Неонікотиноїди

Неонікотиноїди - це клас синтетичних інсектицидів, які структурно схожі на природні нікотиноїди, які є активними сполуками, що містяться в тютюнових рослинах. Ці інсектициди призначені для впливу на нервову систему комах, ефективно контролюючи популяції шкідників, таких як попелиці, біліли, кліщі та інші. Некотиноїди широко використовуються в сільському господарстві, садівництві та міському ландшафті для захисту культур та декоративних рослин.

Цілі та важливість використання у сільському господарстві та садівництві

Основна мета використання неонікотиноїдів - забезпечити ефективний захист рослин проти різних шкідників комах, що сприяє збільшенню врожайності та зменшення втрат продукту. У сільському господарстві нановонаїди застосовуються для лікування зернових культур, овочів, фруктових дерев та інших сільськогосподарських рослин. У садівництві їх використовують для захисту декоративних рослин та чагарників, запобігаючи пошкодження листя, стебла та фруктів. Через їх системний характер неонікотиноїди проникають у рослинні тканини, забезпечуючи тривалий захист від шкідників.

Актуальність теми

Дослідження та належне застосування неонікотиноїдів є важливим аспектом сучасного сільського господарства та садівництва. Зростаюча глобальна населення та збільшення попиту на їжу потребують ефективних методів захисту рослин від шкідників. Однак надмірне та неконтрольоване використання неонікотиноїдів призвело до екологічних проблем, таких як зниження корисних популяцій комах, включаючи бджіл та розвиток опору шкідників. Тому важливо дослідити механізми дії неонікотиноїдів, їх впливу на навколишнє середовище та розробити стійкі методи застосування.

Історія

• Історія неонікотиноїдів

Неонікотиноїди - це група інсектицидів, розроблених наприкінці 20 століття, яка швидко набула популярності завдяки їх високій ефективності проти комах. Ці продукти є синтетичними аналогами нікотину, які впливають на нервову систему комах. Історія неонікотиноїдів тісно пов'язана з розвитком хімічної науки та прагненням до створення більш ефективних та безпечніших агентів із захисту рослин.

• Ранні дослідження та відкриття

Неонікотиноїди були розроблені як розширення досліджень, проведених у 1970-х роках, коли вчені почали вивчати хімічні речовини з властивостями, подібними до нікотину, але з вдосконаленими характеристиками боротьби з шкідниками комах. Нікотин був відомий як ефективний інсектицид ще в 19 столітті, але його використання було обмежене через високу токсичність та нестабільність. У 1980-х роках вчені почали шукати безпечніші та стабільніші аналоги, які могли б мати тривалий ефект і бути менш шкідливим для навколишнього середовища.

• Розробка перших неонікотиноїдів

Перші неонікотиноїди були синтезовані у 1980-х роках. У 1990 році компанія Sygenta (тоді Novartis) запустила перший комерційно успішний неонікотиноїд - імідаклоприд. Цей продукт був революційним, оскільки він виявився набагато ефективнішим проти цілого ряду шкідників, включаючи попелиці, жук-картопля Колорадо та інші, порівняно з традиційними інсектицидами. Імідаклоприд швидко широко використовувався в сільському господарстві для захисту як культур, так і рослин у садах та газонах.

• Розширення використання

У наступні десятиліття інші компанії почали розробляти нові неонікотиноїди, такі як Тіаметоксам, Актара, Опертіанідин та інші. Ці продукти швидко набули популярності на ринку завдяки їх високій ефективності та довготривалим ефектам. Вони стали ключовими інсектицидами для боротьби з різними шкідниками, такими як попелиця, жуки з картопляного жука Колорадо, кукурудзяні жуки, трипс та багато інших шкідників комах. Некотиноїди використовувались у різних галузях, від сільського господарства та садівництва до захисту здоров'я людини (наприклад, для запобігання захворювань, що переносяться комахами).

• Проблеми з безпеки та екології

Однак з кінця 1990-х використання неонікотиноїдів викликало серйозні екологічні та токсикологічні проблеми. У перші роки свого використання вони дійсно виявили високу ефективність та мінімальний вплив на навколишнє середовище. Але з часом побічні ефекти, особливо на корисних комах, таких як бджоли, почали з’являтися. Багато досліджень пов’язали використання неонікотиноїдів з масовими відмираннями бджіл, що призвело до широких дискусій щодо їх безпеки.

Крім того, неонікотиноїди почали викликати резистентність у деяких шкідників, знижуючи їх ефективність.

• Обмеження та заборони

In response to growing concerns about the safety of neonicotinoids and their impact on bees and other beneficial organisms, the european union introduced restrictions on their use for treating crops that attract bees in 2013. In 2018, these restrictions were expanded to include a ban on the use of the three most popular neonicotinoids (imidacloprid, thiamethoxam, and clothianidin) in open поля.
Тим не менш, незважаючи на ці обмеження, неонікотиноїди продовжують використовуватись у деяких країнах, і їх розвиток залишається важливою сферою захисту хімічних рослин.

• Сучасні підходи та майбутнє неонікотиноїдів

В останні роки продовжуються зусилля щодо розробки більш безпечних рецептур та інноваційних методів використання неонікотиноїдів. Вчені та фахівці працюють над створенням продуктів зі зниженим впливом на корисних комах, таких як бджоли та інших хижацьких комах. У той же час зростає інтерес до інтегрованих підходів до боротьби зі шкідниками, які поєднують хімічні, біологічні та агрономічні методи.

Таким чином, історія неонікотиноїдів є прикладом подорожі від успішних відкриттів та революційних технологій до визнання екологічних ризиків та розробки нових, безпечніших методів захисту рослин.

Класифікація

Неонікотиноїди класифікуються на основі хімічного складу, механізму дії та спектру активності. Основні групи неонікотиноїдів включають:

• IMIDACLOPRID: Один з найпоширеніших представників, ефективний проти попелиць, білих кистей, кліщів та інших шкідників.
• Тіаметоксам: відомий своєю високою ефективністю та низькою токсичністю для ссавців, що використовується для захисту зернових культур.
• Клофіанідин: Використовується для захисту овочевих та фруктових культур з високою стійкістю до деградації в ґрунті.
• Ацетаміприд: Ефективний проти широкого спектру шкідників комах, включаючи жуків та трипів.
• Нектарин: Використовується для контролю попелиць та білизни, з низькою токсичністю для корисних комах.

Неонікотиноїди класифікуються на основі їх хімічної структури, механізму дії та застосування. Давайте розглянемо кілька основних категорій неонікотиноїдів:

Класифікація хімічною структурою

На основі хімічної структури неонікотиноїди поділяються на кілька груп, кожна з яких характеризується різними особливостями синтезу та впливом на цільові організми.

• Нікотиноїдні сполуки з хлоропіримідинною основою: ця група неонікотиноїдів містить хлоропіримідин у їх структурі. Вони ефективні проти широкого спектру шкідників, включаючи попелиць, довгоносиків та інших сільськогосподарських шкідників.
  Приклад: Тіаметоксам - один із широко використовуваних неонікотиноїдів з хлоропіримідиновою основою.
• Нікотиноїдні сполуки з неонікотінілпірридиновою основою: ця група містить піридинове кільце в діючій речовині, відрізняючи їх від інших неонікотиноїдів. Ці сполуки ефективні проти широкого спектру шкідників комах.
  Приклад: IMIDACLOPRID-відомий неонікотиноїд з неонікотінілпірридиновою основою, широко використовується для боротьби з шкідниками.
• Нікотиноїдні сполуки з тіазольною основою: тіазольні сполуки мають свою специфічну молекулярну структуру, що дозволяє їм накопичуватися в тканинах рослин і надає тривалий ефект.
  Приклад: Ацетаміприд - одне з сполук цієї групи, що використовуються для захисту рослин від різних шкідників.

Класифікація за способом дії

Некотиноїди також можна класифікувати на основі їх дії на організми комах. Вони впливають на нервову систему, впливаючи на передачу нервових імпульсів.

• Зверніться до неонікотиноїдів: Ці сполуки діють при прямому контакті з комахами. Після контакту з тілом комаха, з'єднання проникає в організм і порушує функціонування нервової системи.
  Приклад: Flocinamid - неонікотіноїд, що діє при контакті з шкідниками, блокуючи передачу імпульсу нерва.
• Системні неонікотиноїди: Ці сполуки мають здатність проникати в тканини рослин, поширюватись через них і забезпечувати захист навіть від комах, які живляться рослинним соком.
  Приклад: Тіаметоксам та імідаклоприд - обидва ці сполуки мають системну дію і можуть бути застосовані до насіння для забезпечення захисту від самого початку росту рослин.

Класифікація за областю застосування

Некотиноїди також можна класифікувати на основі їх областей застосування, залежно від типу культур та шкідників, на які вони орієнтовані.

• Некотиноїди для захисту сільськогосподарських культур: ці сполуки використовуються для боротьби з шкідниками, які пошкоджують сільськогосподарські культури. Вони ефективні проти широкого спектру шкідників комах, таких як попелиця, трипс, біліли та багато інших.
  Приклад: Імідаклоприд - зазвичай використовується для захисту врожаїв, таких як кукурудза, рис, овочі та фрукти.
• Некотиноїди для захисту декоративних рослин: Ці сполуки використовуються для захисту декоративних рослин від шкідників, таких як кліщі павука та попелиця.
  Приклад: Ацетаміприд - використовується для боротьби з шкідниками на декоративних рослинах, таких як троянди та чагарники.
• Неонікотиноїди для захисту від комах, що переносять хвороби: Ця група сполук також використовується для захисту рослин від комах, які можуть переносити різні захворювання, такі як віруси або гриби.
  Приклад: Тіаметоксам - використовується для захисту сільськогосподарських рослин від шкідників, таких як попелиця та інші комахи, які можуть передавати збудники.

Класифікація за токсичністю та резистентністю

Некотиноїди також можна класифікувати за рівнем їх токсичності та здатністю накопичуватися в рослинах, що впливає на їх наполегливість в екосистемі.

• Високсичні неонікотиноїди: Ці сполуки є високотоксичними для комах і використовують мінімальні дози для ефективного контролю шкідників.
  Приклад: Імідаклоприд - високотоксичний та ефективно руйнує різних комах-шкідників у мінімальних дозах.
• Низька токсичність неонікотиноїдів: ці сполуки мають нижчу токсичність, але все ще ефективні у боротьбі з комахами. Їх можна використовувати в районах, де потрібен безпечніший підхід до боротьби зі шкідниками.
  Приклад: Ацетаміприд - відносно менш токсичний порівняно з іншими неонікотиноїдами, що робить його кращим для використання в певних галузях.

Механізм дії

• Як інсектициди впливають на нервову систему комах

Неонікотиноїди впливають на нервову систему комах, зв'язуючись з нікотиновими рецепторами ацетилхоліну в нервових клітинах. Це викликає постійне збудження нервових імпульсів, що призводить до паралічу та загибелі комах. На відміну від попередніх класів інсектицидів, неонікотиноїди мають високу селективність для комах, зменшуючи їх токсичність до ссавців та інших безхребетних.

• Вплив на метаболізм комах

Неонікотиноїди порушують метаболічні процеси у комах, що призводить до зниження активності, розмноження та виживання. Інгібування передачі нервового сигналу перешкоджає основним функціям, такими як годування, рух та відтворення.

• Приклади молекулярних механізмів дії

Деякі неонікотиноїди, такі як імідаклоприд, зв'язуються з нікотиновими рецепторами ацетилхоліну, викликаючи постійне збудження нервових клітин. Інші, такі як тіаметоксам, блокують іонні канали, порушуючи передачу нервового сигналу. Ці механізми забезпечують високу ефективність проти шкідників комах.

• Різниця між контактом та системними ефектами

Некотиноїди мають системні дії, тобто вони проникають у рослинні тканини та поширюються по всіх частинах, включаючи листя, стебла та коріння. Це забезпечує довгостроковий захист рослини та ефективно контролює шкідників, що живиться на різних частинах рослин. Контактна дія також можлива, але основна їх ефективність пов'язана з системним розподілом.

Приклади продуктів цієї групи

• Imidacloprid
  Механізм дії: зв'язується з нікотиновими рецепторами ацетилхоліну, викликаючи безперервне збудження нервових клітин.
  Приклади продуктів:
  • Актара
  • Клордор
  • Ланергіл

Переваги та недоліки
Переваги: ​​широкий спектр дії, системний розподіл, низька токсичність для ссавців.
Недоліки: токсичність для бджіл та інших запилювачів, потенційна резистентність у шкідниках.

• Тіаметоксам
  Механізм дії: блокує іонні канали, порушуючи передачу нервового сигналу.
  Приклади продуктів:
  • Белькар
  • Тирет
  • Переробляти

Переваги та недоліки
Переваги: ​​висока ефективність, низька токсичність для корисних комах, стійкість до деградації.
Недоліки: токсичність для бджіл, якщо вони неправильно застосовуються, потенційне накопичення в ґрунті.

• Клотьядин
  Механізм дії: зв'язується з ацетилхоліновими рецепторами, викликаючи параліч комах.
  Приклади продуктів:
  • Клофера
  • Картимар
  • Некто

Переваги та недоліки

Переваги: ​​висока стійкість до деградації, системного розподілу, ефективність проти широкого спектру шкідників.
Недоліки: токсичність для бджіл, потенційне забруднення води та ґрунту.

Інсектициди та їх вплив на навколишнє середовище

• Вплив на корисних комах

Неонікотиноїди мають значний вплив на корисних комах, включаючи бджоли, оси та інших запилювачів. Бджоли загрожують отруєнням при зборі нектару та пилку з оброблених рослин, що призводить до зменшення популяції та порушення процесів запилення. Це негативно впливає на біорізноманіття та продуктивність культур, що залежать від запилення.

• Залишковий рівень інсектицидів у ґрунті, воді та рослинах

Неонікотиноїди можуть залишатися в ґрунті протягом тривалих періодів, особливо у вологому та теплому кліматі. Вони проникають у воду через кількість опадів та зрошення, що призводить до забруднення джерел води. У рослинах неонікотиноїди розподіляються по всіх частинах, включаючи листя, стебла та коріння, забезпечуючи системний захист, але також потенційно призводить до накопичення харчових продуктів.

• Фотостабільність та розкладання інсектицидів у природі

Багато неонікотиноїдів мають високу фотостабільність, що збільшує їх тривалість дії в навколишньому середовищі. Це уповільнює їх розкладання в ультрафіолетовій радіації та сприяє їх накопиченню в екосистемах. Висока стійкість до деградації призводить до тривалої наявності інсектицидів у ґрунті та воді, збільшуючи ризик токсичності для безхребетних та інших організмів.

• Біомагніфікація та накопичення в харчових ланцюгах

Неонікотиноїди мають потенціал для біомагніфікації, оскільки вони можуть накопичуватися в тілах комах і тварин, рухаючись вгору по харчовій ланцюг. Це призводить до збільшення концентрації інсектицидів у хижаках та більш високих рівнях харчового ланцюга, включаючи людину. Біомагніфікація неонікотиноїдів викликає серйозні екологічні та охорони здоров'я, оскільки накопичені інсектициди можуть спричинити хронічне отруєння та порушення здоров'я у тварин та людей.

Проблема стійкості до шкідників до інсектицидів

• Причини розвитку опору

Розвиток резистентності у шкідників комах до неонікотиноїдів пояснюється генетичними мутаціями та відбором стійких людей з повторним використанням одного і того ж інсектициду. Часте та неконтрольоване використання неонікотиноїдів сприяє швидкому розвитку резистентності, зниження їх ефективності та вимагає використання сильніших та більш токсичних агентів.

• Приклади стійких шкідників

Резистентність до неонікотиноїдів спостерігалася у різних шкідників комах, включаючи біліли, попелиці, кліщі та деякі види молі. Ці шкідники демонструють зниження чутливості до інсектицидів, що ускладнює їх контроль і призводить до необхідності дорожчих та небезпечних хімічних речовин.

• Методи запобігання опору

Для запобігання резистентності необхідно обертати інсектициди з різними механізмами дії, поєднувати методи хімічного та біологічного контролю та використовувати інтегровані стратегії управління шкідниками. Важливо також дотримуватися рекомендованих дозування та графіків застосувань, щоб уникнути вибору стійких людей та забезпечити довгострокову ефективність продуктів.

Безпечне використання інсектицидів

• Підготовка рішень та дозування

Правильна підготовка розчинів та точне дозування інсектицидів є критичною для ефективного та безпечного використання. Суворо дотримуйтесь інструкцій виробника, щоб уникнути передозування та неадекватної обробки рослин. Використання вимірювальних інструментів та

Якісна вода допомагає забезпечити точність дозування та ефективну обробку.

• Використання захисного обладнання при обробці інсектицидів

Під час роботи з неонікотиноїдами слід використовувати відповідне захисне обладнання, таке як рукавички, маски, окуляри та захисний одяг. Це допомагає запобігти контакту з інсектицидами на шкірі, очі та дихальну систему, знижуючи ризик отруєння та негативні наслідки для здоров'я.

• Рекомендації щодо лікування рослин

Лікуйте рослини в ранні ранкові або пізні вечірні години, щоб мінімізувати вплив на запилювачів, як бджоли. Уникайте лікування у спекотну та вітряну погоду, оскільки це може призвести до обприскування інсектицидів на корисні рослини та організми. Також розглянемо стадію росту рослини, уникаючи обробки під час активного цвітіння та плодоношення.

• Дотримуючись періодів очікування перед збору врожаю

Після рекомендованих періодів очікування перед збору врожаю після застосування інсектицидів забезпечує безпеку харчових продуктів та запобігає накопиченню хімічних залишків у їжі. Дотримання періодів очікування гарантує безпеку споживання та запобігає ризику для здоров'я.

Альтернативи хімічним інсектицидам

• Біологічні інсектициди

Використання ентомофагів, бактеріальних та грибкових агентів - це екологічно безпечна альтернатива хімічним інсектицидам. Біологічні інсектициди, такі як Bacillus thuringiensis, ефективно боротьба з шкідниками комах, не завдаючи шкоди корисним організмам та навколишньому середовищу.

• Натуральні інсектициди

Натуральні інсектициди, такі як олія нема, тютюнові вливання та розчини часнику, безпечні для рослин та навколишнє середовище для боротьби з шкідниками. Ці методи мають відштовхувальні та інсектицидні властивості, ефективно контролюючи популяції комах без використання синтетичних хімічних речовин. Природні інсектициди можуть використовуватися в поєднанні з іншими методами оптимальних результатів.

• Феромонові пастки та інші механічні методи

Феромонові пастки приваблюють та знищують шкідників комах, зменшуючи їх населення та запобігаючи їх поширенню. Інші механічні методи, такі як липкі пастки та бар'єри, також допомагають контролювати популяції шкідників без використання хімічних речовин. Ці методи є ефективними та екологічно безпечними способами управління шкідниками.

Приклади популярних інсектицидів цієї групи

Переваги та недоліки

Переваги

• Висока ефективність проти широкого спектру шкідників комах
• Системний розподіл у рослинах, що забезпечує довгостроковий захист
• Низька токсичність для ссавців порівняно з іншими класами інсектицидів
• Висока фотостабільність, забезпечення довгострокових дій

Недоліки

• Токсичність корисних комах, включаючи бджоли та оси
• Потенціал для розвитку опору у комах-шкідників
• Можливе забруднення ґрунтових та водних джерел
• Висока вартість деяких продуктів порівняно з традиційними інсектицидами

Ризики та запобіжні заходи

• Вплив на здоров'я людини та тварин

Некотиноїди можуть мати значний вплив на здоров'я людини та тварин, якщо їх використовувати неправильно. В поглинаючі в організм людини вони можуть викликати симптоми отруєння, такі як запаморочення, нудота, блювота, головні болі, а в крайніх випадках, судоми та втрата свідомості. Тварини, особливо домашні тварини, також ризикують отруєнням, якщо інсектициди контактують зі своєю шкірою або якщо вони вживають оброблені рослини.

• Симптоми отруєння інсектицидами

Симптоми отруєння неонікотиноїдів включають запаморочення, головні болі, нудоту, блювоту, слабкість, труднощі дихання, судоми та втрата свідомості. Якщо інсектицид контактує з очима або шкірою, можуть виникати роздратування, почервоніння та печіння. Якщо він потрапить, слід звернути увагу на негайну медичну допомогу.

• Перша допомога для отруєння

У разі підозри на отруєння неонікотиноїдами, негайно припиніть контакт з інсектицидом, промийте уражену шкіру або очі великою кількістю води принаймні 15 хвилин. Якщо вдихнути, перейдіть у свіже повітря і зверніться за медичною допомогою. У разі прийому прийому зателефонуйте до служб екстреної допомоги та дотримуйтесь інструкцій з надання першої допомоги, наданих на упаковці товару.

Профілактика шкідників

• Альтернативні методи управління шкідниками

Використання культурних методів, таких як обертання врожаю, мульчування, видалення заражених рослин та введення стійких сортів, допомагає запобігти спалахам шкідників та зменшити потребу в інсектицидах. Також ефективні методи біологічного контролю, включаючи використання ентомофагів та інших природних ворогів шкідників комах.

• Створення несприятливих умов для шкідників

Правильне зрошення, видалення загиблих листя та рослинного сміття, підтримка чистоти саду та встановлення фізичних бар'єрів, таких як сітки та кордони, допомагають запобігти зараженню шкідникам. Регулярно огляд рослин та негайно видалення пошкоджених деталей зменшує привабливість рослин до шкідників.

Висновок

Раціональне використання неонікотиноїдів відіграє вирішальну роль у захисті рослин та збільшенні врожайності сільськогосподарських та декоративних рослин. Однак слід дотримуватися правил безпеки, і слід застосовувати інсектициди, враховуючи фактори навколишнього середовища, щоб мінімізувати їх негативний вплив на навколишнє середовище та корисні організми. Інтегрований підхід для управління шкідниками, що поєднує хімічні, біологічні та культурні методи, сприяє стійкій сільськогосподарській практиці та збереженню біорізноманіття.

Часті запитання (FAQ)

Що таке неонікотиноїди і для чого вони використовуються?
Неонікотиноїди - це клас синтетичних інсектицидів, що використовуються для захисту рослин від різних шкідників комах. Вони широко використовуються в сільському господарстві та садівництві для збільшення врожайності та запобігання пошкодженню рослин.

Як неонікотиноїди впливають на нервову систему комах?
Неонікотиноїди зв'язуються з нікотиновими рецепторами ацетилхоліну в нервовій системі комах, викликаючи безперервне збудження нервових клітин. Це призводить до паралічу та смерті комах.

Які основні групи неонікотиноїдів?
Основні групи неонікотиноїдів включають імідаклоприд, тіаметоксам, клотьядину, ацетаміприд та нектар. Кожна з цих груп має конкретні характеристики в механізмі дії та області застосування.

Чи є неонікотиноїди шкідливі для бджіл?
Так, неонікотиноїди токсичні для бджіл та інших запилювачів. Їх використання вимагає суворого дотримання правил, щоб мінімізувати їх вплив на корисних комах.

Як можна запобігти стійкість до неонікотиноїдів у комах?
Для запобігання резистентності необхідно обертати інсектициди з різними механізмами дії, поєднувати методи хімічного та біологічного контролю та дотримуватися рекомендованих дозування та графіків застосування.

Які екологічні проблеми пов'язані з неононітоїдним використанням?
Використання неонікотиноїдів призводить до зниження корисних популяцій комах, забруднення ґрунту та води та накопичення інсектицидів у харчових ланцюгах, що спричиняє значні проблеми з навколишнім середовищем та здоров'ям.

Чи можна використовувати неонікотиноїди в органічному землеробстві?
Ні, більшість неонікотиноїдів не відповідають вимогам органічного землеробства через їх синтетичне походження та негативний вплив на навколишнє середовище та корисні організми.

Як застосувати неонікотиноїди для максимальної ефективності?
Суворо дотримуйтесь інструкцій виробника щодо розкладів дозування та застосування, обробки рослин протягом ранніх або пізніх годин, уникайте лікування під час активності запилювачів та забезпечуйте рівномірне розподіл інсектициду на рослинах.

Чи є альтернативи неонікотиноїдів для боротьби зі шкідниками?
Так, існують біологічні інсектициди, природні засоби (Neem Oil, часникові розчини), феромонові пастки та методи механічного контролю, які можуть бути використані як альтернативи хімічним інсектицидам.

Де можна придбати неонікотиноїди?
Некотиноїди доступні в спеціалізованих агротехнічних магазинах, інтернет-магазинах та постачальниках захисту рослин. Перш ніж купувати, забезпечити законність та безпеку продукції, що використовується.