Органофосфорни инсектициди

Органофосфорните инсектициди (OPI) са група от химически вещества, съдържащи фосфор в техните молекули, широко използвани за защита на растенията от различни вредители. Тези инсектициди работят, като инхибират основните ензими в тялото на насекомите, което води до парализа и смърт на вредителите. Те са оказали значително влияние върху селското стопанство, осигурявайки ефективна защита срещу широк спектър от насекоми.

Цели и значение в селското стопанство и градинарството

Основната цел за използване на органофосфорни инсектициди е да се увеличи производителността на селското стопанство чрез защита на растенията от вредители като насекоми, акари и други паразити. В градинарството и градинарството те се използват за защита на култури като плодове, зеленчуци и декоративни растения. Тези инсектициди значително намаляват щетите от вредителите от насекоми, което води до по-добро качество и по-големи добиви на културите.

Релевантност на темата

Проучването и правилното използване на органофосфорните инсектициди са подходяща тема, тъй като ефективното и безопасно използване на тези продукти изисква внимателно внимание. Неправилната употреба или прекалено прилагане може да доведе до резистентност при насекоми, както и отрицателно да повлияе на околната среда и човешкото здраве. Осъзнаването на органофосфорните инсектициди е важно за минимизиране на рисковете и осигуряване на устойчивост на селското стопанство.

Историята на органофосфорните инсектициди (OPI)

Органофосфорните инсектициди (OPI) играят ключова роля в контрола на вредителите и са важна част от селското стопанство и горското стопанство. Историята им започва през първата половина на 20-ти век, когато учените започнаха да изследват органофосфорните съединения, целящи да създадат по-ефективни и дълготрайни агенти за защита на растенията.

1. Ранни изследвания и открития

Първата вълна от интерес към органофосфорните съединения е възникнала през 30-те години на миналия век, когато учените започват да изследват химикалите, съдържащи фосфор като потенциални средства за унищожаване на вредители от насекоми. Първоначалните експерименти с органофосфорни съединения бяха фокусирани върху разработването на по-безопасни алтернативи на органохлорни инсектициди, като DDT. По това време химикалите, съдържащи фосфор, демонстрираха висока токсичност за насекомите, което ги прави потенциално ефективни агенти за защита.

2. Първите комерсиално успешни органофосфорни инсектициди

През 40-те години, на фона на Втората световна война, органофосфорните съединения привличат вниманието на военните като химически агенти за борба с вредители, включително насекоми. След войната започват търговски изследвания, основани на военни развития, насочени към прилагане на органофосфорни инсектициди в селското стопанство. През 1947 г. Се появява първият търговски органофосфорд инсектицид - малатион, бързо става популярен поради високата си ефективност срещу широк спектър от насекоми. Използван е в селското стопанство и за защита на човешкото здраве от болести, пренасяни от насекоми.

3. Разработка и употреба

От началото на 50-те години на миналия век органофосфорните инсектициди стават широко използвани в селското стопанство. Те осигуряват по-висока токсичност на насекомите от много по-рано използвани преди това органохлорни съединения, като DDT. OPI станаха популярни в борбата срещу вредители, като вредители от насекоми върху различни култури, включително памук, тютюн, зеленчуци и плодове. Някои от най-известните съединения в тази група включват паратион, диазинон и хлорпирифос.

4. Безопасност и екологични проблеми

Въпреки че органофосфорните инсектициди са били ефективни, употребата им доведе до нови екологични и токсикологични проблеми. Тези съединения проявяват висока токсичност не само на насекоми, но и на други организми, включително полезни насекоми като пчели и животни. Високата нестабилност и способност на органофосфорните инсектициди да се натрупват в екосистемите, замърсяващи почвените и водните тела се превърнаха в значителни проблеми. В резултат на това много от тези съединения бяха подложени на ограничения и забрани в определени страни, започващи в края на 70-те години.

5. Съвременни подходи и предизвикателства

Днес органофосфорните инсектициди остават широко използвани; Приложението им обаче е ограничено поради опасенията за околната среда и безопасността. Проблемите с устойчивостта на насекоми, устойчивостта на органофосфорните инсектициди и тяхната намаляваща ефективност се превърнаха в основни опасения в съвременната защита на растенията. За да предотвратят развитието на резистентност, учените активно разработват нови съединения и методи, комбинирайки органофосфорните инсектициди с биологични и механични методи за борба с вредителите.

По този начин историята на органофосфорните инсектициди е пътуване от революционни открития и успешни приложения до разпознаването на техните екологични и токсикологични проблеми, което доведе до търсенето на по-безопасни и по-устойчиви методи за защита на растенията.

Класификация

Органофосфорните инсектициди са разделени на няколко групи въз основа на химическа структура, механизъм на действие и въздействие върху насекомите. Те включват:

1. Органофосфати - най-често срещаната група от органофосфорни инсектициди, включително вещества като малатион, паратион и диазинон. Те работят, като инхибират активността на ацетилхолинестезата, нарушават предаването на нервни импулси при насекоми.
2. Фосфо-органични естери-Химикали, при които фосфор е свързан с въглерод чрез естерна връзка, като трикспен и пираклофен.
3. Нови класове органофосфорни съединения - синтетични съединения, като изопропиламинови соли и пиперазини, със специфични механизми на действие и висока устойчивост на външни условия.

1. По химическа структура

Органофосфорните инсектициди могат да бъдат класифицирани по структурата на техните молекули, което определя техните физикохимични свойства и активност срещу различни видове насекоми.

• Алифатни органофосфорни инсектициди: Тези химични съединения съдържат въглеродни вериги в тяхната структура. Пример е малатион (един от първите продукти, използващи органофосфорни съединения за защита на растенията).
• Ароматни органофосфорни инсектициди: Тези инсектициди имат ароматен пръстен, съдържащ фосфорни атоми. Пример е триметафос.
• Хлорирани органофосфорни инсектициди: В тези продукти фосфорът е свързан с хлорни атоми. Пример е хлорпирифос, който е популярен инсектицид, базиран на органофосфорни съединения.

2. По механизъм на действие

Основният механизъм на действие на органофосфорните инсектициди включва инхибиране на ензима ацетилхолинестераза, нарушаване на нормалното предаване на нерва и причиняване на парализа на насекомите. В зависимост от това как те влияят на нервната система, органофосфорните инсектициди могат да бъдат класифицирани, както следва:

• Инсектициди, които инхибират ацетилхолинестеразата: Тези вещества блокират активността на ацетилхолинестеразата, което води до натрупване на ацетилхолин в нервните синапси и нарушаване на предаването на нервния импулс. Примери: малатион, метамидофос, хлорпирифос.
• Инсектициди, засягащи други ензими: Някои органофосфорни съединения засягат други ензими, участващи в предаването на нервите. Примери: Диметоат, фосфамидон.

3. По време на действие

Органофосфорните инсектициди могат да варират по продължителността на действието им, което влияе върху честотата на лечението на растенията и икономическата ефективност.

• Дългодействащи инсектициди: Тези продукти имат траен ефект и могат да контролират популациите от вредители в продължение на няколко седмици или месеци. Пример: Chlorpyrifos.
• Инсектициди с кратко действие: Тези продукти действат бързо, но ефектът им се износва бързо, изисквайки многократни лечения. Пример: Малатион.

4. По зона на кандидатстване

Органофосфорните инсектициди могат да бъдат класифицирани въз основа на тяхната област на приложение:

• Селскостопански инсектициди: Тези продукти се използват за защита на селскостопански култури от вредители от насекоми. Пример: Хлорпирифос, малатион.
• Инсектициди за защита на общественото здраве: Тези продукти се използват за елиминиране на болестни вектори, като комари и хлебарки. Пример: Метамидофос, малатион.
• Домакински инсектициди: Тези продукти се използват за елиминиране на домакински вредители. Пример: Диметоат.

5. Чрез токсичност

Органофосфорните инсектициди могат да бъдат класифицирани по нивото на токсичността им към хората, животните и околната среда:

• Силно токсични продукти: Тези инсектициди са силно токсични и могат да причинят отравяне при хора и животни. Примери: Метамидофос, паратион.
• Умерено токсични продукти: Тези продукти имат умерена токсичност, което ги прави по-малко опасни, но все пак изисква предпазливост при използване. Пример: Малатион.
• Продукти с нисък токсичност: Тези продукти имат сравнително ниска токсичност за хората и животните, но все още са ефективни срещу насекомите. Пример: Диметоат.

6. По вид ефект

Органофосфорните инсектициди могат да действат или като контакт или системен:

• Свържете се с инсектициди: Тези продукти действат, когато влязат в контакт с насекомо. Те бързо проникват в тялото на насекомото чрез външното му покритие. Пример: Малатион.
• Системни инсектициди: Тези продукти проникват в растенията и се разпространяват в тях, което им позволява да засегнат вредители, които се хранят с сока на растението. Пример: Фосфамидон.

7. По метод на приложение

Органофосфорните инсектициди могат да бъдат класифицирани по метода на тяхното приложение:

• Продукти за пръскане: Тези инсектициди се прилагат за растения под формата на разтвори или емулсии. Пример: Chlorpyrifos.
• Почвени продукти: Тези инсектициди се прилагат върху почвата преди засаждане или по време на растежа на растенията. Пример: Метамидофос.

Механизъм на действие

Как инсектицидите влияят на нервната система на насекомите

Органофосфорните инсектициди блокират активността на ацетилхолинестераза, ензим, който обикновено разгражда невротрансмитера ацетилхолин в синапси на нервните клетки. Това води до натрупване на ацетилхолин, което причинява постоянна стимулация на нервните клетки, което води до парализа на насекомото. В някои случаи тези инсектициди могат също да повлияят на натриевите канали в клетките, нарушавайки функционирането на нормалната нервна система.

Ефект върху метаболизма на насекомите

Органофосфорните инсектициди също могат да повлияят на ензимите, участващи в метаболизма на насекомите. Това включва инхибиране на системата за активност на антиоксиданти, което води до увреждане на клетките и тъканите. Прекъсването на метаболизма може да доведе до умиране на насекомите от отравяне чрез метаболитни странични продукти.

Примери за молекулярни механизми на действие

• Инхибиране на ацетилхолинестераза: Повечето органофосфорни инсектициди работят чрез свързване с ацетилхолинестераза, блокирайки неговата активност и нарушава невро-трансмисията.
• Ефект върху натриевите канали: Някои органофосфорни инсектициди действат върху мембранните натриеви канали, причинявайки тяхното анормално активиране и води до парализа на насекомите.

Примери за продукти от тази група

Предимства и недостатъци

Продукти като малатион, паратион и диазинон са високоефективни срещу широк спектър от насекоми. Те бързо убиват вредители и имат широк спектър от активност. Те обаче имат и недостатъци, като висока токсичност за полезни насекоми (например пчели) и животни, както и висока променливост и устойчивост на разграждане в околната среда, което може да доведе до замърсяване на почвата и водата.

Примери за продукти

• Малатион: Използва се за защита на зеленчуци, плодове и култури в градинарството и селското стопанство. Ефективен срещу листни въшки, трипс и други вредители.
• Паратион: Използва се в селското стопанство за предпазване от широк спектър от вредители като мухи и бръмбари.
• Диазинон: Ефективен срещу много почвени вредители и вредни насекоми като ларви, трипси и други.

Въздействие върху околната среда

• Въздействие върху полезните насекоми

Органофосфорните инсектициди могат да бъдат токсични за полезни насекоми като пчели и калинки. Пчелите, които играят важна роля в опрашването, могат да умрат при контакт с инсектицида, който нарушава баланса на екосистемата и намалява добивите на културите.

• Остатъчни нива на пестициди в почвата, водата и растенията

Някои органофосфорни инсектициди могат да останат в почвата, водата и растенията за дълги периоди. Това може да доведе до замърсяване на околната среда и натрупване на токсични вещества в хранителните вериги.

• Фотостабилност и деградация на инсектициди в природата

Органофосфорните инсектициди имат различна фотостабилност, което влияе върху тяхното разграждане в природата. Някои вещества се разпадат бързо под слънчева светлина, докато други продължават в околната среда и могат да замърсят екосистемите.

• Биомагнификация и натрупване в хранителни вериги

Органофосфорните инсектициди могат да се натрупат в тъканите на растенията и животните, което води до биомагнификация в хранителните вериги. Това може да доведе до натрупване на токсични вещества в телата на хора и животни, консумиращи замърсени продукти.

Проблемът с устойчивостта на насекоми срещу инсектициди

Причини за съпротива

Насекомите могат да развият резистентност към органофосфорните инсектициди чрез генетични промени, които им позволяват да оцелеят след излагане на инсектицида. Това може да бъде резултат от мутации, които увеличават способността на насекомите да метаболизират или отделят токсични вещества.

Примери за устойчиви вредители

• Колорадо картофен бръмбар: С развитието на устойчивост на различни инсектициди, включително продукти от органофосфор, картофеният бръмбар в Колорадо стана трудно да се контролира в някои региони.
• Афиди: В някои случаи листните въшки са развили резистентност към органофосфорни инсектициди, което ги прави по-устойчиви на лечение.

Методи за предотвратяване на резистентност

За да се предотврати устойчивостта, е важно да се въртят инсектициди с различни режими на действие, да се използват комбинирани лечения и да се прилагат биологични и механични методи за борба с вредителите.

Безопасно използване на инсектициди

• Подготовка на решения и дозировки

Когато използвате органофосфорни инсектициди, е важно строго да следвате инструкциите за опаковката относно дозировките. Прекомерната употреба може да доведе до замърсяване на околната среда и съпротива в вредителите.

• Използване на защитно оборудване

Защитното оборудване като ръкавици, маски и очила трябва да се носи, за да се предотврати контакт с инсектицидите върху кожата и дихателната система.

• Препоръки за лечение на растения

Лечението трябва да се извършва в ранната сутрин или вечер, за да се избегне въздействието върху пчелите и други полезни насекоми. Метеорологичните условия като липса на дъжд и леки ветрове трябва да се вземат предвид, за да се подобри ефективността на лечението.

• Периоди на изчакване преди прибиране на реколтата

След прилагане на инсектициди е важно да се наблюдават периоди на изчакване преди прибирането на реколтата, за да се сведе до минимум риска от остатъци от пестициди при култури.

Алтернативи на химическите инсектициди

• Биологични инсектициди

Използването на естествени врагове на вредители, като ентомофаги (хищни насекоми), може да бъде ефективна алтернатива на химическите инсектициди.

• Естествени инсектициди

Има много естествени инсектициди, като масло от Neem, инфузии на чесън и тютюневи разтвори, които са екологични и безопасни за хората.

• Феромонови капани и други механични методи

Феромоновите капани могат да привличат и улавят вредители, като свеждат до минимум необходимостта от химични лечения.

Примери за най-популярните инсектициди в тази група

Рискове и предпазни мерки

• Въздействие върху здравето на хората и животните

Органофосфорните инсектициди могат да бъдат токсични за хората и животните, особено при продължителен контакт или неправилна употреба.

• Симптоми на отравяне с инсектициди

Отравянето може да се прояви като главоболие, гадене, повръщане, слабост и в тежки случаи, припадъци и загуба на съзнание.

• Първа помощ за отравяне

Ако настъпи отравяне, незабавно отстранете човека или животното от района, изплакнете очите и кожата и потърсете медицинска помощ.

Заключение

Органофосфорните инсектициди са ефективно средство за защита на растенията от вредители. Тяхното използване обаче изисква предпазливост и спазване на насоките за безопасност, за да се сведе до минимум отрицателните въздействия върху човешкото здраве и околната среда.

• Напомняне на мерките за безопасност

Следвайки инструкции, използването на защитно оборудване и наблюдение на периодите на изчакване преди прибирането на реколтата са важни мерки за безопасното използване на инсектициди.

• Обадете се за използването на по-безопасни и по-екологични методи за борба с вредителите

Важно е активно да се търсят и прилагат по-безопасни и по-екологични методи за борба с вредителите, като биологичен контрол и използване на естествени инсектициди.

Често задавани въпроси (FAQ)

Какво представляват органофосфорните инсектициди?
Органофосфорните инсектициди са група от химически вещества, съдържащи фосфор, използвани за убиване на вредители от насекоми. Те работят, като инхибират активността на ензима ацетилхолинестераза, нарушавайки нормалното предаване на нервните импулси при насекоми.

Как органофосфорните инсектициди влияят на насекомите?
Органофосфорните инсектициди влияят на нервната система на насекомите, като инхибира ацетилхолинестеразата, ензима, който разгражда невротрансмитера ацетилхолин. Това води до натрупване на ацетилхолин в синапси, което води до непрекъснато стимулиране на нервните клетки, парализа и смъртта на насекомото.

Какви инсектициди са в органофосфорната група?
Тази група включва продукти като малатион, паратион, диазинон и хлорпирифос. Тези вещества са ефективни срещу различни вредители, включително насекоми, акари и ларви.

Какви са предимствата на органофосфорните инсектициди?
Органофосфорните инсектициди имат висока токсичност за насекомите, което ги прави ефективни срещу широк спектър от вредители. Те действат бързо, което позволява бързо премахване на заплахите за селскостопанските култури.

Какви са недостатъците на органофосфорните инсектициди?
Недостатъците включват токсичност за полезни насекоми (например пчели), животни и хора, ако не се прилага правилно. Те могат също да продължат в околната среда, замърсявайки почвата и водата, което увеличава екологичните рискове.

Как органофосфорните инсектициди влияят на околната среда?
Органофосфорните инсектициди могат да се натрупат в почвата и водата, което води до замърсяване на екосистемата. Те също са токсични за полезните насекоми, като пчели и хищни насекоми, нарушават екосистемата и намаляват биоразнообразието.

Какво е биомагнификацията в контекста на органофосфорните инсектициди?
Биомагнификацията е процесът на натрупване на токсични вещества, като органофосфорни инсектициди, в хранителни вериги. Тези вещества могат да се натрупат в тъканите на животни и растения, увеличавайки концентрацията им, докато се движат нагоре по хранителната верига.

Как може да се предотврати устойчивостта на насекомите към органофосфорните инсектициди?
За да се предотврати съпротивлението, се препоръчва да се въртят продукти с различни режими на действие, да се използва комбинирани лечения и да следвате препоръчителни дози и интервали на приложение, за да избегнете създаване на условия за развитие на резистентност в вредителите.

Какви мерки за безопасност трябва да се спазват при използване на органофосфорни инсектициди?
Когато се работи с органофосфорни инсектициди, трябва да се използва защитно оборудване (ръкавици, маски, очила), трябва да се спазват дози, приложенията трябва да се правят по време на препоръчаните времена, а интервалите на прибиране на реколтата трябва да се наблюдават, за да се сведат до минимум нивата на остатъците в културите.

Какви са алтернативите на органофосфорните инсектициди?
Алтернативите включват биологични инсектициди (ентомофаги, бактерии и гъбички), естествени инсектициди (напр. Нейм масло, инфузии на чесън) и механични методи като феромонови капани и органични пестициди, които са по-малко токсични за околната среда и полезните организми.