Фумиганти

Фумиганти са химически вещества, предназначени да унищожават вредители, патогенни микроорганизми и семена от плевели в почвата, както и да стерилизират пространствата от насекоми и други малки организми. Те се използват както в селското стопанство, така и в градинарството за защита на културите от различни заплахи. Фумиганти могат да бъдат в газообразна или течна форма, приложени в затворени пространства като оранжерии, почви, съхранение на зърно и други селскостопански съоръжения.

Цели и значение на използването в селското стопанство и градинарството

Основната цел на използването на фумиганти е да се осигури ефективна защита на растенията от широк спектър от вредители, включително насекоми, гъбични и бактериални заболявания. В селското стопанство фумиганите се използват за обработка на почвата преди засаждане на култури, унищожаване на вредни организми и увеличаване на добивите на културите. В градинарството те помагат да контролират вредителите върху декоративни и плодови растения, запазвайки тяхното здраве и естетическа стойност. Фумиганти също се използват за стерилизиране на зърно, семена и други селскостопански продукти, предотвратявайки разпространението на болести и вредители.

Релевантност на темата

С нарастващото глобално население и нарастващото търсене на храна, ефективното и устойчиво управление на вредителите станаха критично важни. Изучаването и правилно прилагането на фумиганти помага да се сведе до минимум щетите от вредители, увеличаване на производителността на селското стопанство и намаляване на икономическите загуби. Важно е също така да се разгледат екологичните аспекти на използването на фумиганти, за да се предотврати отрицателно въздействие върху околната среда и полезните организми. Съвременните методи за борба с вредителите имат за цел да намалят използването на химикали и преход към по-екологични и по-безопасни методи за защита на растенията.

История

Фумиганите играят важна роля в превенцията и лечението на заболявания на растенията, както и в санитарното лечение на стоките. Историята им обхваща няколко десетилетия и с напредването на технологиите са разработени различни фумиганти, които се различават по състава и механизма на действие.

Ранни изследвания и първи фумиганти

Използването на фумиганти датира от 19 век, когато са въведени първите химикали, които могат да се прилагат в газообразна форма за елиминиране на вредители. През този период химическите изследвания на фумиганти не са толкова напреднали, колкото сега, а приложенията са били ограничени до експерименти с естествени съединения.

• Сяра: Един от първите фумиганти, използвани за контрол на гъбичките, вредители върху растенията и за дезинфекция на складове. Сярата се използва още в древния Египет за запазване на храната от насекоми и борба с растителните заболявания.

Развитие на фумигацията през 20 век

В началото на 20 век използването на фумиганти става по-научно обосновано, тъй като химиците започват да развиват нови вещества, които са по-ефективни и по-безопасни за хората и животните.

• Водороден цианид (HCN): В началото на 20 век водородният цианид се използва широко като фумигант, особено за дезинфекциращи помещения от вредители от насекоми. Въпреки това, с напредването на токсикологичните проучвания, употребата му е ограничена поради високата си токсичност за хората и животните.
• Метил бромид (CH3BR): Това вещество става популярно през 40-те години на миналия век като ефективен фумиган, използван за защита на селскостопанските култури и съхранението на храни. Въпреки това, тъй като екологичните стандарти се развиват и въздействието върху озоновия слой беше признато, използването му започна да намалява.

Екологични проблеми и забрани

През 70-те и 80-те години става ясно, че някои фумиганти, като метил бромид, могат значително да нарушат екосистемите. Решено е да се наложи ограничения за използването на метил бромид, а през 1992 г. Е подписан протоколът в Монреал, съгласно който страните се ангажират постепенно да премахнат използването му. Това доведе до развитието на алтернативни фумиганти, които не са имали такива разрушителни ефекти върху околната среда.

• Phosgene: Разработен през 70-те години като алтернативен фумиган за борба с вредителите. Използван е в селското стопанство и складовете, но подобно на други химикали, той е бил ограничен поради неговата токсичност и въздействие върху околната среда.

Съвременни фумиганти и тяхното приложение

Днес много алтернативни фумиганти отговарят на по-строгите стандарти за околната среда и безопасността. Съвременните фумиганти се използват в селското стопанство за защита на хранителните доставки, както и в медицинските приложения за дезинфекция и стерилизиращи стаи.

• Сяра (повторна употреба): Сярата продължава да се използва като фумигант, особено за борба с гъбичните растителни заболявания. С развитието на технологиите са разработени нови методи за прилагане на сяра, като сублимация на сяра, което прави използването му по-ефективно и по-безопасно.
• Сярен флуорид (SF2): С развитието на нови технологии серен флуорид се използва като алтернатива на метил бромида в борбата с вредителите. Това вещество е по-безопасно за озоновия слой и се използва в различни области като селско стопанство, съхранение на храни и дезинфекция на помещенията.
• Етилен оксид (C2H4O): Това газообразно вещество се използва за стерилизация и дезинфекция в различни области, включително лекарство и съхранение на храни. Етиленовият оксид е ефективен фумигант и се използва както в чистата си форма, така и в смеси с други газове.

Бъдещето на фумигацията

С развитието на науката и технологиите се разработват нови вещества, които могат да се използват като фумиганти с по-малко въздействие върху околната среда. Очаква се в бъдеще фумиганите да бъдат по-безопасни за човешкото здраве и околната среда и да бъдат по-ефективни в борбата с вредителите и болестите.

Пример:

• Алуминиев фосфид: Използва се като фумигант в складове и за защита на храната от вредители. Този фумиган е безопасен за използване в затворени помещения и е ефективен срещу широк спектър от насекоми.

Историята на фумиганти обхваща над век изследвания и използването на химикали за елиминиране на вредители. Значението на фумигацията в селското стопанство и други индустрии е ясно; Въпреки това, с научния прогрес е необходимо да се разгледат екологичните и токсикологичните последици, което води до търсене на безопасни и ефективни алтернативи на традиционните фумиганти.

Класификация

Фумиганти се класифицират според различни критерии, включително химичен състав, механизъм на действие и поле на приложение. Основните групи фумиганти включват:

• Органични фумиганти: Синтетични органични съединения, като метамфоза и диметил фосфит.
• Неорганични фумиганти: като сероводород и фосфин.
• Биологични фумиганти: Използване на биологични агенти за убиване на вредители, например бактерии Bacillus thuringiensis.
• Газообразни фумиганти: Използва се за стерилизация на почвата и помещението, например метилен хлорид и етилен оксид.
• Течни фумиганти: Използва се във формата на разтвор за обработка на растения и почвата.

В зависимост от механизма на действие, състав и област на приложение, фумиганите могат да бъдат класифицирани в няколко групи. Нека прегледаме основните категории фумиганти:

Естествени фумиганти

Това са вещества, използвани в газообразна форма и имат естествен произход. Обикновено те се считат за по-малко токсични за околната среда и хората в сравнение със синтетичните фумиганти.

• Сяра: Използва се за дезинфекция и контрол на вредителите, особено в оранжериите и градинарството. Сярата може да бъде в газообразна или изпадна форма и се използва за борба с гъбичките и вредителите от насекоми.
• Етерични масла: Някои етерични масла (например евкалиптово масло, мента или цитрусови плодове) се използват за защита на растенията от насекоми. Тези масла имат репелентни свойства и могат да инхибират развитието на някои микроорганизми.

Синтетични фумиганти

Тази група включва химикали, които са синтезирани за по-целенасочен контрол на вредителите. Те са силно токсични, но могат да имат странични ефекти като замърсяване на околната среда и повишена устойчивост на вредители.

• Метил бромид (CH3BR): един от най-известните фумиганти. Използва се за защита на селскостопански култури, дезинфекционни помещения и стоки. От края на 90-те обаче използването му е ограничено поради заплахата от изчерпване на озоновия слой.
• Водород цианид (HCN): Използва се за дезинфекция и контрол на вредителите, предимно за лечение на складове и помещения. Водородният цианид е силно токсичен и изисква предпазливост по време на употреба.
• Метални фосфиди: Те включват алуминиев фосфид и магнезиев фосфид. Тези вещества се използват за защита на зърнените и други продукти. Те освобождават фосфин, токсичен газ, когато влизат в контакт с влага.

Биологични фумиганти

Това са вещества, получени от биологични източници или синтезирани с помощта на живи организми. Биологичните фумиганти са предназначени да се борят с вредители с минимално въздействие върху екологията и хората.

• Етилен оксид (C2H4O): Газ, използван за стерилизация и дезинфекция в различни области, като медицина, хранителна промишленост и селско стопанство. Той има фумигантни свойства и е ефективен срещу широк спектър от микроорганизми.
• Бактериални и гъбични фумиганти: използвани за борба с гъбичните заболявания и някои насекоми. Например, екстракти или препарати на базата на бактерии Bacillus, които могат да премахнат вредителите в газообразна форма.

Фумиганти с регулиращи растежа ефекти

Тези фумиганти се използват за потискане на растежа и развитието на вредители на различни етапи от техния жизнен цикъл, както и за дезинфекция.

• Алуминиев фосфид: един от най-често срещаните фумиганти за съхранение на зърно и други селскостопански продукти. Това химическо вещество освобождава фосфин, който унищожава вредителите, като нарушава дишането и метаболизма им.
• Фосфин: Използва се за дезинфекция и контрол на вредителите в затворени пространства. Фосфинът се използва активно за борба с вредителите в съоръжения за съхранение, складове и индустриални обекти.

Естествено синтетични фумиганти

Тази категория включва вещества, които могат да бъдат както синтетични, така и естествени. Те имат репелентни или токсични ефекти върху вредителите и се използват в различни области, като селско стопанство, съхранение на храни и дори домакински настройки.

• Карбофос: Синтетичен фумиган, който се използва активно за защита на растенията в градинарството, както и за дезинфекциращи стаи и превозни средства.
• Диметоат: Използва се като фумигант за борба с вредителите, включително за защита на зеленчуци, плодове и цветя. Той има широк спектър от действие и се използва за предотвратяване на растителни заболявания.

Механизъм на действие

• Как инсектицидите влияят на нервната система на насекомите

Фумиганите действат върху нервната система на насекомите, като блокират предаването на нервния импулс. Те могат да инхибират ензимите, като ацетилхолинестераза, да нарушават предаването на нервния сигнал и да причинят парализа на насекомите. Някои фумиганти блокират натриевите канали в нервните клетки, причинявайки непрекъснато възбуждане и смърт на вредители.

• Въздействие върху метаболизма на насекомите

Фумиганти могат да повлияят на метаболитните процеси на насекомите чрез нарушаване на синтеза на протеини, въглехидрати и липиди. Това води до намалена жизнеспособност и репродуктивна способност на насекомите. Прекъсването на нормалния метаболизъм възпрепятства растежа и развитието, намалявайки популациите от насекоми.

• Примери за молекулярни механизми на действие

Фумиганти като хлорпирифос инхибират ацетилхолинестеразата, което води до натрупване на ацетилхолин и нарушено предаване на нерв. Други фумиганти могат да действат върху натриеви канали, причинявайки непрекъсната деполяризация на нервните клетки и парализа. Например, органофосфатните фумиганти блокират ензимите, които са от съществено значение за нормалното функциониране на нервната система, което води до смърт на насекомите.

• Разлика между контакт и системни ефекти

Контактните фумиганти действат директно, когато са в контакт с вредителите, като ги убиват незабавно. Те проникват в кутикулата или дихателните пътища на насекомите, засягащи нервната им система. Системните фумиганти проникват в растителните тъкани, разпространявайки се в цялото растение и осигуряват защита от вредители, които се хранят с растителните тъкани. Системните фумиганти предлагат дългосрочен контрол на вредителите, но изискват по-внимателна доза и време на приложение.

Основни групи инсектициди чрез химичен състав

Органофосфати

Механизъм на действие

Органофосфатите инхибират ацетилхолинестеразата, нарушават предаването на нервите и причиняват парализа на насекомите.

Примери за продукти

• Метамфоза
• Фосфентация
• Етилфосфорон

Предимства и недостатъци

Предимства: Висока ефективност, широк спектър на действие, бърз ефект.

Недостатъци: Висока токсичност за хората и животните, опасностите от околната среда, потенциалното развитие на резистентността в вредителите.

Пиретроиди

Механизъм на действие

Пиретроидите блокират натриевите канали в нервната система на насекомите, причинявайки парализа и смърт.

Примери за продукти

• Перметрин
• Делтаметрин
• Ламбда-цихалотрин

Предимства и недостатъци

Предимства: Ниска токсичност за бозайниците, висока ефективност, устойчивост на светлина.

Недостатъци: токсичност за полезни насекоми (пчели, оси), развитие на устойчивост в вредители, възможно натрупване в околната среда.

Неоникотиноиди

Механизъм на действие

Неникотиноидите действат върху никотиновите ацетилхолинови рецептори, причинявайки непрекъснато възбуждане на нервните клетки.

Примери за продукти

• Имидаклоприд
• Тиаметоксам
• Clothianidin

Предимства и недостатъци

Предимства: Системни действия, висока ефективност срещу листни въшки и бели мухи, устойчивост на разлагане.

Недостатъци: токсичност за пчелите и други опрашители, потенциално натрупване във водни екосистеми, развитие на резистентност в вредители.

Карбамати

Механизъм на действие

Карбаматите инхибират ацетилхолинестеразата, подобно на органофосфатите, нарушавайки нервната система на насекомите.

Примери за продукти

• Карбарил
• Метомил
• Карбендазим

Предимства и недостатъци

Предимства: Висока ефективност, широк спектър на действие.

Недостатъци: Токсичност за хората и животните, въздействие върху полезните насекоми, рисковете за околната среда.

Фенилпиразели

Механизъм на действие

Фенилпиразолите засягат централната нервна система от насекоми, нарушават предаването на нервния сигнал и причинявайки парализа.

Примери за продукти

• Хлорфенапир
• Сулфадиазин

Предимства и недостатъци

Предимства: Висока ефективност срещу широк спектър от вредители от насекоми, ниска токсичност за бозайниците.

Недостатъци: токсичност за водните организми, потенциалното натрупване в околната среда.

Инсектициди и тяхното въздействие върху околната среда

• Въздействие върху полезните насекоми

Фумиганти, особено контактни инсектициди, вредят на полезни насекоми като пчели, оси и хищни насекоми, нарушават екосистемния баланс и намаляват ефективността на биологичния контрол. Унищожаването на полезни насекоми води до намаляване на опрашването и отслабени естествени механизми за борба с вредителите.

• Остатъчни нива на инсектицид в почвата, водата и растенията

Фумиганите могат да останат в почвата, водата и растенията дълго време, причинявайки замърсяване на околната среда и натрупване на токсични вещества в хранителните вериги. Остатъчните инсектициди могат да имат дългосрочно въздействие върху околната среда, намалявайки биоразнообразието и нарушаване на естествените процеси.

• Фотостабилност и разлагане на инсектициди в природата

Много инсектициди са силно фотостабилни, което увеличава постоянството им, но ги затруднява да се разпаднат в природата. Това води до тяхното натрупване в околната среда и потенциалната биомагнификация. Например, неоникотиноидите се разпадат бавно под слънчева светлина, допринасяйки за дългосрочното им присъствие в екосистемата.

• Биомагнификация и натрупване в хранителни вериги

Инсектицидите могат да се натрупат в тъканите на насекомите и животните, което води до биомагнификация и повишена токсичност при по-високи нива на хранителната верига, включително хората. Това причинява сериозни екологични и здравословни проблеми, тъй като натрупаните инсектициди могат да причинят отравяне и здравословни проблеми при животни и хора.

Проблемът с устойчивостта на вредители срещу инсектициди

• Причини за развитие на съпротивата

Честата и неконтролирана употреба на инсектициди допринася за избора на устойчиви популации от вредители. Генетичните мутации и потока на ген между насекомите ускоряват развитието на резистентност. Несъответствието с препоръчителните дози и приложните режими също насърчава развитието на резистентността.

• Примери за устойчиви вредители

Резистентността се е развила в вредители като бели мухи, листни въшки, акари и някои видове молци. Тези вредители показват намалена чувствителност към инсектициди, което ги затруднява и изисква използването на по-силни и по-токсични продукти.

• Методи за предотвратяване на резистентност

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 се прилагат интегрирани стратегии за управление на вредителите. Също така е от съществено значение да се придържате към препоръчителните дози и приложните режими, за да се избегне избор на устойчиви индивиди.

Безопасно използване на инсектициди

• Подготовка на решения и дозировки

Важно е строго да следвате инструкциите на производителя за подготовка на решения и дозиране на инсектициди. Прекомерната употреба може да доведе до екологични проблеми и развитие на съпротива в вредителите. Използването на измервателни инструменти за прецизно дозиране помага да се избегнат грешки и гарантират ефективна и безопасна употреба на инсектициди.

• Използване на защитно оборудване

Когато работите с инсектициди, защитно оборудване като ръкавици, маски, очила и защитно облекло трябва да се носи, за да се сведе до минимум излагането на човека. Защитната предавка помага да се предотврати контакт с кожата и лигавиците, както и вдишването на токсични инсектицидни пари.

• Препоръки за лечение на растения

Лекувайте растенията рано сутрин или вечер, за да избегнете излагането на инсектициди върху пчелите и други опрашители. Избягвайте лечението при ветровито време и дъждовни дни, тъй като това може да доведе до разпространение на инсектициди на полезни растения и организми.

• Периоди на изчакване преди прибиране на реколтата

Необходимо е да се наблюдават препоръчителните периоди на изчакване преди прибиране на реколтата след прилагане на инсектициди, за да се избегнат химически остатъци в хранителните продукти. Наблюдаването на периоди на изчакване гарантира безопасността на потреблението и предотвратява рисковете за човешкото здраве.

Алтернативи на химическите инсектициди

• Биологични инсектициди

Използването на ентомофаги, бактериални и гъбични препарати за контрол на вредителите от насекоми е екологично безопасно

Алтернатива на химическите инсектициди. Биологичните инсектициди като Bacillus thuringiensis ефективно се борят с вредители, без да навредят на полезните организми и околната среда.

• Естествени инсектициди

Използването на естествени агенти като Neem Oil, тютюневи инфузии и чесън разтвори ефективно контролират вредителите, без да се използват синтетични химикали. Тези методи отблъскват насекомите и предотвратяват тяхното възпроизвеждане, запазване на здравето на растенията и екосистемата.

• Феромонови капани и други механични методи

Феромоновите капани привличат и унищожават вредители от насекоми, намаляват популациите им и предотвратяват разпространението им. Други механични методи, като лепкави капани и бариери, също помагат за контрол на популациите на вредители, без да се използват химикали.

Примери за популярни инсектициди от тази група

Предимства и недостатъци

Предимства

• Висока ефективност срещу широк спектър от вредители
• Бързи действия, осигуряващи незабавно намаляване на населението
• Използваем при различни условия и при различни култури

Недостатъци

• Висока токсичност за хората и животните, ако са злоупотребявани
• Опасности от околната среда, включително замърсяване на почвата и водата
• Възможност за развитие на устойчивост на вредители, намаляване на ефективността

Рискове и предпазни мерки

• Въздействие върху здравето на хората и животните

Неправилната или прекомерната употреба на инсектициди може да причини отравяне при хора и животни. Симптомите могат да варират от леко дразнене на кожата и очите до сериозни неврологични и респираторни нарушения. Токсичността на инсектицидите изисква строго придържане към правилата за безопасност по време на употреба.

• Симптоми на отравяне с инсектициди

Симптомите на отравяне могат да включват замаяност, гадене, повръщане, слабост, конвулсии, затруднено дишане и загуба на съзнание. Ако инсектицидът контактува с очите или кожата, изплакнете засегнатата зона веднага с много вода.

• Първа помощ за отравяне

В случай на инсектицид контакт с кожата или очите, изплакнете засегнатата зона с вода за поне 15 минути. Ако се вдишвате, преместете на чист въздух и потърсете медицинска помощ. Ако се погрижите, обадете се на спешни служби и следвайте инструкциите за първа помощ.

Предотвратяване на вредители

• Алтернативни методи за борба с вредителите

Използването на културни практики като въртене на културите, мулчиране и правилна грижа за растенията помага да се предотвратят огнищата на вредители и намаляват необходимостта от инсектициди. Тези методи създават неблагоприятни условия за вредители и подобряват здравето на растенията.

• Създаване на неблагоприятни условия за вредители

Правилното напояване, отстраняването на паднали листа и растителни отломки и поддържането на чистотата на градината създават неблагоприятни условия за развъждане на вредители и намаляване на популациите им. Използването на физически бариери като мрежи и граници също помага за предотвратяване на вредители в достъпа до растения.

Заключение

Рационалното използване на инсектициди играе важна роля за защитата на растенията и увеличаването на добивите. Следването на указанията за безопасност и правилната доза помага за минимизиране на въздействието върху околната среда и рисковете за здравето. Важно е също така да се интегрират химическите методи с биологични и културни методи за борба с вредителите, за да се постигне устойчиво управление на вредителите и да се поддържа балансът на екосистемата.

Често задавани въпроси (FAQ)

Какво представляват фумиганти?

Фумиганти са химически вещества, използвани за унищожаване на вредители, патогенни микроорганизми и семена от плевели в почвата и върху растенията. Те могат да се прилагат като газове или течности и са проектирани за стерилизиране на почвата, зърното и селскостопанските структури.

Какви видове фумиганти съществуват?

Основните видове фумиганти включват органични фумиганти (например, метамфоза), неорганични фумиганти (например сероводород), биологични фумиганти (например, бактерии на бакюризис бактерии) и газообразни фумиганти (например, метилен хлорид).

Как фумиганите влияят на насекомите?

Фумиганите действат върху нервната система на насекомите, блокирайки предаването на нервния импулс и причинява парализа и смърт на вредители. Те могат да инхибират ензимите или да блокират нервните канали, нарушавайки нормалните житейски процеси на насекомите.

Могат ли фумиганите да се използват в оранжерии?

Да, фумиганите се използват широко в оранжерии за стерилизация на почвата и контрол на вредителите. Въпреки това трябва да се спазват правилата за безопасност и трябва да се използва подходящо защитно оборудване, заедно с препоръки за дозиране и време на приложение.

Вредни ли са фумиганите за полезните насекоми?

Да, фумиганите могат да бъдат токсични за полезните насекоми, включително пчелите и хищните насекоми. Ето защо е важно да се прилагат фумиганти с повишено внимание, като се избягва прилагането по време на периодите на активност на опрашителите и внимателно наблюдавате използването на тези продукти.

Как да предотвратим устойчивостта на вредители срещу фумиганти?

За да се предотврати резистентността, е необходимо да се въртят фумиганти с различни механизми на действие, да се комбинират методи за химичен и биологичен контрол и да следват препоръчителните графики за доза и приложението.

Могат ли фумиганите да замърсяват околната среда?

Да, фумиганите могат да се натрупват в почвата, водата и растенията, което води до замърсяване на екосистемата и натрупване на токсични вещества в хранителните вериги. Това причинява сериозни екологични и здравословни проблеми.

Какви алтернативи на фумиганти съществуват?

Алтернативите включват биологични инсектициди, естествени средства (NEEM масло, разтвори на чесън), феромонови капани и методи за механично управление. Тези подходи позволяват ефективен контрол на вредителите, без да се навреди на околната среда и полезните организми.

Как да изберем подходящия фумигант за конкретна култура?

Изборът на фумигант зависи от вида на вредителите, възрастта на растението, условията на околната среда и придържането към разпоредбите за безопасност. Препоръчва се да се консултирате с агрономи и да следвате указанията на производителите за ефективно и безопасно приложение на продукта.

Къде могат да бъдат закупени фумиганти?

Фумиганти се предлагат в специализирани селскостопански магазини, онлайн магазини и от доставчици на защита на растенията. Преди да закупите, гарантирайте законността и безопасността на използваните продукти.