Піретроїди

Піретроїди - це група синтетичних інсектицидів, які імітують дію піретринів, природних речовин, витягнутих з квіти хризантеми. Ці інсектициди активно використовуються для боротьби з різними комахами-шкідниками у сільському господарстві, садівництві та домогосподарствах. Піретроїди є високотоксичними для комах, блокуючи їх нервову систему і викликають параліч, що призводить до їх смерті. На відміну від піретринів, синтетичні піретроїди є більш стабільними для деградації сонячним світлом, що робить їх більш ефективними та довготривалими.

Цілі та значення в сільському господарстві та садівництві

Основна мета використання піретроїдів - захист рослин від шкідників. Ці інсектициди застосовуються для захисту широкого спектру сільськогосподарських культур, від овочів та фруктів до круп та декоративних рослин. Піретроїди допомагають зменшити популяцію комах, які можуть завдати значної шкоди в сільськогосподарському секторі, знижуючи як якість, так і кількість врожаїв. У садівництві піретроїди ефективно боротьбу з шкідниками, такими як попелиця, білих кистей та кліщів, захист декоративних рослин та покращення їх здоров'я. Правильне використання цих продуктів сприяє збільшенню врожаю та мінімізує пошкодження від комах шкідників.

Актуальність теми

Вивчення піретроїдів є надзвичайно важливим, оскільки неправильне використання цих інсектицидів може призвести до розвитку резистентності в комах і негативно впливати на навколишнє середовище. Важливо дізнатися, як правильно вибирати інсектициди, дотримуючись дози та правил застосування, щоб мінімізувати ризики корисних комах та екосистем в цілому. Крім того, підвищення обізнаності щодо піретроїдів допоможе у боротьбі з стійкістю до комах до інсектицидів, що є одним із сучасних питань сільського господарства та садівництва.

Історія піретроїдів

Піретроїди - це синтетичні інсектициди, які імітують дію природних піретринів, виявлених у квітках певних видів хризантеми. З моменту їх відкриття та створення в 1970-х роках піретроїди широко застосовуються в сільському господарстві та садівництві через їх високу ефективність, низьку токсичність для ссавців та швидкий зрив навколишнього середовища. Історія піретроїдів розпочалася з вивчення природних речовин та розвитку їх синтетичних аналогів для більш безпечного та ефективного контролю шкідників.

1. Раннє відкриття та вивчення піретринів

Природні піретрини були першими ізольованими в 19 столітті від хризантему. До 40-х років було виявлено, що піретрини мають інсектицидну активність і можуть ефективно вбивати комах. Ці речовини швидко руйнуються і мають мінімальний вплив на ссавців, що робить їх привабливими як інсектициди. Однак природні піретрини мали обмеження в стабільності та ефективності, що призвело до пошуку синтетичних аналогів.

2. Розробка синтетичних піретроїдів

У 1970-х роках вчені почали розробляти синтетичні аналоги піретринів - піритоїди. Піретроїди були створені для підвищення стабільності та збільшення тривалості дії, а також для забезпечення більшої токсичності для комах та зниження токсичності для людей та тварин. Ці синтетичні сполуки наслідували механізми природних піретринів, блокуючи нервові імпульси у комах, що призводить до паралічу та смерті.

Приклад:

• Перметрин - Перший синтетичний піретроїд, розроблений у 1970-х роках, який отримав широке визнання за високу ефективність та стійкість до деградації. Перметрин став одним з найпопулярніших інсектицидів для боротьби з шкідниками у сільському господарстві, а також у домогосподарствах для захисту від кліщів та комарів.

3. Широке використання піретроїдів у 1980-х та 1990-х роках

Починаючи з 1980-х років, піретроїди використовувались у різних галузях, включаючи сільське господарство, контроль за домашніми шкідниками та ветеринарну медицину. Зі збільшенням використання піретроїдів розвиток нових рецептур з вдосконаленими характеристиками, такими як підвищення ефективності, стабільність навколишнього середовища та зниження токсичності до нецільових організмів. Приклад:

• CyperMethrin - синтетичний піретроїд, розроблений у 1980-х роках, який швидко став одним з найпопулярніших інсектицидів. Він використовується для контролю широкого спектру шкідників у сільському господарстві, а також для контролю векторів захворювання, таких як комарі, що передають віруси.
• Deltamethrin - Ще один піретроїд, який широко використовувався в 90-х роках. Він був відомий своєю високою ефективністю проти різних комах, таких як таргани, комарі та мухи, а також використовувались для захисту сільськогосподарських культур від шкідників.

4. Сучасні програми та вдосконалення

З розвитком технологій у 2000-х та 2010-х роках, піретроїди продовжували вдосконалюватися, стаючи безпечнішими та ефективнішими. Нове покоління інсектицидів має покращену стабільність, високу активність проти широкого спектру шкідників та зменшення ризиків для навколишнього середовища та здоров'я людини. Піретроїди продовжують відігравати важливу роль у інтегрованих системах управління шкідниками, поєднуючи хімічні, біологічні та механічні методи управління.

Приклад:

• Ламбда-цилотрин-один із сучасних піретроїдів, який є дуже активним проти широкого спектру шкідників, включаючи комах, стійкі до старих інсектицидів. Цей продукт використовується в сільському господарстві та посадці для захисту від шкідників, таких як картопляний жук Колорадо та різні види молі.

5. Проблеми та перспективи

Незважаючи на успіх піретроїдів, їх використання не без проблем. Однією з найбільш значущих питань є розвиток резистентності в комах, що призводить до зниження ефективності продуктів. У відповідь на це питання вчені продовжують розробляти нові формулювання піретроїдів, а також комбіновані продукти для подолання стійкості та забезпечення ефективного захисту від шкідників.

Сучасні тенденції використання піретроїдів

Сьогодні піретроїди залишаються важливими інсектицидами в боротьбі з шкідниками, але їх використання значно обмежене через проблеми з опором комах та екологічні ризики. Сучасні дослідження зосереджені на розробці піретроїдів з вдосконаленими характеристиками, які будуть більш ефективними проти стійких шкідників, а також зменшити їх вплив на корисних комах. Як альтернатива та доповнення до піретроїдів, розробляються методи захисту біологічних рослин, включаючи природних ворогів комах та використання мікроорганізмів.

Таким чином, історія піретроїдів включає їх встановлення як ефективні та відносно безпечні інсектициди, а також розвиток питання стійкості до шкідників та впливу на навколишнє середовище. Розуміння цієї історії допомагає в пошуку нових та безпечніших методів боротьби з шкідниками.

Класифікація

Піретроїди - це велика група інсектицидів, в першу чергу, що використовується для контролю комах-шкідників. Вони синтетично імітують піретрини - природні інсектициди, що містяться в квіті хризантеми. Залежно від їх хімічної структури, активності та застосування, піретроїди можна класифікувати за різними характеристиками.

1. За хімічною структурою:

Піретроїди можна класифікувати на основі їх хімічної структури, що визначається наявністю певних функціональних груп. Найпоширенішими класами є:

• Піретроїди типу I (клас I): Цей клас включає піретроїди, які не містять додаткової атомної групи, що робить їх більш токсичними для комах. Приклад - перметрин, який має хорошу активність і швидкий ефект.
• Піретроїди типу II (клас II): Ці піретроїди містять додаткову атомну групу, що значно підвищує їх стабільність і знижує токсичність для тварин. Циперметрин - один з найпопулярніших прикладів типу II. Він використовується в сільському господарстві для контролю комах-шкідників та в боротьбі з векторами хвороб.

2. Швидкість дії:

Піретроїди відрізняються тим, як швидко вони впливають на комах. Залежно від того, наскільки швидко вони викликають параліч та смерть у комахи, їх можна класифікувати так:

• Піретроїди швидкої дії: ці інсектициди швидко паралізують комахи і починають працювати протягом декількох хвилин після контакту. Перметрин є прикладом швидкої дії піретроїда.
• Піретроїди повільної дії: Ці продукти працюють повільніше, причому їх наслідки стають помітними лише через кілька годин. Дельтаметрин - приклад таких піретроїдів.

3. За формою заявки:

Піретроїди можна класифікувати залежно від форми, в якій вони застосовуються:

• Системні піретроїди: Ці інсектициди проникають у рослину і поширюються по її тканинах, що робить їх ефективними проти комах, які харчуються тканинами рослин. Приклад такого піретроїда - ландаметрин.
• Контактні піретроїди: ці речовини діють безпосередньо при контакті з комахи, викликаючи параліч та смерть. Циперметрин - приклад контактного піретроїда, який діє на зовнішні частини рослини або на самих комах.

4. За зоною застосування:

Піретроїди можна класифікувати на основі їх застосування:

• Для сільського господарства: це найпоширеніша область застосування для піретроїдів, оскільки вони активно використовуються для захисту сільськогосподарських культур від різних комах-шкідників. Приклад - хлорпірифо, який широко використовується на овочах, крупах та фруктових культурах.
• Для домашнього використання: Піретроїди також використовуються в домогосподарствах, наприклад, для захисту від шкідників у приміщенні, таких як таргани, мухи, комарі та інші комахи. Дельтаметрин і перметрин часто використовуються в домашніх інсектицидних спреях.
• Для ветеринарного використання: піретроїди можна використовувати у ветеринарній медицині для захисту домашніх тварин від паразитів, таких як бліхи та кліщі. Приклад-Fenvalerate, який використовується в анти-Flea-процедурах для собак та котів.

5. За стабільністю:

Класифікація піретроїдів за стабільністю ґрунтується на їх здатності підтримувати активність в різних умовах навколишнього середовища:

• Фотостроїди: Ці інсектициди не погіршуються швидко під сонячним світлом, що робить їх ефективними для тривалого використання у відкритих просторах. Циперметрин та дельтаметрин - приклади таких фотодостильних піретроїдів.
• Піретроїди Photounstable: Ці речовини втрачають свою активність під сонячним світлом, що обмежує їх використання у відкритих сільськогосподарських умовах. Однак їх можна використовувати у закритих просторах або в поєднанні з іншими продуктами, що підвищують стабільність.

6. За токсичністю:

Піретроїди відрізняються своєю токсичністю для людей, тварин та комах. Токсичність залежить від молекулярного складу та його взаємодії з нервовою системою комах.

• Високотоксичні піретроїди: продукти, які є високотоксичними для комах і використовуються проти широкого спектру шкідників. Приклад - перметрин.
• Помірно токсичні піретроїди: ці інсектициди мають помірну токсичність і часто використовуються для захисту більш чутливих рослин. Приклад - Fenvalerate.

Механізм дії

• Як інсектициди впливають на нервову систему комах:

Піретроїди блокують передачу нервового імпульсу в організмі комах, впливаючи на натрієві канали в їх нервовій системі. Ці канали регулюють потік іонів натрію в нервові клітини, що є ключовим процесом функціонування нормальної нервової системи. Коли застосовуються піретроїди, ці канали стають гіперактивними, що призводить до порушення нормальної передачі імпульсу нервів. Це призводить до паралічу і, врешті-решт, смерть комахи.

• Вплив на метаболізм комах:

Окрім прямого впливу на нервову систему, піретроїди можуть змінити метаболізм комах. Наприклад, деякі піретроїди заважають нормальній функції клітин, які можуть впливати на енергетичний обмін, уповільнюючи процеси росту та розвитку. Ці зміни можуть послабити здатність шкідників відтворювати та підвищувати свою чутливість до інших факторів стресу.

• Приклади молекулярних механізмів дії:

1. Дія на ацетилхолінестеразу: піретроїди можуть інгібувати активність ацетилхолінестерази, що призводить до накопичення ацетилхоліну в нервових синапсах, тим самим порушуючи нормальну передачу імпульсу нервів.
2. Дія на натрієві канали: піретроїди впливають на натрієві канали, викликаючи їх постійне відкриття, що призводить до неконтрольованого потоку іонів та збудження нервових клітин.

Різниця між контактом та системною дією:

• Контактні піретроїди діють безпосередньо при контакті з поверхнею тіла комахи. Вони швидко проникають у організм через зовнішню оболонку і швидко викликають параліч.
• Системні піретроїди можуть проникати в рослини і поширюватися через них, впливаючи на шкідників не лише через контакт з їх тілами, але і через годування, коли комахи споживають оброблені рослини.

Приклади продуктів

Переваги:

• Швидкі дії: Піретроїди починають працювати протягом декількох хвилин після контакту, забезпечуючи швидкий контроль популяцій шкідників.
• Широкий спектр дій: Ці інсектициди ефективні проти різних типів шкідників, включаючи попелиці, мух, кліщів та інших комах.
• Низька токсичність для ссавців: піретроїди мають нижчу токсичність для людей та тварин порівняно з іншими інсектицидами.

Недоліки:

• Вплив на корисних комах: піретроїди можуть бути токсичними для бджіл та інших корисних комах, що зменшує запилення та порушує екологічний баланс.
• Резистентність у шкідників: комахи можуть розвивати стійкість до піретроїдів, вимагаючи обертання продуктів або використання комбінованих методів управління.

Приклади продуктів:

• Дельтаметрин: Ефективний проти попелиць, білків та інших шкідників. Високоактивна піретроїда з швидким ефектом.
• Циперметрин: широко використовується в сільському господарстві для захисту овочів та фруктових культур від різних комах.

Вплив на навколишнє середовище

• Вплив на корисних комах (бджоли, хижацьких комах):

Піретроїди можуть бути небезпечними для корисних комах, таких як бджоли та сонечки. Бджоли, які відіграють важливу роль у запиленні рослин, можуть загинути при контакті з піретроїдів. Це зменшує біорізноманіття та впливає на екосистему.

• Залишкові кількості інсектицидів у ґрунті, воді та рослинах:

Після нанесення піретроїдів залишкові кількості речовини можуть залишатися в ґрунті, воді та рослинах. Це створює ризик забруднення екосистем, особливо водних об'єктів, які можуть впливати на живі організми, такі як риба та водні рослини.

• Фотостабільність та деградація інсектицидів у природі:

Піретроїди мають гарну фотостабільність, тобто вони протистоять розбиттю сонячного світла. Це збільшує їх активність та тривалість дії, але також сприяє накопиченню хімічних речовин у навколишньому середовищі.

• Біомагніфікація та накопичення в харчових ланцюгах:

Інсектициди можуть накопичуватися в тілах тварин, що призводить до біомагніфікації - посилили концентрацію хімічних речовин на кожному рівні харчового ланцюга. Це може мати шкідливий вплив на тварин та людей, які споживають продукти, що містять залишкові інсектициди.

Проблема стійкості до комах до інсектицидів

• Причини опору:

Резистентність до комах виникає через природний відбір: особи, які мають мутації, що дозволяють їм переживати експозицію інсектицидів, передають ці риси на своє потомство. З часом такі комахи стають стійкими до продуктів, знижуючи їх ефективність.

• Приклади стійких шкідників:

Колорадо-картопляний жук, попелиця та інші комахи стали стійкими до піретроїдів після повторного використання цих продуктів в одній області.

• Методи запобігання опору:

Для запобігання резистентності рекомендується обертати інсектициди з різними механізмами дії, використовувати комбіновані продукти та практикувати інтегровані методи боротьби з шкідниками, такі як біологічний контроль та використання природних ворогів.

Правила безпеки щодо використання інсектицидів

• Підготовка та дозування рішення:

Строго слідкуйте за зазначеними дозуваннями, оскільки надлишок інсектицидів може завдати шкоди рослинам та навколишньому середовищу. Перед нанесенням важливо правильно розбавити інсектицид у воді і ретельно перемішати його.

• Використання захисного обладнання при обробці інсектицидів:

При використанні піретроїдів слід носити захисні обладнання, такі як рукавички, маски та окуляри. Це захищає від хімічного контакту зі шкірою та дихальною системою.

• Рекомендації щодо обробки рослин:

Лікуйте рослини ввечері або рано вранці, коли температура нижча, а комахи активніші. Уникайте нанесення під час дощової погоди або сильних вітрів, щоб запобігти вимиванню або розповсюдженню інсектициду в інші райони.

• Дотримання періодів очікування перед збиранням:

Важливо дотримуватися періодів очікування, зазначених на упаковці, щоб запобігти потраплянню залишків хімікатів в їжу.

Альтернативи хімічним інсектицидам

• Біологічні інсектициди:

Використання ентомофагів, таких як хижацькі кліщі, а також бактеріальні продукти, такі як Bacillus thuringiensis, являє собою ефективний спосіб контролювати шкідників без використання хімічних речовин.

• Природні інсектициди:

Олія нема, часникові розчини та тютюнові вливання - це природні методи, які можуть ефективно відбити комах, не завдаючи шкоди рослинам та навколишньому середовищу.

• Феромонові пастки та інші механічні методи:

Феромони та пастки для комах допомагають зменшити популяції шкідників без використання хімічних речовин.

Приклади популярних продуктів цієї групи

Ризики та запобіжні заходи

• Вплив на здоров'я людини та тварин:

Піретроїди можуть бути токсичними для людини та тварин, якщо вони зловживають. Слід обережно застосовувати при їх використанні.

• Симптоми отруєння інсектицидами:

Отруєння піретроїдів проявляється як головний біль, нудота, блювота та запаморочення. У разі отруєння слід звернутися до негайної медичної допомоги.

• Перша допомога для отруєння:

Промийте рот і очі, закликайте до медичної допомоги та візьміть активоване вугілля, щоб прискорити видалення токсинів з тіла.

Висновок

Раціональне використання піретроїдів допомагає ефективно контролювати шкідників, але вимагає ретельної уваги до безпеки. Дотримуючись рекомендацій щодо дозування та застосування, мінімізує ризики та досягає максимальної ефективності.

Часті запитання (FAQ)

• Що таке піретроїди?

Піретроїди - це синтетичні хімічні інсектициди, розроблені з піретрину, природного сполуки, витягнутих із квіток хризантеми. Ці інсектициди активно використовуються для боротьби з широким спектром комах шкідників через їх високу токсичність комах та відносно низька токсичність для ссавців.

• Як працюють піретроїди?

Піретроїди впливають на нервову систему комах, порушуючи нормальне функціонування нейронів. Вони блокують канали натрію на клітинних мембранах, викликаючи безперервну активацію нервових клітин, що призводить до паралічу та загибелі комах. Це призводить до швидкого та ефективного усунення шкідників.

• Чим піретроїди відрізняються від інших інсектицидів?

Піретроїди високоефективні проти комах з відносно низькою токсичністю для ссавців, включаючи людей. Вони діють швидко і мають відносно коротку тривалість дії, що знижує ризик накопичення залишків у навколишньому середовищі. Однак піретроїди можуть бути токсичними для водних організмів та деяких корисних комах.

• Які переваги піретроїдів?

Піретроїди мають кілька переваг: вони діють швидко, ефективні проти багатьох видів комах, мають низьку токсичність для людини та тварин при правильному використанні та вживаються відносно швидко в навколишньому середовищі. Це робить їх популярними для використання в сільському господарстві та садівництві.

• Які недоліки піретроїдів?

Основним недоліком піретроїдів є те, що вони можуть спричинити стійкість у комах при повторному використанні або безперервно. Вони також можуть бути токсичними для корисних комах, таких як бджоли та інші запилювачі, а також для водних екосистем. Піретроїди високотоксичні для риб та інших водних організмів, що вимагає обережності при використанні поблизу водойм.

• Як піретроїди впливають на екосистему?

Піретроїди можуть впливати на корисних комах, таких як бджоли, сонечки та ентомофаги (природні вороги шкідників), порушуючи екосистему. Вони також можуть увійти у водні тіла та завдати шкоди водним екосистемам, вбиваючи рибу та інші водні організми. Щоб мінімізувати вплив на навколишнє середовище, важливо дотримуватися вказівок щодо використання піретроїдів.

• Які комахи найбільш вразливі до піретроїдів?

Піретроїди ефективні проти багатьох видів комах, включаючи мілілії, попелиці, кліщів, мурашок та сільськогосподарських шкідників, таких як жук з картоплі Колорадо. Вони використовуються для боротьби зі шкідниками як у сільському господарстві, так і в внутрішніх умовах.

• Як можна запобігти стійкість до піретроїдів?

Для запобігання резистентності важливо обертати інсектициди з різними способами дії, використовувати їх у поєднанні з іншими методами управління (наприклад, біологічними інсектицидами або механічними методами) та дотримуйтесь рекомендацій щодо частоти дозування та застосування. Обертаючі продукти та правильне використання знижують ймовірність стійких популяцій шкідників.

• Як слід безпечно використовувати піретроїдів?

Використовуючи піретроїди, важливо дотримуватися рекомендацій упаковки та носити захисний одяг (рукавички, окуляри, маску), щоб уникнути контакту зі шкірними та дихальними шляхами. Крім того, уникайте їх застосування на сильному вітрі та дощі та дотримуйтесь періодів очікування перед збиранням врожаю, щоб мінімізувати ризик виникнення залишків пестицидів у продуктах.

• Чи є альтернативи піретроїдів?

Так, існують альтернативи піретроїдів, такі як органічні інсектициди (олія нема, інфузія часнику), методи управління біологічними шкідниками (ентомофагами, бактеріями та вірусами) та механічні методи, такі як пастки та фізичне видалення шкідників. Ці методи можуть бути безпечнішими для навколишнього середовища та здоров'я людини, але можуть вимагати більше зусиль та часу для досягнення подібної ефективності.