Пиретроиди

Пиретроидите са група от синтетични инсектициди, които имитират действието на пиретрините, естествено срещащи се вещества, извлечени от цветя на хризантема. Тези инсектициди се използват активно за контрол на различни вредители в селското стопанство, градинарството и в домакинствата. Пиретроидите са силно токсични за насекомите, блокират нервната им система и причиняват парализа, което води до тяхната смърт. За разлика от пиретрините, синтетичните пиретроиди са по-стабилни за разграждане от слънчева светлина, което ги прави по-ефективни и дълготрайни.

Цели и значение в селското стопанство и градинарството

Основната цел на използването на пиретроиди е да се предпазят растенията от вредители. Тези инсектициди се прилагат за защита на широк спектър от селскостопански култури, от зеленчуци и плодове до зърнени култури и декоративни растения. Пиретроидите помагат да се намали населението на насекомите, които могат да причинят значителни щети в селскостопанския сектор, намалявайки както качеството, така и количеството на реколтите. В градинарството пиретроидите ефективно се борят с вредители като листни въшки, бели мухи и акари, защитават декоративните растения и подобряват здравето им. Правилното използване на тези продукти допринася за увеличен добив и свежда до минимум щетите от насекомите в вредителите.

Релевантност на темата

Изследването на пиретроидите е изключително важно, тъй като неправилното използване на тези инсектициди може да доведе до развитието на резистентност при насекоми и да повлияе негативно на околната среда. Важно е да научите как да избирате правилно инсектицидите, като се придържате към дозировки и правила за кандидатстване, за да се сведат до минимум рисковете за полезни насекоми и екосистеми като цяло. Освен това, увеличаването на осведомеността за пиретроидите ще помогне в борбата срещу устойчивостта на насекоми срещу инсектициди, което е един от настоящите въпроси в селското стопанство и градинарството.

История на пиретроидите

Пиретроидите са синтетични инсектициди, които имитират действието на естествените пиретрини, открити в цветята на определени видове хризантема. От откриването и създаването им през 70-те години пиретроидите се използват широко в селското стопанство и градинарството поради високата си ефективност, ниската токсичност за бозайниците и бързото разпадане в околната среда. Историята на пиретроидите започва с изследването на естествените вещества и развитието на техните синтетични аналози за по-безопасен и по-ефективен контрол на вредителите.

1. Ранно откриване и изследване на пиретрини

Естествените пиретрини са били изолирани за първи път през 19 век от хризантеми. До 40-те години на миналия век е открито, че пиретрините имат инсектицидна активност и могат ефективно да убиват насекоми. Тези вещества се разпадат бързо и оказват минимално въздействие върху бозайниците, което ги прави привлекателни като инсектициди. Въпреки това, естествените пиретрини имат ограничения в стабилността и ефективността, което доведе до търсене на синтетични аналози.

2. Развитие на синтетични пиретроиди

През 70-те години учените започват да развиват синтетични аналози на пиретрини - пиретроиди. Пиретроидите са създадени за подобряване на стабилността и увеличаване на продължителността на действието им, както и за осигуряване на по-висока токсичност за насекоми и по-ниска токсичност за хората и животните. Тези синтетични съединения имитират механизмите на естествените пиретрини, блокиращи нервните импулси при насекоми, което води до парализа и смърт.

Пример:

• PERMETHRIN - Първият синтетичен пиретроид, разработен през 70-те години на миналия век, който придоби широко разпознаване за своята висока ефективност и устойчивост на деградация. Перметрин се превърна в един от най-популярните инсектициди за контрол на вредителите в селското стопанство, а също и в домакинствата за защита срещу акари и комари.

3. Широко използване на пиретроиди през 80-те и 90-те години

От 80-те години на миналия век пиретроидите се използват в различни области, включително селско стопанство, контрол на вредителите в домакинствата и ветеринарна медицина. С увеличаването на използването на пиретроиди разработването на нови формулировки с подобрени характеристики, като повишена ефективност, стабилност на околната среда и намалена токсичност за нецелеви организми, започна.
Пример:

• Cypermethrin - Синтетичен пиретроид, разработен през 80-те години на миналия век, който бързо се превърна в един от най-популярните инсектициди. Използва се за контрол на широк спектър от вредители в селското стопанство, а също и за контролиране на болестни вектори, като комари, които предават вируси.
• Deltamethrin - Друг пиретроид, който се използва широко през 90-те години. Той беше известен с високата си ефективност срещу различни насекоми като хлебарки, комари и мухи, а също така се използва за защита на селскостопанските култури от вредители.

4. Съвременни приложения и подобрения

С напредването на технологиите през 2000-те и 2010 г. Пиретроидите продължават да се подобряват, ставайки по-безопасни и по-ефективни. Новото поколение инсектициди се отличава с подобрена стабилност, висока активност срещу широк спектър от вредители и намалени рискове за околната среда и човешкото здраве. Пиретроидите продължават да играят важна роля в интегрираните системи за управление на вредителите, съчетавайки методите на химически, биологични и механични контроли.

Пример:

• Ламбда-цихалотрин-един от съвременните пиретроиди, който е силно активен срещу широк спектър от вредители, включително насекоми, устойчиви на по-стари инсектициди. Този продукт се използва в селското стопанство и засаждането за защита срещу вредители като картофения бръмбар в Колорадо и различни видове молци.

5. Проблеми и перспективи

Въпреки успеха на пиретроидите, тяхната употреба не е без проблеми. Един от най-важните проблеми е развитието на резистентността при насекомите, което води до намалена ефективност на продуктите. В отговор на този брой учените продължават да разработват нови пиретроидни формулировки, както и комбинирани продукти, за да преодолеят устойчивостта и да осигурят ефективна защита срещу вредители.

Съвременни тенденции в използването на пиретроиди

Днес пиретроидите остават важни инсектициди в борбата срещу вредителите, но използването им е значително ограничено поради проблеми с резистентността на насекомите и рисковете за околната среда. Съвременните изследвания се фокусират върху развитието на пиретроиди с подобрени характеристики, които ще бъдат по-ефективни срещу устойчиви вредители, както и намаляване на тяхното въздействие върху полезните насекоми. Като алтернатива и допълнение към пиретроидите се развиват биологични методи за защита на растенията, включително врагове на естествени насекоми и използване на микроорганизми.

По този начин историята на пиретроидите включва тяхното установяване като ефективни и сравнително безопасни инсектициди, както и развитието на въпроса за устойчивостта на вредители и въздействието върху околната среда. Разбирането на тази история помага при търсенето на нови и по-безопасни методи за контрол на вредителите.

Класификация

Пиретроидите са голяма група инсектициди, използвани предимно за контрол на насекомите от вредители. Те синтетично имитират пиретрини - естествени инсектициди, открити в цветя на хризантема. В зависимост от тяхната химическа структура, активност и приложение, пиретроидите могат да бъдат класифицирани според различни характеристики.

1. По химическа структура:

Пиретроидите могат да бъдат класифицирани въз основа на тяхната химическа структура, която се определя от наличието на определени функционални групи. Най-често срещаните класове са:

• Пиретроиди тип I (клас I): Този клас включва пиретроиди, които не съдържат допълнителна атомна група, което ги прави по-токсични за насекомите. Пример е Permethrin, който има добра активност и бърз ефект.
• Пиретроиди тип II (клас II): Тези пиретроиди съдържат допълнителна атомна група, която значително увеличава стабилността им и намалява токсичността за животните. Cypermethrin е един от най-популярните примери на тип II. Използва се в селското стопанство за контрол на насекомите от вредители и в борбата срещу векторите на болестта.

2. С скорост на действие:

Пиретроидите се различават по това колко бързо влияят на насекомите. В зависимост от това колко бързо те предизвикват парализа и смърт при насекомото, те могат да бъдат класифицирани, както следва:

• Бързо действащи пиретроиди: Тези инсектициди бързо парализират насекомите и започват да работят в рамките на минути след контакт. Перметринът е пример за бързодействащ пиретроид.
• Бавнодействащи пиретроиди: Тези продукти работят по-бавно, като ефектите им стават забележими само след няколко часа. Делтаметринът е пример за такива пиретроиди.

3. По формуляр за кандидатстване:

Пиретроидите могат да бъдат класифицирани в зависимост от формата, в която се прилагат:

• Системни пиретроиди: Тези инсектициди проникват в растението и се разпространяват в тъканите му, което ги прави ефективни срещу насекоми, които се хранят с растителните тъкани. Пример за такъв пиретроид е Landametrin.
• Контактни пиретроиди: Тези вещества действат директно при контакт с насекомото, причинявайки парализа и смърт. Cypermethrin е пример за контактен пиретроид, който действа върху външните части на растението или върху самите насекоми.

4. По зона на кандидатстване:

Пиретроидите могат да бъдат класифицирани въз основа на тяхната област на кандидатстване:

• За селското стопанство: Това е най-често срещаната зона за кандидатстване за пиретроиди, тъй като те се използват активно за защита на селскостопанските култури от различни вредители. Пример са хлорпирифос, който се използва широко за зеленчуци, зърнени култури и плодови култури.
• За употреба на домакинствата: Пиретроидите се използват и в домакинствата, например за предпазване от вредители на закрито като хлебарки, мухи, комари и други насекоми. Делтаметрин и перметрин често се използват при домакински инсектицидни спрейове.
• За ветеринарна употреба: Пиретроидите могат да се използват във ветеринарната медицина за защита на домашните любимци от паразити като бълхи и кърлежи. Пример е fenvalerate, който се използва при лечение с антифлея за кучета и котки.

5. По стабилност:

Класификацията на пиретроидите чрез стабилност се основава на способността им да поддържат активност при различни условия на околната среда:

• Фотостабилни пиретроиди: Тези инсектициди не се разграждат бързо под слънчева светлина, което ги прави ефективни за дългосрочна употреба в открити пространства. Циперметринът и делтаметринът са примери за такива фотостабилни пиретроиди.
• Photounstable пиретроиди: Тези вещества губят активността си при слънчева светлина, което ограничава използването им в отворени селскостопански условия. Те обаче могат да се използват в затворени пространства или в комбинация с други продукти, които подобряват стабилността.

6. По токсичност:

Пиретроидите се различават по своята токсичност за хората, животните и насекомите. Токсичността зависи от молекулния състав и неговото взаимодействие с нервната система на насекомите.

• Силно токсични пиретроиди: продукти, които са силно токсични за насекомите и се използват срещу широк спектър от вредители. Пример е перметрин.
• Умерено токсични пиретроиди: Тези инсектициди имат умерена токсичност и често се използват за защита на по-чувствителни растения. Пример е Fenvalerate.

Механизъм на действие

• Как инсектицидите влияят на нервната система на насекомите:

Пиретроидите блокират импулсното предаване на нерв в тялото на насекомите, като засягат натриевите канали в тяхната нервна система. Тези канали регулират потока на натриевите йони в нервните клетки, което е ключов процес за функциониране на нормалната нервна система. Когато се прилагат пиретроиди, тези канали стават хиперактивни, което води до нарушаване на нормалното предаване на нервния импулс. Това води до парализа и в крайна сметка смъртта на насекомото.

• Въздействие върху метаболизма на насекомите:

В допълнение към директните ефекти върху нервната система, пиретроидите могат да променят метаболизма на насекомите. Например, някои пиретроиди пречат на нормалната функция на клетките, която може да повлияе на енергийния метаболизъм, забавяйки процесите на растеж и развитие. Тези промени могат да отслабят способността на вредителите да възпроизвеждат и увеличават чувствителността си към други фактори на стреса.

• Примери за молекулярни механизми на действие:

1. Действие върху ацетилхолинестераза: Пиретроидите могат да инхибират активността на ацетилхолинестеразата, което води до натрупване на ацетилхолин в нервните синапси, като по този начин нарушава нормалното предаване на нервния импулс.
2. Действие върху натриевите канали: Пиретроидите влияят на натриевите канали, причинявайки непрекъснатото им отваряне, което води до неконтролиран йонен поток и възбуждане на нервните клетки.

Разлика между контакт и системно действие:

• Контактните пиретроиди действат директно при контакт с повърхността на тялото на насекомото. Те бързо проникват в организма през външната обвивка и бързо причиняват парализа.
• Системните пиретроиди могат да проникнат в растенията и да се разпространяват през тях, като засягат вредителите не само чрез контакт с телата им, но и чрез хранене, когато насекомите консумират обработени растения.

Примери за продукти

Предимства:

• Бързо действие: Пиретроидите започват да работят в рамките на минути след контакт, осигурявайки бърз контрол на популациите от вредители.
• Широка обхват на действие: Тези инсектициди са ефективни срещу различни видове вредители, включително листни въшки, мухи, акари и други насекоми.
• Ниска токсичност за бозайниците: пиретроидите имат по-ниска токсичност за хората и животните в сравнение с други инсектициди.

Недостатъци:

• Въздействие върху полезните насекоми: Пиретроидите могат да бъдат токсични за пчелите и други полезни насекоми, което намалява опрашването и нарушава екологичния баланс.
• Устойчивост на вредители: Насекомите могат да развият устойчивост на пиретроиди, което изисква въртене на продуктите или използването на комбинирани методи за контрол.

Примери за продукти:

• Deltamethrin: Ефективен срещу листни въшки, бели мухи и други вредители. Силно активен пиретроид с бърз ефект.
• Cypermethrin: Широко използван в селското стопанство за защита на зеленчуците и плодовите култури от различни насекоми.

Въздействие върху околната среда

• Въздействие върху полезните насекоми (пчели, хищни насекоми):

Пиретроидите могат да бъдат опасни за полезни насекоми, като пчели и калинки. Пчелите, които играят важна роля в опрашването на растенията, могат да умрат при контакт с пиретроиди. Това намалява биоразнообразието и засяга екосистемата.

• Остатъчни количества инсектициди в почвата, водата и растенията:

След прилагане на пиретроиди остатъчните количества от веществото могат да останат в почвата, водата и растенията. Това създава риск от замърсяване на екосистемите, особено водните тела, които могат да засегнат живите организми като риба и водни растения.

• Фотостабилност и деградация на инсектициди в природата:

Пиретроидите имат добра фотостабилност, което означава, че се противопоставят на разпадането от слънчева светлина. Това увеличава тяхната активност и продължителност на действието, но също така допринася за натрупването на химикали в околната среда.

• Биомагнификация и натрупване в хранителни вериги:

Инсектицидите могат да се натрупват в животински тела, което води до биомагнификация - предизвикани концентрации на химикали на всяко ниво на хранителната верига. Това може да има вредно въздействие върху животни и хора, които консумират продукти, съдържащи остатъчни инсектициди.

Проблем на съпротивата при насекоми към инсектициди

• Причини за съпротива:

Съпротивата при насекомите възниква поради естествения подбор: Индивидите, които имат мутации, които им позволяват да преживеят експозицията на инсектициди, преминават тези черти на тяхното потомство. С течение на времето такива насекоми стават устойчиви на продуктите, намалявайки тяхната ефективност.

• Примери за устойчиви вредители:

Картофният бръмбар в Колорадо, листни въшки и други насекоми са станали устойчиви на пиретроиди след многократна употреба на тези продукти в същата област.

• Методи за предотвратяване на устойчивост:

За да се предотврати устойчивостта, се препоръчва да се въртят инсектициди с различни механизми на действие, да се използват комбинирани продукти и да практикуват интегрирани методи за борба с вредителите, като биологичен контрол и използване на естествени врагове.

Насоки за безопасност за употреба на инсектициди

• Подготовка на решение и дозировки:

Строго следвайте определените дози, тъй като излишъкът от инсектицид може да навреди на растенията и околната среда. Преди нанасяне е важно правилно да разреждате инсектицида във вода и да го смесите старателно.

• Използване на защитно оборудване при работа с инсектициди:

Когато използвате пиретроиди, трябва да се носи защитно оборудване като ръкавици, маски и очила. Това предпазва от химичен контакт с кожата и дихателната система.

• Препоръки за лечение на растения:

Лекувайте растенията вечер или рано сутрин, когато температурите са по-ниски, а насекомите са по-активни. Избягвайте прилагането по време на дъждовно време или силни ветрове, за да предотвратите измиването или разпространението на инсектицида в други райони.

• Спазване на периодите на изчакване преди прибиране на реколтата:

Важно е да се придържате към периодите на изчакване, посочени на опаковката, за да се предотврати навлизането на остатъчните химикали в храната.

Алтернативи на химическите инсектициди

• Биологични инсектициди:

Използването на ентомофаги, като хищни акари, както и бактериални продукти като Bacillus thuringiensis, представлява ефективен начин за контрол на вредителите, без да се използват химикали.

• Естествени инсектициди:

Нефтените разтвори на Neem, чесънът и тютюневите инфузии са естествени методи, които могат ефективно да отблъскват насекомите, без да навредят на растенията и околната среда.

• Феромонови капани и други механични методи:

Феромоните и капаните за насекоми помагат за намаляване на популациите от вредители, без да се използват химикали.

Примери за популярни продукти от тази група

Рискове и предпазни мерки

• Въздействие върху здравето на хората и животните:

Пиретроидите могат да бъдат токсични за хората и животните, ако бъдат злоупотребявани. Трябва да се внимава при използването им.

• Симптоми на отравяне с инсектициди:

Отравянето от пиретроиди се проявява като главоболие, гадене, повръщане и замаяност. В случай на отравяне трябва да се търси незабавна медицинска помощ.

• Първа помощ за отравяне:

Изплакнете устата и очите, обадете се за медицинска помощ и вземете активен въглен, за да ускорите отстраняването на токсините от тялото.

Заключение

Рационалната употреба на пиретроиди помага ефективно да контролират вредителите, но изисква внимателно внимание към безопасността. Следването на препоръките за дозиране и приложения минимизира рисковете и постига максимална ефективност.

Често задавани въпроси (FAQ)

• Какво представляват пиретроидите?

Пиретроидите са синтетични химични инсектициди, разработени от пиретрин, естествено съединение, извлечено от хризантема цветя. Тези инсектициди се използват активно за борба с широк спектър от вредители поради високата им токсичност към насекомите и сравнително ниска токсичност за бозайниците.

• Как работят пиретроидите?

Пиретроидите влияят на нервната система от насекоми, като нарушават нормалното функциониране на невроните. Те блокират натриевите канали върху клетъчните мембрани, причинявайки непрекъснато активиране на нервните клетки, което води до парализа и смърт на насекомите. Това води до бързо и ефективно премахване на вредители.

• По какво се различават пиретроидите от другите инсектициди?

Пиретроидите са високоефективни срещу насекоми със сравнително ниска токсичност за бозайниците, включително хората. Те действат бързо и имат сравнително кратка продължителност на действие, което намалява риска от натрупване на остатъци в околната среда. Пиретроидите обаче могат да бъдат токсични за водните организми и някои полезни насекоми.

• Какви са предимствата на пиретроидите?

Пиретроидите имат няколко предимства: те действат бързо, ефективни са срещу много видове насекоми, имат ниска токсичност за хората и животните, когато се използват правилно, и се разпадат сравнително бързо в околната среда. Това ги прави популярни за използване в селското стопанство и градинарството.

• Какви са недостатъците на пиретроидите?

Основният недостатък на пиретроидите е, че те могат да причинят резистентност при насекоми, когато се използват многократно или непрекъснато. Те също могат да бъдат токсични за полезните насекоми, като пчели и други опрашители, както и за водни екосистеми. Пиретроидите са силно токсични за рибата и други водни организми, което изисква предпазливост, когато се използват в близост до водни тела.

• Как пиретроидите влияят на екосистемата?

Пиретроидите могат да засегнат полезните насекоми, като пчели, калинки и ентомофаги (естествени врагове на вредители), нарушавайки екосистемата. Те могат също да влязат в водни тела и да навредят на водните екосистеми, като убиват риба и други водни организми. За да се сведе до минимум въздействието върху околната среда, е важно да се спазват указанията за използване на пиретроидите.

• Какви насекоми са най-уязвими от пиретроиди?

Пиретроидите са ефективни срещу много видове насекоми, включително мейлибуги, листни въшки, акари, мравки и селскостопански вредители като картофения бръмбар в Колорадо. Те се използват за борба с вредителите както в селското стопанство, така и в вътрешните условия.

• Как може да се предотврати устойчивостта на пиретроидите?

За да се предотврати устойчивостта, е важно да се въртят инсектициди с различни режими на действие, да ги използвате в комбинация с други методи за контрол (например биологични инсектициди или механични методи) и следвайте препоръките за честота на дозата и приложението. Въртящите се продукти и правилната употреба намаляват вероятността от устойчиви популации на вредители.

• Как трябва да се използват пиретроиди безопасно?

Когато използвате пиретроиди, е важно да следвате препоръките за опаковане и да носите защитно облекло (ръкавици, очила, маска), за да се избегне контакт с кожата и дихателните пътища. Също така, избягвайте да ги прилагате при силни ветрове и дъжд и да се съобразявате с периодите на изчакване преди прибирането на реколтата, за да сведете до минимум риска от остатъци от пестициди в продуктите.

• Има ли алтернативи на пиретроидите?

Да, съществуват алтернативи на пиретроидите, като органични инсектициди (NEEM масло, инфузия на чесън), биологични методи за борба с вредителите (ентомофаги, бактерии и вируси) и механични методи като капани и физическо отстраняване на вредители. Тези методи могат да бъдат по-безопасни за околната среда и човешкото здраве, но може да изискват повече усилия и време за постигане на подобна ефективност.