Органофосфор інсектициди

Органофосфорні інсектициди (ОПІ) - це група хімічних речовин, що містять фосфору в їх молекулах, широко використовуються для захисту рослин від різних шкідників. Ці інсектициди працюють шляхом інгібування основних ферментів в організмі комахи, що призводить до паралічу та загибелі шкідників. Вони мали суттєвий вплив на сільське господарство, забезпечуючи ефективний захист від широкого спектру комах.

Цілі та значення в сільському господарстві та садівництві

Основна мета використання інсектицидів органофосфору - підвищення продуктивності сільського господарства, захищаючи рослини від шкідників, таких як комахи, кліщі та інші паразити. У садівництві та садівництві вони використовуються для захисту врожаїв, таких як фрукти, овочі та декоративні рослини. Ці інсектициди значно знижують пошкодження від шкідників комах, що призводить до кращої якості та більшої врожаї врожаю.

Актуальність теми

Дослідження та правильне використання інсектицидів органофосфору є відповідною темою, оскільки ефективне та безпечне використання цих продуктів вимагає ретельної уваги. Неправильне використання або надмірне застосування може призвести до резистентності до комах, а також негативно впливати на навколишнє середовище та здоров'я людини. Поінформованість інсектицидів органофосфору важлива для мінімізації ризиків та забезпечення сталого розвитку сільського господарства.

Історія інсектицидів органофосфору (ОПІ)

Органофосфорні інсектициди (ОПІ) відіграють ключову роль у боротьбі зі шкідниками і є важливою частиною сільського господарства та лісового господарства. Їх історія розпочалася в першій половині 20 століття, коли вчені почали досліджувати сполуки органофосфору, спрямовані на створення більш ефективних та довготривалих агентів захисту рослин.

1. Ранні дослідження та відкриття

Перша хвиля інтересу до органофосфорових сполук відбулася в 1930-х роках, коли вчені почали досліджувати хімічні речовини, що містять фосфор, як потенційні засоби для знищення шкідників комах. Початкові експерименти з органофосфорними сполуками були зосереджені на розробці більш безпечних альтернатив інсектицидам органохлору, таких як DDT. У той час хімічні речовини, що містять фосфор, продемонстрували високу токсичність для комах, що робить їх потенційно ефективними засобами захисту.

2. Перші комерційно успішні інсектициди органофосфору

У 40-х роках, серед Другої світової війни, органофосфорні сполуки привернули увагу військових як хімічних засобів для боротьби з шкідниками, включаючи комах. Після війни розпочалися комерційні дослідження, засновані на військових розробках, спрямовані на застосування інсектицидів органофосфору в сільському господарстві. У 1947 році з'явився перший комерційний органофосфор інсектицид - Малатіон - швидко став популярним завдяки своїй високій ефективності проти широкого спектру комах. Він був використаний у сільському господарстві та для захисту здоров'я людини від захворювань, що переносяться комахами.

3. Розробка та використання

З початку 1950-х років інсектициди органофосфору широко використовувались у сільському господарстві. Вони забезпечили більш високу токсичність комахам, ніж багато раніше використовуваних сполук органохлорів, таких як DDT. OPIS стали популярними в боротьбі з шкідниками, таких як шкідники комах на різних культурах, включаючи бавовна, тютюн, овочі та фрукти. Деякі з найвідоміших сполук цієї групи включають Паратіон, Діазінон та Хлорпірифос.

4. Безпека та екологічні проблеми

Хоча інсектициди органофосфору були ефективними, їх використання призвело до нових екологічних та токсикологічних проблем. Ці сполуки демонстрували високу токсичність не тільки для комах, але й для інших організмів, включаючи корисних комах, таких як бджоли та тварини. Висока мінливість та здатність органофосфору інсектицидів накопичуватися в екосистемах, забруднюючи ґрунт та водойми, стали суттєвими проблемами. Як результат, багато з цих сполук зазнавали обмежень та заборон у певних країнах, починаючи з кінця 1970-х.

5. Сучасні підходи та виклики

Сьогодні інсектициди органофосфору залишаються широко використовуються; Однак їх застосування обмежене через проблеми з навколишнім середовищем та безпекою. Проблеми з резистентністю до комах, резистентністю до органофосфору інсектицидів та їх зниження ефективності стали головними проблемами в сучасному захисті рослин. Щоб запобігти розвитку резистентності, вчені активно розробляють нові сполуки та методи, поєднуючи органофосфор інсектициди з біологічними та механічними методами боротьби з шкідниками.

Таким чином, історія інсектицидів органофосфору - це подорож від революційних відкриттів та успішних застосувань до визнання їх екологічних та токсикологічних проблем, що призвело до пошуку безпечніших та більш стійких методів захисту рослин.

Класифікація

Інсектициди органофосфору поділяються на кілька груп на основі хімічної структури, механізму дії та впливу на комах. До них належать:

1. Органофосфати - найпоширеніша група інсектицидів органофосфору, включаючи такі речовини, як малатіон, паратій та діазінон. Вони працюють, інгібуючи активність ацетилхолінестерази, порушуючи передачу нервових імпульсів у комах.
2. Фосфорганічні ефіри-хімічні речовини, де фосфор пов'язаний з вуглецем через ефірну ланку, наприклад, Triexpen та піраклофен.
3. Нові класи сполук органофосфору - синтетичні сполуки, такі як солі ізопропіламіну та піперазини, із специфічними механізмами дії та високою стійкістю до зовнішніх умов.

1. За хімічною структурою

Інсектициди органофосфору можна класифікувати за структурою їх молекул, що визначає їх фізико-хімічні властивості та активність проти різних видів комах.

• Аліфатичні органофосфорні інсектициди: ці хімічні сполуки містять вуглецеві ланцюги у своїй структурі. Приклад - Малатіон (один з перших продуктів, що використовують сполуки органофосфору для захисту рослин).
• Ароматичні органофосфорні інсектициди: ці інсектициди мають ароматичне кільце, що містять атоми фосфору. Приклад - Триметфос.
• Хлоровані органофосфорні інсектициди: У цих продуктах фосфор з'єднаний з атомами хлору. Прикладом є хлорпірифос, який є популярним інсектицидом на основі сполук органофосфору.

2. За допомогою механізму дії

Первинний механізм дії інсектицидів органофосфору передбачає пригнічення ферменту ацетилхолінестерази, порушення нормальної передачі нервів та спричинення паралічу комах. Залежно від того, як вони впливають на нервову систему, органофосфорні інсектициди можна класифікувати наступним чином:

• Інсектициди, що інгібують ацетилхолінестеразу: ці речовини блокують активність ацетилхолінестерази, що призводить до накопичення ацетилхоліну в нервових синапсах та порушення передачі імпульсу нервів. Приклади: Малатіон, метамідофос, хлорпірифос.
• Інсектициди, що впливають на інші ферменти: деякі сполуки органофосфору впливають на інші ферменти, що беруть участь у передачі нервів. Приклади: Диметоат, фосфамідон.

3. За тривалістю дії

Органофосфорні інсектициди можуть змінюватись за своєю тривалістю дії, що впливає на частоту обробки рослин та економічну ефективність.

• Інсектициди тривалої дії: Ці продукти мають тривалий ефект і можуть контролювати популяції шкідників протягом декількох тижнів або місяців. Приклад: Хлорпірифос.
• Інсектициди короткої дії: ці продукти діють швидко, але їх ефект швидко зношується, вимагаючи повторних процедур. Приклад: Малатіон.

4. За зоною застосування

Інсектициди органофосфору можна класифікувати на основі їх області застосування:

• Сільськогосподарські інсектициди: Ці продукти використовуються для захисту сільськогосподарських культур від шкідників комах. Приклад: Хлорпірифос, малатіон.
• Інсектициди для охорони здоров'я населення: Ці продукти використовуються для усунення векторів хвороб, таких як комарі та таргани. Приклад: Метамідофос, малатіон.
• Домашні інсектициди: Ці продукти використовуються для усунення домашніх шкідників. Приклад: Диметоат.

5. За токсичністю

Інсектициди органофосфору можна класифікувати за рівнем їх токсичності на людей, тварин та навколишнього середовища:

• Висококсичні продукти: Ці інсектициди є високотоксичними і можуть спричинити отруєння у людини та тварин. Приклади: Метамідофос, Паратіон.
• Помірно токсичні продукти: ці продукти мають помірну токсичність, що робить їх менш небезпечними, але все ще вимагає обережності при використанні. Приклад: Малатіон.
• Продукти з низькою токсичністю: Ці продукти мають відносно низьку токсичність для людини та тварин, але вони все ще ефективні проти комах. Приклад: Диметоат.

6. За типом ефекту

Органофосфорні інсектициди можуть діяти як контактний, так і системний:

• Зверніться до інсектицидів: ці продукти діють, коли вони контактують з комахи. Вони швидко проникають у тіло комахи через її зовнішнє покриття. Приклад: Малатіон.
• Системні інсектициди: Ці продукти проникають у рослини і поширюються по всьому, що дозволяє їм впливати на шкідників, які харчуються сік рослини. Приклад: Фосфамідон.

7. За методом застосування

Органофосфорні інсектициди можна класифікувати методом їх застосування:

• Продукти для розпилення: Ці інсектициди застосовуються до рослин у вигляді розчинів або емульсій. Приклад: Хлорпірифос.
• Ґрунтові продукти: Ці інсектициди застосовуються до ґрунту перед посадкою або під час росту рослин. Приклад: Метамідофос.

Механізм дії

Як інсектициди впливають на нервову систему комах

Органофосфорні інсектициди блокують активність ацетилхолінестерази, ферменту, який зазвичай руйнує ацетилхолін нейромедіатора в синапсах нервових клітин. Це призводить до накопичення ацетилхоліну, що спричиняє постійну стимуляцію нервових клітин, що призводить до паралічу комахи. У деяких випадках ці інсектициди також можуть впливати на натрієві канали в клітинах, порушуючи нормальну функціонування нервової системи.

Вплив на метаболізм комах

Інсектициди органофосфору також можуть впливати на ферменти, що беруть участь у метаболізмі комах. Сюди входить інгібування системи антиоксидантної активності, що призводить до пошкодження клітин та тканин. Порушення метаболізму може призвести до того, що комаха померла від отруєння метаболічними побічними продуктами.

Приклади молекулярних механізмів дії

• Інгібування ацетилхолінестерази: Більшість інсектицидів органофосфору працюють шляхом зв'язування з ацетилхолінестеразою, блокуючи її активність та порушуючи нейро-транспорцію.
• Вплив на натрієві канали: деякі органофосфорні інсектициди діють на мембранні канали натрію, викликаючи їх аномальну активацію та призводять до паралічу комах.

Приклади продуктів у цій групі

Переваги та недоліки

Такі продукти, як Малатіон, Паратіон та Діазінон, є високоефективними проти широкого спектру комах. Вони швидко вбивають шкідників і мають широкий спектр діяльності. Однак у них також є недоліки, такі як висока токсичність для корисних комах (наприклад, бджіл) та тварин, а також високу мінливість та стійкість до деградації в навколишньому середовищі, що може призвести до забруднення ґрунту та води.

Приклади продуктів

• Малатіон: використовується для захисту овочів, фруктів та культур у садівництві та сільському господарстві. Ефективні проти попелиць, трипів та інших шкідників.
• Паратій: Використовується в сільському господарстві для захисту від широкого спектру шкідників, таких як мухи та жуки.
• Діазінон: Ефективний проти багатьох шкідників ґрунту та шкідливих комах, таких як личинки, трипс та інші.

Вплив на навколишнє середовище

• Вплив на корисних комах

Інсектициди органофосфору можуть бути токсичними для корисних комах, таких як бджоли та сонечки. Бджоли, які відіграють важливу роль у запиленні, можуть загинути при контакті з інсектицидом, що порушує баланс екосистеми та зменшує врожайність врожаю.

• Залишковий рівень пестицидів у ґрунті, воді та рослинах

Деякі інсектициди органофосфору можуть залишатися в ґрунті, воді та рослинах протягом тривалих періодів. Це може призвести до забруднення навколишнього середовища та накопичення токсичних речовин у харчових ланцюгах.

• Фотостабільність та деградація інсектицидів у природі

Органофосфорні інсектициди мають різну фотостабільність, що впливає на їх деградацію в природі. Деякі речовини швидко розпадаються під сонячним світлом, а інші зберігаються в навколишньому середовищі і можуть забруднити екосистеми.

• Біомагніфікація та накопичення в харчових ланцюгах

Інсектициди органофосфору можуть накопичуватися в тканинах рослин і тварин, що призводить до біомагніфікації в харчових ланцюгах. Це може призвести до накопичення токсичних речовин у тілах людей та тварин, що споживають забруднену продукцію.

Проблема стійкості комах до інсектицидів

Причини опору

Комахи можуть розвивати стійкість до органофосфору інсектицидів через генетичні зміни, які дозволяють їм вижити після впливу інсектициду. Це може бути наслідком мутацій, які збільшують здатність комах до метаболізації або виведення токсичних речовин.

Приклади стійких шкідників

• Колорадо картопляного жука: З розвитком стійкості до різних інсектицидів, включаючи органофосфорні продукти, жук-картопля Колорадо стало важко контролювати в деяких регіонах.
• Попелиця: У деяких випадках попелиці розвинулися стійкість до органофосфору інсектицидів, що робить їх більш стійкими до лікування.

Методи запобігання опору

Для запобігання резистентності важливо обертати інсектициди з різними способами дії, використовувати комбіновані методи лікування та застосовувати біологічні та механічні методи управління шкідниками.

Безпечне використання інсектицидів

• Підготовка рішень та дозування

Використовуючи інсектициди органофосфору, важливо суворо дотримуватися інструкцій щодо упаковки щодо доз. Надмірне використання може призвести до забруднення навколишнього середовища та резистентності у шкідників.

• Використання захисного обладнання

Захисне обладнання, таке як рукавички, маски та окуляри, слід носити, щоб запобігти контакту з інсектицидами на шкірі та дихальній системі.

• Рекомендації щодо обробки рослин

Лікування слід проводити рано вранці або ввечері, щоб уникнути впливу бджіл та інших корисних комах. Для підвищення ефективності лікування слід враховувати погодні умови, такі як відсутність дощу та легкого вітру.

• Періоди очікування перед збиранням

Після застосування інсектицидів важливо спостерігати за періодами очікування перед збиранням врожаю, щоб мінімізувати ризик виникнення залишків пестицидів у культурах.

Альтернативи хімічним інсектицидам

• Біологічні інсектициди

Використання природних ворогів шкідників, таких як ентомофаги (хижацькі комахи), може бути ефективною альтернативою хімічним інсектицидам.

• Натуральні інсектициди

Існує багато природних інсектицидів, таких як олія Neem, часникові вливання та тютюнові розчини, які є екологічно чистими та безпечними для людини.

• Феромонові пастки та інші механічні методи

Феромонові пастки можуть залучати та захоплювати шкідників, мінімізуючи потребу в хімічних обробках.

Приклади найпопулярніших інсектицидів у цій групі

Ризики та запобіжні заходи

• Вплив на здоров'я людини та тварин

Інсектициди органофосфору можуть бути токсичними для людей і тварин, особливо при тривалому контакті або неправильному вживанні.

• Симптоми отруєння інсектицидами

Отруєння може проявлятися як головний біль, нудота, блювота, слабкість, а в важких випадках, судоми та втрата свідомості.

• Перша допомога для отруєння

Якщо відбувається отруєння, негайно видаліть людину або тварину з району, промийте очі та шкіру та зверніться за медичною допомогою.

Висновок

Інсектициди органофосфору - це ефективний засіб захисту рослин від шкідників. Однак їх використання вимагає обережності та дотримання рекомендацій щодо безпеки, щоб мінімізувати негативний вплив на здоров'я людини та навколишнє середовище.

• Нагадування про заходи безпеки

Дотримуючись інструкцій, використання захисного обладнання та спостереження за періодами очікування до збирання врожаю є важливими заходами для безпечного використання інсектицидів.

• Зателефонуйте до використання безпечніших та більш екологічно чистих методів боротьби з шкідниками

Важливо активно шукати та впроваджувати безпечніші та більш екологічно чисті методи боротьби зі шкідниками, такі як біологічний контроль та використання природних інсектицидів.

Часті запитання (FAQ)

Що таке інсектициди органофосфору?
Інсектициди органофосфору - це група хімічних речовин, що містять фосфор, що використовуються для вбивства шкідників комах. Вони працюють, інгібуючи активність ферменту ацетилхолінестерази, порушуючи нормальну передачу нервових імпульсів у комах.

Як органофосфорні інсектициди впливають на комах?
Органофосфорні інсектициди впливають на нервову систему комах, інгібуючи ацетилхолінестеразу, фермент, який розбиває нейротрансмітер Ацетилхолін. Це призводить до накопичення ацетилхоліну в синапсах, що призводить до постійної стимуляції нервових клітин, паралічу та загибелі комах.

Які інсектициди є в групі органофосфору?
Ця група включає такі продукти, як Малатіон, Паратіон, Діазінон та Хлорпірифос. Ці речовини ефективні проти різних шкідників, включаючи комах, кліщів та личинок.

Які переваги інсектицидів органофосфору?
Інсектициди органофосфору мають високу токсичність для комах, що робить їх ефективними проти широкого спектру шкідників. Вони діють швидко, що дозволяє швидко усунути загрози сільськогосподарським культурам.

Які недоліки інсектицидів органофосфору?
Недоліки включають токсичність для корисних комах (наприклад, бджіл), тварин та людей, якщо вони не застосовуються правильно. Вони також можуть зберігатися в навколишньому середовищі, забруднюючи ґрунт та воду, що збільшує екологічні ризики.

Як органофосфорні інсектициди впливають на навколишнє середовище?
Інсектициди органофосфору можуть накопичуватися в ґрунті та воді, що призводить до забруднення екосистеми. Вони також токсичні для корисних комах, таких як бджоли та хижацькі комахи, порушують екосистему та зменшення біорізноманіття.

Що таке біомагніфікація в контексті інсектицидів органофосфору?
Біомагніфікація - це процес накопичення токсичних речовин, таких як інсектициди органофосфору, в харчових ланцюгах. Ці речовини можуть накопичуватися в тканинах тварин і рослин, збільшуючи їх концентрацію, рухаючись вгору по харчовій ланцюг.

Як можна запобігти резистентності комах до органофосфору інсектицидів?
Щоб запобігти резистентності, рекомендується обертати продукти з різними способами дії, використовувати комбіновані методи лікування та дотримуватися рекомендованих дозування та інтервалів застосування, щоб уникнути створення умов для розвитку стійкості у шкідників.

Яких заходів безпеки слід дотримуватися при використанні інсектицидів органофосфору?
Під час роботи з інсектицидами органофосфору слід застосовувати захисне обладнання (рукавички, маски, окуляри), слід дотримуватися дозування, слід дотримуватися додатків у рекомендовані терміни, а інтервали збирання врожаю, щоб мінімізувати рівень залишків у культурах.

Які альтернативи інсектицидам органофосфору?
Альтернативи включають біологічні інсектициди (ентомофаги, бактерії та гриби), природні інсектициди (наприклад, немнова олія, часникові вливання) та механічні методи, такі як феромонські пастки та органічні пестициди, які менш токсичні для навколишнього середовища та корисні організми.