Organofosforu insekticīdi

Organofosfora insekticīdi (OPIS) ir ķīmisku vielu grupa, kas satur fosforu to molekulās un ko plaši izmanto augu aizsardzībai pret dažādiem kaitēkļiem. Šie insekticīdi darbojas, inhibējot svarīgus enzīmus kukaiņu organismā, izraisot kaitēkļu paralīzi un nāvi. Tiem ir bijusi ievērojama ietekme uz lauksaimniecību, nodrošinot efektīvu aizsardzību pret plašu kukaiņu klāstu.

Mērķi un nozīme lauksaimniecībā un dārzkopībā

Organisko fosfora insekticīdu lietošanas galvenais mērķis ir palielināt lauksaimniecības produktivitāti, aizsargājot augus no kaitēkļiem, piemēram, kukaiņiem, ērcēm un citiem parazītiem. Dārzkopībā un dārzkopībā tos izmanto, lai aizsargātu tādas kultūras kā augļi, dārzeņi un dekoratīvie augi. Šie insekticīdi ievērojami samazina kukaiņu kaitēkļu nodarīto kaitējumu, tādējādi uzlabojot kvalitāti un palielinot ražas apjomu.

Tēmas atbilstība

Organisko fosfora insekticīdu izpēte un pareiza lietošana ir aktuāla tēma, jo šo produktu efektīvai un drošai lietošanai nepieciešama rūpīga uzmanība. Nepareiza lietošana vai pārmērīga lietošana var izraisīt kukaiņu rezistenci, kā arī negatīvi ietekmēt vidi un cilvēku veselību. Informētība par organiskajiem fosfora insekticīdiem ir svarīga, lai samazinātu riskus un nodrošinātu lauksaimniecības ilgtspējību.

Organisko fosfora insekticīdu (OPIS) vēsture

Organiskajiem fosfora insekticīdiem (OPIS) ir būtiska loma kaitēkļu apkarošanā, un tie ir svarīga lauksaimniecības un mežsaimniecības sastāvdaļa. To vēsture aizsākās 20. gadsimta pirmajā pusē, kad zinātnieki sāka pētīt organofosfora savienojumus, lai radītu efektīvākus un ilgstošākas iedarbības augu aizsardzības līdzekļus.

1. Agrīnie pētījumi un atklājumi

Pirmais intereses vilnis par organofosfora savienojumiem parādījās 20. gs. trīsdesmitajos gados, kad zinātnieki sāka pētīt fosforu saturošas ķīmiskas vielas kā potenciālu līdzekli kukaiņu kaitēkļu iznīcināšanai. Sākotnējie eksperimenti ar organofosfora savienojumiem bija vērsti uz drošāku alternatīvu izstrādi hlororganiskajiem insekticīdiem, piemēram, DDT. Tajā laikā fosforu saturošām ķīmiskām vielām bija augsta toksicitāte kukaiņiem, padarot tās par potenciāli efektīviem aizsardzības līdzekļiem.

2. Pirmie komerciāli veiksmīgie organofosfora insekticīdi

Otrā pasaules kara laikā, 20. gs. četrdesmitajos gados, organofosfora savienojumi piesaistīja militārpersonu uzmanību kā ķīmiskie līdzekļi kaitēkļu, tostarp kukaiņu, apkarošanai. Pēc kara sākās komerciāli pētījumi, kuru pamatā bija militārie sasniegumi, kuru mērķis bija organofosfora insekticīdu izmantošana lauksaimniecībā. 1947. gadā parādījās pirmais komerciālais organofosfora insekticīds — malations —, kas ātri kļuva populārs, pateicoties tā augstajai efektivitātei pret plašu kukaiņu klāstu. To izmantoja lauksaimniecībā un cilvēku veselības aizsardzībai no kukaiņu pārnēsātām slimībām.

3. Izstrāde un lietošana

Kopš 20. gs. piecdesmito gadu sākuma lauksaimniecībā plaši tika izmantoti organofosfora insekticīdi. Tie nodrošināja lielāku toksicitāti kukaiņiem nekā daudzi iepriekš lietotie organohlorīdi, piemēram, DDT. Opis kļuva populārs cīņā pret kaitēkļiem, piemēram, kukaiņu kaitēkļiem dažādām kultūrām, tostarp kokvilnai, tabakai, dārzeņiem un augļiem. Daži no pazīstamākajiem savienojumiem šajā grupā ir parations, diazinons un hlorpirifoss.

4. Drošības un ekoloģijas jautājumi

Lai gan organofosfora insekticīdi bija efektīvi, to lietošana radīja jaunas ekoloģiskas un toksikoloģiskas problēmas. Šiem savienojumiem bija augsta toksicitāte ne tikai kukaiņiem, bet arī citiem organismiem, tostarp derīgajiem kukaiņiem, piemēram, bitēm un dzīvniekiem. Organofosfora insekticīdu augstā gaistamība un spēja uzkrāties ekosistēmās, piesārņojot augsni un ūdenstilpes, kļuva par nozīmīgām problēmām. Tā rezultātā daudzi no šiem savienojumiem tika pakļauti ierobežojumiem un aizliegumiem atsevišķās valstīs, sākot ar 20. gs. septiņdesmito gadu beigām.

5. Mūsdienu pieejas un izaicinājumi

Mūsdienās organofosfora insekticīdi joprojām tiek plaši izmantoti; tomēr to pielietojums ir ierobežots vides un drošības apsvērumu dēļ. Problēmas ar kukaiņu rezistenci, rezistenci pret organofosfora insekticīdiem un to efektivitātes samazināšanos ir kļuvušas par galvenajām bažām mūsdienu augu aizsardzībā. Lai novērstu rezistences attīstību, zinātnieki aktīvi izstrādā jaunus savienojumus un metodes, apvienojot organofosfora insekticīdus ar bioloģiskām un mehāniskām kaitēkļu apkarošanas metodēm.

Tādējādi organofosfora insekticīdu vēsture ir ceļš no revolucionāriem atklājumiem un veiksmīgiem pielietojumiem līdz to ekoloģisko un toksikoloģisko problēmu atzīšanai, kas noveda pie drošāku un ilgtspējīgāku augu aizsardzības metožu meklēšanas.

Klasifikācija

Organofosfora insekticīdi tiek iedalīti vairākās grupās, pamatojoties uz ķīmisko struktūru, darbības mehānismu un ietekmi uz kukaiņiem. Tie ietver:

1. Organofosfāti – visizplatītākā organofosfora insekticīdu grupa, tostarp tādas vielas kā malations, parations un diazinons. Tie darbojas, nomācot acetilholīnesterāzes aktivitāti, tādējādi pārtraucot nervu impulsu pārraidi kukaiņos.
2. Fosfororganiskie esteri – ķīmiskas vielas, kurās fosfors ir saistīts ar oglekli, izmantojot estera saiti, piemēram, triekspēns un piraklofēns.
3. Jaunas organofosfora savienojumu klases – sintētiski savienojumi, piemēram, izopropilamīna sāļi un piperazīni, ar specifiskiem darbības mehānismiem un augstu izturību pret ārējiem apstākļiem.

1. Pēc ķīmiskās struktūras

Organofosfora insekticīdus var klasificēt pēc to molekulu struktūras, kas nosaka to fizikāli ķīmiskās īpašības un aktivitāti pret dažādām kukaiņu sugām.

• Alifātiskie organofosfora insekticīdi: šo ķīmisko savienojumu struktūrā ir oglekļa ķēdes. Piemērs ir malations (viens no pirmajiem produktiem, kurā augu aizsardzībai izmanto organofosfora savienojumus).
• Aromātiskie organofosfora insekticīdi: šiem insekticīdiem ir aromātisks gredzens, kas satur fosfora atomus. Piemērs ir trimetafoss.
• Hlorēti organofosfora insekticīdi: šajos produktos fosfors ir savienots ar hlora atomiem. Piemērs ir hlorpirifoss, kas ir populārs insekticīds, kura pamatā ir organofosfora savienojumi.

2. Pēc darbības mehānisma

Organfosfora insekticīdu galvenais darbības mehānisms ir acetilholīnesterāzes enzīma inhibēšana, traucējot normālu nervu pārraidi un izraisot kukaiņu paralīzi. Atkarībā no tā, kā tie ietekmē nervu sistēmu, organofosfora insekticīdus var klasificēt šādi:

• Insekticīdi, kas inhibē acetilholīnesterāzi: šīs vielas bloķē acetilholīnesterāzes aktivitāti, izraisot acetilholīna uzkrāšanos nervu sinapsēs un nervu impulsu pārraides traucējumus. Piemēri: malations, metamidofoss, hlorpirifoss.
• Insekticīdi, kas ietekmē citus enzīmus: daži organofosfora savienojumi ietekmē citus enzīmus, kas iesaistīti nervu pārraidē. Piemēri: dimetoāts, fosfamidons.

3. Pēc darbības ilguma

Organofosfora insekticīdu darbības ilgums var atšķirties, kas ietekmē augu apstrādes biežumu un ekonomisko efektivitāti.

• Ilgstošas darbības insekticīdi: šiem līdzekļiem ir ilgstoša iedarbība, un tie var kontrolēt kaitēkļu populācijas vairākas nedēļas vai mēnešus. Piemērs: hlorpirifoss.
• Īsas darbības insekticīdi: šie līdzekļi iedarbojas ātri, bet to iedarbība ātri izzūd, tāpēc nepieciešama atkārtota apstrāde. Piemērs: malations.

4. Pēc pielietojuma jomas

Organofosfora insekticīdus var klasificēt pēc to pielietojuma jomas:

• Lauksaimniecības insekticīdi: šos produktus izmanto, lai aizsargātu lauksaimniecības kultūras no kaitēkļiem. Piemēri: hlorpirifoss, malations.
• Insekticīdi sabiedrības veselības aizsardzībai: šos produktus izmanto slimību pārnēsātāju, piemēram, odu un prusaku, iznīcināšanai. Piemēri: metamidofoss, malations.
• Mājsaimniecības insekticīdi: šos produktus izmanto mājsaimniecības kaitēkļu iznīcināšanai. Piemēram: dimetoāts.

5. Pēc toksicitātes

Organofosfora insekticīdus var klasificēt pēc to toksicitātes līmeņa cilvēkiem, dzīvniekiem un videi:

• Ļoti toksiski produkti: šie insekticīdi ir ļoti toksiski un var izraisīt saindēšanos cilvēkiem un dzīvniekiem. Piemēri: metamidofoss, parations.
• Vidēji toksiski produkti: šiem produktiem ir vidēja toksicitāte, kas padara tos mazāk bīstamus, taču to lietošanā joprojām jāievēro piesardzība. Piemērs: malations.
• Zemas toksicitātes produkti: šiem produktiem ir relatīvi zema toksicitāte cilvēkiem un dzīvniekiem, taču tie joprojām ir efektīvi pret kukaiņiem. Piemērs: dimetoāts.

6. Pēc ietekmes veida

Organiskā fosfora insekticīdi var darboties gan kontaktā, gan sistēmiski:

• Kontakta insekticīdi: šie produkti iedarbojas, nonākot saskarē ar kukaini. Tie ātri iekļūst kukaiņa ķermenī caur tā ārējo apvalku. Piemērs: malations.
• Sistēmiski insekticīdi: šie produkti iekļūst augos un izplatās pa tiem, ļaujot tiem ietekmēt kaitēkļus, kas barojas ar auga sulu. Piemērs: fosfamidons.

7. Pēc lietošanas metodes

Organofosfora insekticīdus var klasificēt pēc to lietošanas metodes:

• Izsmidzināmie līdzekļi: šie insekticīdi tiek lietoti augiem šķīdumu vai emulsiju veidā. Piemērs: hlorpirifoss.
• Augsnes produkti: šie insekticīdi tiek lietoti augsnē pirms stādīšanas vai augu augšanas laikā. Piemērs: metamidofoss.

Darbības mehānisms

Kā insekticīdi ietekmē kukaiņu nervu sistēmu

Organofosfora insekticīdi bloķē acetilholīnesterāzes, enzīma, kas parasti noārda neirotransmitera acetilholīnu nervu šūnu sinapsēs, aktivitāti. Tā rezultātā uzkrājas acetilholīns, kas izraisa pastāvīgu nervu šūnu stimulāciju un kukaiņa paralīzi. Dažos gadījumos šie insekticīdi var ietekmēt arī nātrija kanālus šūnās, traucējot normālu nervu sistēmas darbību.

Ietekme uz kukaiņu metabolismu

Organofosfora insekticīdi var ietekmēt arī kukaiņu metabolismā iesaistītos enzīmus. Tas ietver antioksidantu aktivitātes sistēmas inhibīciju, kas noved pie šūnu un audu bojājumiem. Metabolisma traucējumi var izraisīt kukaiņa nāvi no saindēšanās ar vielmaiņas blakusproduktiem.

Molekulāro darbības mehānismu piemēri

• Acetilholīnesterāzes inhibīcija: vairums organofosfora insekticīdu darbojas, saistoties ar acetilholīnesterāzi, bloķējot tās aktivitāti un traucējot neirotransmisiju.
• Ietekme uz nātrija kanāliem: daži organofosfora insekticīdi iedarbojas uz membrānas nātrija kanāliem, izraisot to patoloģisku aktivāciju un kukaiņu paralīzi.

Šīs grupas produktu piemēri

Priekšrocības un trūkumi

Tādi produkti kā malations, parations un diazinons ir ļoti efektīvi pret plašu kukaiņu klāstu. Tie ātri iznīcina kaitēkļus un tiem ir plašs darbības spektrs. Tomēr tiem ir arī trūkumi, piemēram, augsta toksicitāte derīgajiem kukaiņiem (piemēram, bitēm) un dzīvniekiem, kā arī augsta gaistamība un izturība pret degradāciju vidē, kas var izraisīt augsnes un ūdens piesārņojumu.

Produktu piemēri

• Malations: lieto dārzeņu, augļu un kultūraugu aizsardzībai dārzkopībā un lauksaimniecībā. Efektīvs pret laputīm, tripšiem un citiem kaitēkļiem.
• Parations: izmanto lauksaimniecībā, lai aizsargātu pret plašu kaitēkļu klāstu, piemēram, mušām un vabolēm.
• Diazinons: efektīvs pret daudziem augsnes kaitēkļiem un kaitīgiem kukaiņiem, piemēram, kāpuriem, tripšiem un citiem.

Ietekme uz vidi

• Ietekme uz labvēlīgajiem kukaiņiem

Organofosfora insekticīdi var būt toksiski derīgajiem kukaiņiem, piemēram, bitēm un mārītēm. Bites, kurām ir svarīga loma apputeksnēšanā, var iet bojā, nonākot saskarē ar insekticīdu, kas izjauc ekosistēmas līdzsvaru un samazina ražu.

• Pesticīdu atlieku līmenis augsnē, ūdenī un augos

Daži organofosfora insekticīdi var ilgstoši saglabāties augsnē, ūdenī un augos. Tas var izraisīt vides piesārņojumu un toksisku vielu uzkrāšanos barības ķēdēs.

• Insekticīdu fotostabilitāte un degradācija dabā

Organofosfora insekticīdiem ir dažāda fotostabilitāte, kas ietekmē to noārdīšanos dabā. Dažas vielas saules gaismā ātri sadalās, bet citas saglabājas vidē un var piesārņot ekosistēmas.

• Biomagnifikācija un uzkrāšanās barības ķēdēs

Organofosfora insekticīdi var uzkrāties augu un dzīvnieku audos, izraisot biopalielināšanos barības ķēdēs. Tas var izraisīt toksisku vielu uzkrāšanos cilvēku un dzīvnieku organismā, kas patērē piesārņotus produktus.

Kukaiņu rezistences pret insekticīdiem problēma

Rezistences cēloņi

Kukaiņi var attīstīt rezistenci pret organofosfora insekticīdiem, izmantojot ģenētiskas izmaiņas, kas ļauj tiem izdzīvot pēc saskares ar insekticīdu. Tas var rasties mutāciju dēļ, kas palielina kukaiņu spēju metabolizēt vai izdalīt toksiskas vielas.

Rezistentu kaitēkļu piemēri

• Kolorādo kartupeļu vabole: attīstoties rezistencei pret dažādiem insekticīdiem, tostarp organofosfora produktiem, Kolorādo kartupeļu vabole dažos reģionos ir kļuvusi grūti kontrolējama.
• Laputis: dažos gadījumos laputis ir izveidojušas rezistenci pret organofosfora insekticīdiem, padarot tās izturīgākas pret apstrādi.

Metodes rezistences novēršanai

Lai novērstu rezistenci, ir svarīgi mainīt insekticīdus ar dažādiem darbības mehānismiem, izmantot kombinētas apstrādes un piemērot bioloģiskās un mehāniskās kaitēkļu apkarošanas metodes.

Insekticīdu droša lietošana

• Šķīdumu un devu sagatavošana

Lietojot organofosfora insekticīdus, ir svarīgi stingri ievērot norādījumus uz iepakojuma attiecībā uz devām. Pārmērīga lietošana var izraisīt vides piesārņojumu un kaitēkļu rezistenci.

• Izmantojot aizsarglīdzekļus

Lai novērstu saskari ar insekticīdiem uz ādas un elpošanas sistēmas, jālieto aizsarglīdzekļi, piemēram, cimdi, maskas un aizsargbrilles.

• Ieteikumi augu apstrādei

Apstrāde jāveic agri no rīta vai vakarā, lai neietekmētu bites un citus derīgos kukaiņus. Lai uzlabotu apstrādes efektivitāti, jāņem vērā laika apstākļi, piemēram, lietus neesamība un viegls vējš.

• Gaidīšanas periodi pirms ražas novākšanas

Pēc insekticīdu lietošanas ir svarīgi ievērot gaidīšanas periodus pirms ražas novākšanas, lai samazinātu pesticīdu atlieku risku kultūraugos.

Alternatīvas ķīmiskajiem insekticīdiem

• Bioloģiskie insekticīdi

Kaitēkļu dabisko ienaidnieku, piemēram, entomofāgu (plēsīgo kukaiņu), izmantošana var būt efektīva alternatīva ķīmiskajiem insekticīdiem.

• Dabīgie insekticīdi

Ir daudz dabisku insekticīdu, piemēram, neem eļļa, ķiploku uzlējumi un tabakas šķīdumi, kas ir videi draudzīgi un droši cilvēkiem.

• Feromonu slazdi un citas mehāniskas metodes

Feromonu slazdi var piesaistīt un notvert kaitēkļus, samazinot nepieciešamību pēc ķīmiskās apstrādes.

Šīs grupas populārāko insekticīdu piemēri

Produkta nosaukums	Aktīvā viela	Darbības mehānisms	Pielietojuma joma
Malations	Malations	Acetilholīnesterāzes inhibīcija	Lauksaimniecība, dārzkopība
Parations	Parations	Acetilholīnesterāzes inhibīcija	Dārzeņu kultūru aizsardzība
Diazinons	Diazinons	Acetilholīnesterāzes inhibīcija	Lauksaimniecība, dārzkopība

Riski un piesardzības pasākumi

• Ietekme uz cilvēku un dzīvnieku veselību

Organofosfora insekticīdi var būt toksiski cilvēkiem un dzīvniekiem, īpaši ilgstošas saskares vai nepareizas lietošanas gadījumā.

• Insekticīdu saindēšanās simptomi

Saindēšanās var izpausties kā galvassāpes, slikta dūša, vemšana, vājums un smagos gadījumos krampji un samaņas zudums.

• Pirmā palīdzība saindēšanās gadījumā

Saindēšanās gadījumā nekavējoties izvediet cilvēku vai dzīvnieku no saindēšanās zonas, izskalojiet acis un ādu un meklējiet medicīnisko palīdzību.

Secinājums

Organofosfora insekticīdi ir efektīvs līdzeklis augu aizsardzībai pret kaitēkļiem. Tomēr to lietošana prasa piesardzību un drošības vadlīniju ievērošanu, lai līdz minimumam samazinātu negatīvo ietekmi uz cilvēku veselību un vidi.

• Atgādinājums par drošības pasākumiem

Svarīgi pasākumi insekticīdu drošai lietošanai ir norādījumu ievērošana, aizsarglīdzekļu lietošana un gaidīšanas periodu ievērošana pirms ražas novākšanas.

• Aicinājums izmantot drošākas un videi draudzīgākas kaitēkļu apkarošanas metodes

Ir svarīgi aktīvi meklēt un ieviest drošākas un videi draudzīgākas kaitēkļu apkarošanas metodes, piemēram, bioloģisko kontroli un dabisko insekticīdu lietošanu.

Bieži uzdotie jautājumi (BUJ)

Kas ir organofosfora insekticīdi?
Organofosfora insekticīdi ir ķīmisku vielu grupa, kas satur fosforu un ko lieto kukaiņu kaitēkļu iznīcināšanai. Tie darbojas, nomācot enzīma acetilholīnesterāzes aktivitāti, traucējot normālu nervu impulsu pārraidi kukaiņos.

Kā organofosfora insekticīdi ietekmē kukaiņus?
Organofosfora insekticīdi ietekmē kukaiņu nervu sistēmu, nomācot acetilholīnesterāzi, enzīmu, kas noārda neirotransmitera acetilholīnu. Tas izraisa acetilholīna uzkrāšanos sinapsēs, izraisot nepārtrauktu nervu šūnu stimulāciju, paralīzi un kukaiņa nāvi.

Kādi insekticīdi ietilpst organofosfora grupā?
Šajā grupā ietilpst tādi produkti kā malations, parations, diazinons un hlorpirifoss. Šīs vielas ir efektīvas pret dažādiem kaitēkļiem, tostarp kukaiņiem, ērcēm un kāpuriem.

Kādas ir organofosfora insekticīdu priekšrocības?
Organofosfora insekticīdiem ir augsta toksicitāte kukaiņiem, padarot tos efektīvus pret plašu kaitēkļu klāstu. Tie iedarbojas ātri, ļaujot ātri novērst draudus lauksaimniecības kultūrām.

Kādi ir organofosfora insekticīdu trūkumi?
Trūkumi ietver toksicitāti derīgajiem kukaiņiem (piemēram, bitēm), dzīvniekiem un cilvēkiem, ja tos nelieto pareizi. Tie var arī saglabāties vidē, piesārņojot augsni un ūdeni, kas palielina ekoloģiskos riskus.

Kā organofosfora insekticīdi ietekmē vidi?
Organofosfora insekticīdi var uzkrāties augsnē un ūdenī, izraisot ekosistēmas piesārņojumu. Tie ir arī toksiski derīgajiem kukaiņiem, piemēram, bitēm un plēsīgajiem kukaiņiem, izjaucot ekosistēmu un samazinot bioloģisko daudzveidību.

Kas ir biomagnifikācija organofosfora insekticīdu kontekstā?
Biomagnifikācija ir toksisku vielu, piemēram, organofosfora insekticīdu, uzkrāšanās process barības ķēdēs. Šīs vielas var uzkrāties dzīvnieku un augu audos, palielinot to koncentrāciju, virzoties augšup pa barības ķēdi.

Kā var novērst kukaiņu rezistenci pret organofosfora insekticīdiem?
Lai novērstu rezistenci, ieteicams mainīt produktus ar atšķirīgu darbības mehānismu, izmantot kombinētas apstrādes un ievērot ieteicamās devas un lietošanas intervālus, lai neradītu apstākļus kaitēkļu rezistences attīstībai.

Kādi drošības pasākumi jāievēro, lietojot organofosfora insekticīdus?
Strādājot ar organofosfora insekticīdiem, jālieto aizsarglīdzekļi (cimdi, maskas, aizsargbrilles), jāievēro devas, lietošana jāveic ieteicamajā laikā un jāievēro ražas novākšanas intervāli, lai samazinātu atlieku līmeni kultūraugos.

Kādas ir alternatīvas organofosfora insekticīdiem?
Alternatīvas ir bioloģiskie insekticīdi (entomofāgi, baktērijas un sēnītes), dabiskie insekticīdi (piemēram, nīma eļļa, ķiploku uzlējumi) un mehāniskas metodes, piemēram, feromonu slazdi un organiskie pesticīdi, kas ir mazāk toksiski videi un labvēlīgajiem organismiem.