрол на вредителите.
• Никотиноидни съединения с база тиазол: Тиазолните съединения имат своята специфична молекулна структура, което им позволява да се натрупват в растителните тъкани и да осигуряват дълготрайни ефекти.
  Пример: Acetamiprid - Едно от съединенията в тази група, използвани за защита на растенията от различни вредители.

Класификация по начин на действие

Неоникотиноидите също могат да бъдат класифицирани въз основа на тяхното действие върху организмите на насекомите. Те засягат нервната система, като влияят на предаването на нервни импулси.

• Свържете се с Neonicotinoids: Тези съединения действат при директен контакт с насекоми. След като влезе в контакт с тялото на насекомата, съединението прониква в организма и нарушава функционирането на нервната система.
  Пример: Flonicamid - неоникотиноид, действащ при контакт с вредители, блокирайки нервния импулсен предаване.
• Системни неоникотиноиди: Тези съединения имат способността да проникват в растителните тъкани, да се разпространяват през тях и да осигуряват защита дори срещу насекоми, които се хранят с растителен сок.
  Пример: Тиаметоксам и имидаклоприд - И двете съединения имат системно действие и могат да се прилагат върху семената, за да осигурят защита от самото начало на растежа на растенията.

Класификация по област на кандидатстване

Неоникотиноидите също могат да бъдат класифицирани въз основа на техните области на приложение, в зависимост от вида на културите и вредителите, към които са насочени.

• Неоникотиноиди за защита от селскостопански култури: Тези съединения се използват за борба с вредители, които увреждат селскостопанските култури. Те са ефективни срещу широк спектър от вредители от насекоми, като листни въшки, трипс, бели мухи и много други.
  Пример: Имидаклоприд - обикновено се използва за защита на културите като царевица, ориз, зеленчуци и плодове.
• Неникотиноиди за защита на декоративни растения: Тези съединения се използват за защита на декоративни растения от вредители като паяжини и листни въшки.
  Пример: Acetamiprid - Използва се за борба с вредителите на декоративни растения като рози и храсти.
• Неникотиноиди за защита срещу насекоми, носещи заболявания: Тази група съединения също се използва за защита на растенията от насекоми, които могат да пренасят различни заболявания, като вируси или гъбички.
  Пример: Thiamethoxam - Използва се за защита на селскостопанските растения от вредители като листни въшки и други насекоми, които могат да предават патогени.

Класификация чрез токсичност и устойчивост

Неоникотиноидите също могат да бъдат класифицирани по техните нива на токсичност и способността да се натрупват в растенията, което засяга тяхната постоянство в екосистемата.

• Силно токсични неоникотиноиди: Тези съединения са силно токсични за насекомите и използват минимални дози за ефективен контрол на вредителите.
  Пример: Имидаклоприд - Силно токсични и ефективно унищожава различни вредители от насекоми при минимални дози.
• Ниска токсичност Неникотиноиди: Тези съединения имат по-ниска токсичност, но все още са ефективни в борбата с насекомите. Те могат да се използват в райони, където е необходим по-безопасен подход за контрол на вредителите.
  Пример: ацетамиприд - сравнително по-малко токсичен в сравнение с други неоникотиноиди, което го прави за предпочитане за използване в определени области.

Механизъм на действие

• Как инсектицидите влияят на нервната система на насекомите

Неоникотиноидите влияят на нервната система на насекомите, като се свързват с никотиновите ацетилхолинови рецептори в нервните клетки. Това причинява непрекъснато възбуждане на нервните импулси, което води до парализа и смърт на насекомите. За разлика от предишните класове инсектициди, неоникотиноидите имат висока селективност за насекомите, намалявайки тяхната токсичност за бозайници и други безгръбначни.

• Въздействие върху метаболизма на насекомите

Неоникотиноидите нарушават метаболитните процеси при насекоми, което води до намалена активност, възпроизвеждане и оцеляване. Инхибирането на предаването на нервния сигнал възпрепятства основните функции като хранене, движение и възпроизвеждане.

• Примери за молекулярни механизми на действие

Някои неоникотиноиди, като имидаклоприд, се свързват с никотинови ацетилхолинови рецептори, причинявайки постоянно възбуждане на нервните клетки. Други, като тиаметоксам, блокови йонни канали, нарушаване на предаването на нервния сигнал. Тези механизми гарантират висока ефикасност срещу вредители от насекоми.

• Разлика между контакт и системни ефекти

Неоникотиноидите имат системно действие, което означава, че проникват в растителните тъкани и се разпространяват във всички части, включително листа, стъбла и корени. Това осигурява дългосрочна защита за растението и ефективно контролира вредителите, хранещи се с различни части на растенията. Възможно е и контактното действие, но основната им ефективност е свързана със системното разпределение.

Примери за продукти от тази група

• Imidacloprid
  Механизъм на действие: свързва се към никотиновите ацетилхолинови рецептори, причинявайки непрекъснато възбуждане на нервните клетки.
  Примери за продукти:
  • Актара
  • Клордор
  • Ланергил

Предимства и недостатъци
Предимства: широк спектър на действие, системно разпределение, ниска токсичност за бозайници.
Недостатъци: токсичност за пчелите и други опрашители, развитие на потенциалната резистентност в вредителите.

• Thiamethoxam
  Механизъм на действие: блокира йонните канали, нарушаване на предаването на нервния сигнал.
  Примери за продукти:
  • Белкар
  • Тирет
  • RETAT

Предимства и недостатъци
Предимства: Висока ефективност, ниска токсичност за полезни насекоми, устойчивост на деградация.
Недостатъци: токсичност към пчелите, ако е приложено, потенциално натрупване в почвата.

• Clothianidin
  Механизъм на действие: свързва с ацетилхолинови рецептори, причинявайки парализа на насекомите.
  Примери за продукти:
  • Clofer
  • Картимар
  • Некто

Предимства и недостатъци

Предимства: Висока устойчивост на деградация, системно разпределение, ефективно срещу широк спектър от вредители.
Недостатъци: токсичност към пчелите, потенциално замърсяване на водата и почвата.

Инсектициди и тяхното въздействие върху околната среда

• Въздействие върху полезните насекоми

Неоникотиноидите оказват значително влияние върху полезните насекоми, включително пчелите, осите и други опрашители. Пчелите са изложени на риск от отравяне при събиране на нектар и прашец от третирани растения, което води до намалени популации и нарушаване на процесите на опрашване. Това се отразява негативно на биоразнообразието и производителността на културите, разчитащи на опрашването.

• Остатъчни нива на инсектицид в почвата, водата и растенията

Неоникотиноидите могат да останат в почвата за продължителни периоди, особено във влажни и топъл климат. Те проникват във водата чрез валежи и напояване, което води до замърсяване на източниците на вода. В растенията неоникотиноидите се разпределят във всички части, включително листа, стъбла и корени, осигуряващи системна защита, но също така потенциално водят до натрупване в хранителни продукти.

• Фотостабилност и разлагане на инсектициди в природата

Много неоникотиноиди имат висока фотостабилност, което увеличава продължителността им на действие в околната среда. Това забавя разлагането им при ултравиолетово излъчване и допринася за натрупването им в екосистемите. Високата устойчивост на разграждането води до дългосрочното присъствие на инсектициди в почвата и водата, увеличавайки риска от токсичност за безгръбначните и други организми.

• Биомагнификация и натрупване в хранителни вериги

Неоникотиноидите имат потенциал за биомагнификация, тъй като те могат да се натрупат в телата на насекоми и животни, движейки се нагоре по хранителната верига. Това води до повишени концентрации на инсектициди в хищници и по-високи нива на хранителната верига, включително хората. Биомагнификацията на неоникотиноидите причинява сериозни екологични и здравни проблеми, тъй като натрупаните инсектициди могат да причинят хронично отравяне и здравни разстройства при животни и хора.

Проблемът с устойчивостта на вредители срещу инсектициди

• Причини за развитие на съпротивата

Развитието на резистентност при вредители от насекоми към неоникотиноиди се дължи на генетични мутации и селекцията на резистентни индивиди с многократна употреба на същия инсектицид. Честата и неконтролирана употреба на неоникотиноиди насърчава развитието на бързото устойчивост, намалявайки тяхната ефективност и изисква използването на по-силни и по-токсични агенти.

• Примери за устойчиви вредители

Устойчивостта на неоникотиноиди е наблюдавана при различни вредители от насекоми, включително белота, листни въшки, акари и някои видове молци. Тези вредители показват намалена чувствителност към инсектициди, което ги прави по-трудни за контрол и водене до необходимостта от по-скъпи и опасни химикали.

• Методи за предотвратяване на резистентност

За да се предотврати устойчивостта, е необходимо да се въртят инсектициди с различни механизми на действие, да се комбинират методи за химически и биологичен контрол и да се използват интегрирани стратегии за управление на вредителите. Важно е също така да се следва препоръчителните дози и графика на приложението, за да се избегне избора на устойчиви индивиди и да се гарантира дългосрочната ефективност на продуктите.

Безопасно използване на инсектициди

• Подготовка на решения и дозировки

Правилната подготовка на разтвори и точното дозиране на инсектицидите е от решаващо значение за ефективната и безопасна употреба. Строго следвайте инструкциите на производителя, за да избегнете предозиране и неадекватно обработка на растенията. Използване на измервателни инструменти и

Качествената вода помага да се гарантира точността на дозирането и ефективното лечение.

• Използване на защитно оборудване при работа с инсектициди

Когато работите с неоникотиноиди, трябва да се използва подходящо защитно оборудване като ръкавици, маски, очила и защитно облекло. Това помага да се предотврати контакт с инсектициди върху кожата, очите и дихателната система, намалявайки риска от отравяне и отрицателни ефекти върху здравето.

• Препоръки за лечение на растения

Отнасяйте се към растенията по време на рано сутрин или късни вечерни часове, за да се сведе до минимум въздействието върху опрашителите като пчелите. Избягвайте лечението при горещо и ветровито време, тъй като това може да доведе до пръскане на инсектициди върху полезни растения и организми. Също така, помислете за растеж на растението, като избягвате лечението по време на активен цъфтеж и плододаване.

• Прилепване към периодите на изчакване преди прибиране на реколтата

След препоръчаните периоди на изчакване преди прибиране на реколтата след приложението на инсектициди гарантира безопасността на хранителните продукти и предотвратява натрупването на химически остатъци в храната. Придържането към периодите на изчакване гарантира безопасността на потреблението и предотвратява рисковете за здравето.

Алтернативи на химическите инсектициди

• Биологични инсектициди

Използването на ентомофаги, бактериални и гъбични средства е екологично безопасна алтернатива на химичните инсектициди. Биологичните инсектициди, като Bacillus thuringiensis, ефективно се борят с вредители от насекоми, без да навредят на полезните организми и околната среда.

• Естествени инсектициди

Естествените инсектициди като NEEM масло, тютюневи инфузии и чесън разтвори са безопасни за растенията и околната среда за борба с вредителите. Тези методи имат репелентни и инсектицидни свойства, ефективно контролират популациите на насекомите, без да се използват синтетични химикали. Естествените инсектициди могат да се използват в комбинация с други методи за оптимални резултати.

• Феромонови капани и други механични методи

Феромоновите капани привличат и унищожават вредители от насекоми, намаляват населението им и предотвратяват разпространението им. Други механични методи, като лепкави капани и бариери, също помагат за контрол на популациите на вредители без използването на химикали. Тези методи са ефективни и екологично безопасни начини за управление на вредители.

Примери за популярни инсектициди от тази група

Предимства и недостатъци

Предимства

• Висока ефективност срещу широк спектър от вредители от насекоми
• Системно разпределение в растенията, осигурявайки дългосрочна защита
• Ниска токсичност за бозайниците в сравнение с други класове на инсектициди
• Висока фотостабилност, осигуряване на дългосрочни действия

Недостатъци

• Токсичност за полезни насекоми, включително пчели и оси
• Потенциал за развитие на съпротива в вредители от насекоми
• Възможно замърсяване на източници на почва и вода
• Висока цена на някои продукти в сравнение с традиционните инсектициди

Рискове и предпазни мерки

• Въздействие върху здравето на хората и животните

Неоникотиноидите могат да окажат значително влияние върху здравето на хората и животните, ако се използват неправилно. Когато се абсорбират в човешкото тяло, те могат да причинят симптоми на отравяне, като замаяност, гадене, повръщане, главоболие и в крайни случаи, припадъци и загуба на съзнание. Животните, по-специално домашни любимци, също са изложени на риск от отравяне, ако инсектицидите влязат в контакт с кожата си или ако поглъщат третирани растения.

• Симптоми на отравяне с инсектициди

Симптомите на отравяне с неоникотиноиди включват замаяност, главоболие, гадене, повръщане, слабост, затруднено дишане, припадъци и загуба на съзнание. Ако инсектицидът контактува с очите или кожата, може да възникне дразнене, зачервяване и усещане за парене. Ако се погрижи, трябва да се търси незабавна медицинска помощ.

• Първа помощ за отравяне

В случай на съмнение за отравяне с неоникотиноиди, спрете контактът с инсектицида незабавно, изплакнете засегнатите кожа или очи с големи количества вода за поне 15 минути. Ако се вдишвате, преместете на чист въздух и потърсете медицинска помощ. В случай на поглъщане, обадете се на спешни служби и следвайте инструкциите за първа помощ, предоставени на опаковката на продукта.

Предотвратяване на вредители

• Алтернативни методи за борба с вредителите

Използването на културни методи като въртене на културите, мулчиране, отстраняване на заразени растения и въвеждане на устойчиви сортове помага да се предотвратят огнищата на вредители и да се намали нуждата от инсектициди. Методите за биологичен контрол, включително използване на ентомофаги и други природни врагове на вредители от насекоми, също са ефективни.

• Създаване на неблагоприятни условия за вредители

Правилното напояване, отстраняването на паднали листа и отломки на растенията, поддържане на чистота на градината и създаване на физически бариери като мрежи и граници помагат да се предотвратят заразяването в вредителите. Редовното проверка на растенията и незабавно отстраняване на повредени части намалява привлекателността на растенията към вредители.

Заключение

Рационалната употреба на неоникотиноиди играе решаваща роля за защита на растенията и увеличаване на добивите на селскостопански и декоративни растения. Трябва обаче да се спазват разпоредбите за безопасност и да се прилагат инсектициди, като се вземат предвид факторите на околната среда, за да се сведе до минимум тяхното отрицателно въздействие върху околната среда и полезните организми. Интегрираният подход за управление на вредителите, съчетаващ химически, биологични и културни методи, насърчава устойчивите селскостопански практики и запазването на биоразнообразието.

Често задавани въпроси (FAQ)

За какво са неоникотиноидите и за какво се използват?
Неоникотиноидите са клас синтетични инсектициди, използвани за защита на растенията от различни вредители от насекоми. Те се използват широко в селското стопанство и градинарството за увеличаване на добивите и предотвратяване на щетите от растенията.

Как неоникотиноидите влияят на нервната система на насекомите?
Неоникотиноидите се свързват с никотиновите ацетилхолин рецептори в нервната система на насекомите, причинявайки непрекъснато възбуждане на нервните клетки. Това води до парализа и смърт на насекомите.

Кои са основните групи неоникотиноиди?
Основните групи неоникотиноиди включват имидаклоприд, тиаметоксам, платанидин, ацетамиприд и нектар. Всяка от тези групи има специфични характеристики в своя механизъм на действие и област на приложение.

Вредни ли са неоникотиноидите за пчелите?
Да, неоникотиноидите са токсични за пчелите и други опрашители. Използването им изисква строго придържане към регулациите, за да се сведе до минимум тяхното въздействие върху полезните насекоми.

Как може да се предотврати устойчивостта на неоникотиноиди при насекоми?
За да се предотврати резистентността, е необходимо да се въртят инсектициди с различни механизми на действие, да се комбинират методи за химичен и биологичен контрол и да следват препоръчителни дози и графики на приложението.

Какви екологични проблеми са свързани с употребата на неоникотиноиди?
Използването на неоникотиноиди води до намаляване на полезните популации от насекоми, замърсяване на почвата и водата и натрупването на инсектициди в хранителните вериги, причинявайки значителни екологични и здравословни проблеми.

Могат ли неоникотиноидите да се използват в биологичното земеделие?
Не, повечето неоникотиноиди не отговарят на изискванията за биологично отглеждане поради техния синтетичен произход и отрицателно въздействие върху околната среда и полезните организми.

Как да прилагаме неоникотиноиди за максимална ефективност?
Строго следвайте инструкциите на производителя относно схемите на дозата и приложението, лекувайте растенията по време на ранни или късни часове, избягвайте лечението по време на активността на опрашител и осигурете равномерно разпределение на инсектицида върху растенията.

Има ли алтернативи на неоникотиноидите за контрол на вредителите?
Да, има биологични инсектициди, естествени лекарства (NEEM масло, разтвори на чесън), феромонови капани и методи за механично управление, които могат да се използват като алтернативи на химическите инсектициди.

Къде могат да бъдат закупени неоникотиноиди?
Неоникотиноидите се предлагат в специализирани агротехнически магазини, онлайн магазини и доставчици на защита на растенията. Преди да закупите, гарантирайте законността и безопасността на използваните продукти.