Neonikotinoidi

Неоникотиноиди су класа синтетичких инсектицида који су структурно слични природним никотиноидима, активним једињењима која се налазе у биљкама дувана. Ови инсектициди су дизајнирани да утичу на нервни систем инсеката, ефикасно контролишући популације штеточина као што су лисне уши, беле мушице, гриње и друге. Неоникотиноиди се широко користе у пољопривреди, хортикултури и уређењу градског пејзажа за заштиту усева и украсних биљака.

Циљеви и значај употребе у пољопривреди и хортикултури

Примарни циљ употребе неоникотиноида јесте да се обезбеди ефикасна заштита биљака од разних инсеката штеточина, што помаже у повећању приноса и смањењу губитака производа. У пољопривреди, неоникотиноиди се примењују за третирање житарица, поврћа, воћака и других пољопривредних биљака. У хортикултури се користе за заштиту украсних биљака и жбуња, спречавајући оштећења лишћа, стабљика и плодова. Због своје системске природе, неоникотиноиди продиру у биљна ткива, пружајући дуготрајну заштиту од штеточина.

Релевантност теме

Проучавање и правилна примена неоникотиноида је важан аспект модерне пољопривреде и хортикултуре. Растућа глобална популација и све већа потражња за храном захтевају ефикасне методе заштите биљака од штеточина. Међутим, прекомерна и неконтролисана употреба неоникотиноида довела је до еколошких проблема као што су смањење популација корисних инсеката, укључујући пчеле, и развој отпорности на штеточине. Стога је важно истражити механизме деловања неоникотиноида, њихов утицај на животну средину и развити одрживе методе примене.

Историја

• Историја неоникотиноида

Неоникотиноиди су група инсектицида развијених крајем 20. века који су брзо стекли популарност због своје високе ефикасности против инсеката штеточина. Ови производи су синтетички аналози никотина, који утичу на нервни систем инсеката. Историја неоникотиноида је уско повезана са развојем хемијске науке и тежњом ка стварању ефикаснијих и безбеднијих средстава за заштиту биља.

• Рана истраживања и открића

Неоникотиноиди су развијени као продужетак истраживања спроведених 1970-их година када су научници почели да проучавају хемикалије са својствима сличним никотину, али са побољшаним карактеристикама за борбу против инсеката штеточина. Никотин је био познат као ефикасан инсектицид још у 19. веку, али је његова употреба била ограничена због високе токсичности и нестабилности. Осамдесетих година 20. века научници су почели да траже безбедније и стабилније аналоге који би могли имати продужено дејство и бити мање штетни по животну средину.

• Развој првих неоникотиноида

Први неоникотиноиди су синтетизовани 1980-их. Године 1990, компанија Сигента (тада Новартис) лансирала је први комерцијално успешан неоникотиноид — имидаклоприд. Овај производ је био револуционаран јер се показао много ефикаснијим против низа штеточина, укључујући лисне уши, колорадску кромпирову златку и друге, у поређењу са традиционалним инсектицидима. Имидаклоприд је брзо постао широко коришћен у пољопривреди за заштиту усева и биљака у баштама и травњацима.

• Проширење употребе

У наредним деценијама, друге компаније су почеле да развијају нове неоникотиноиде као што су тиаметоксам, актара, клотианидин и други. Ови производи су брзо стекли популарност на тржишту због своје високе ефикасности и дуготрајног дејства. Постали су кључни инсектициди за борбу против разних штеточина, као што су лисне уши, колорадска кромпирова златица, кукурузне златице, трипси и многи други инсекти штеточине. Неоникотиноиди су коришћени у разним индустријама, од пољопривреде и хортикултуре до заштите људског здравља (нпр. за спречавање болести које преносе инсекти).

• Безбедносна и еколошка питања

Међутим, од краја 1990-их, употреба неоникотиноида изазвала је озбиљне еколошке и токсиколошке проблеме. У раним годинама њихове употребе, они су заиста показивали високу ефикасност и минималан утицај на животну средину. Али временом су почели да се појављују нежељени ефекти, посебно на корисне инсекте попут пчела. Многе студије су повезале употребу неоникотиноида са масовним изумирањем пчела, што је довело до широких дискусија о њиховој безбедности.

Штавише, неоникотиноиди су почели да изазивају отпорност код неких штеточина, смањујући њихову ефикасност.

• Ограничења и забране

Као одговор на растућу забринутост због безбедности неоникотиноида и њиховог утицаја на пчеле и друге корисне организме, Европска унија је 2013. године увела ограничења на њихову употребу за третирање усева који привлаче пчеле. 2018. године, ова ограничења су проширена и укључују забрану употребе три најпопуларнија неоникотиноида (имидаклоприд, тиаметоксам и клотианидин) на отвореним пољима.
Ипак, упркос овим ограничењима, неоникотиноиди се и даље користе у неким земљама, а њихов развој остаје важна област у хемијској заштити биљака.

• Савремени приступи и будућност неоникотиноида

Последњих година, напори за развој безбеднијих формулација и иновативних метода коришћења неоникотиноида су настављени. Научници и стручњаци раде на стварању производа са смањеним утицајем на корисне инсекте, као што су пчеле и други предаторски инсекти. Истовремено, расте интересовање за интегрисане приступе сузбијању штеточина који комбинују хемијске, биолошке и агрономске методе.

Дакле, историја неоникотиноида је пример путовања од успешних открића и револуционарних технологија до препознавања еколошких ризика и развоја нових, безбеднијих метода заштите биљака.

Класификација

Неоникотиноиди се класификују на основу хемијског састава, механизма деловања и спектра деловања. Главне групе неоникотиноида укључују:

• Имидаклоприд: један од најчешћих представника, ефикасан против лисних уши, белих мушица, гриња и других штеточина.
• Тиаметоксам: познат по својој високој ефикасности и ниској токсичности за сисаре, користи се за заштиту усева житарица.
• Клотианидин: користи се у заштити повртарских и воћних усева, са високом отпорношћу на разградњу у земљишту.
• Ацетамиприд: ефикасан против широког спектра инсеката штеточина, укључујући бубе и трипсе.
• Нектарина: користи се за сузбијање лисних уши и белих мушица, са ниском токсичношћу за корисне инсекте.

Неоникотиноиди се класификују на основу њихове хемијске структуре, механизма деловања и примене. Погледајмо неколико главних категорија неоникотиноида:

Класификација по хемијској структури

На основу хемијске структуре, неоникотиноиди су подељени у неколико група, од којих свака карактерише другачија синтезна својства и ефекти на циљне организме.

• Никотиноидна једињења са хлоропиримидинском базом: ова група неоникотиноида садржи хлоропиримидин у својој структури. Ефикасна су против широког спектра штеточина, укључујући лисне уши, жишке и друге пољопривредне штеточине.
  Пример: тиаметоксам — један од широко коришћених неоникотиноида са хлоропиримидинском базом.
• Никотиноидна једињења са неоникотинилпиридин базом: ова група садржи пиридински прстен у активној супстанци, што их разликује од других неоникотиноида. Ова једињења су ефикасна против широког спектра инсеката штеточина.
  Пример: имидаклоприд — добро познати неоникотиноид са неоникотинилпиридин базом, који се широко користи за сузбијање штеточина.
• Никотиноидна једињења са тиазолном базом: тиазолна једињења имају своју специфичну молекуларну структуру, што им омогућава да се акумулирају у биљним ткивима и пружају дуготрајне ефекте.
  Пример: ацетамиприд — једно од једињења у овој групи, користи се за заштиту биљака од разних штеточина.

Класификација према начину деловања

Неоникотиноиди се такође могу класификовати на основу њиховог дејства на инсекте. Они утичу на нервни систем тако што утичу на пренос нервних импулса.

• Контактни неоникотиноиди: ова једињења делују при директном контакту са инсектима. Након контакта са телом инсекта, једињење продире у организам и ремети функционисање нервног система.
  Пример: флоникамид — неоникотиноид који делује при контакту са штеточинама, блокирајући пренос нервних импулса.
• Системски неоникотиноиди: ова једињења имају способност да продру у биљна ткива, шире се кроз њих и пружају заштиту чак и од инсеката који се хране биљним соком.
  Пример: тиаметоксам и имидаклоприд — оба ова једињења имају системско дејство и могу се применити на семе ради заштите од самог почетка раста биљака.

Класификација по области примене

Неоникотиноиди се такође могу класификовати на основу њихових области примене, у зависности од врсте усева и штеточина на које циљају.

• Неоникотиноиди за заштиту пољопривредних усева: ова једињења се користе за сузбијање штеточина које оштећују пољопривредне усеве. Ефикасна су против широког спектра инсеката штеточина, као што су лисне уши, трипси, беле мушице и многи други.
  Пример: имидаклоприд — често се користи за заштиту усева као што су кукуруз, пиринач, поврће и воће.
• Неоникотиноиди за заштиту украсних биљака: ова једињења се користе за заштиту украсних биљака од штеточина као што су гриње и биљне ваши.
  Пример: ацетамиприд — користи се за сузбијање штеточина на украсним биљкама као што су руже и жбуње.
• Неоникотиноиди за заштиту од инсеката који преносе болести: ова група једињења се такође користи за заштиту биљака од инсеката који могу да преносе разне болести, као што су вируси или гљивице.
  Пример: тиаметоксам — користи се за заштиту пољопривредних биљака од штеточина као што су лисне уши и други инсекти који могу да преносе патогене.

Класификација по токсичности и отпорности

Неоникотиноиди се такође могу класификовати према нивоу токсичности и способности акумулације у биљкама, што утиче на њихову опстанак у екосистему.

• Веома токсични неоникотиноиди: ова једињења су веома токсична за инсекте и користе се минималне дозе за ефикасно сузбијање штеточина.
  Пример: имидаклоприд — веома токсичан и ефикасно уништава разне инсекте штеточине у минималним дозама.
• Неоникотиноиди ниске токсичности: ова једињења имају мању токсичност, али су и даље ефикасна у сузбијању инсеката. Могу се користити у областима где је потребан безбеднији приступ сузбијању штеточина.
  Пример: ацетамиприд — релативно мање токсичан у поређењу са другим неоникотиноидима, што га чини пожељнијим за употребу у одређеним областима.

Механизам деловања

• Како инсектициди утичу на нервни систем инсеката

Неоникотиноиди утичу на нервни систем инсеката везивањем за рецепторе никотин ацетилхолина у нервним ћелијама. Ово узрокује континуирано побуђивање нервних импулса, што доводи до парализе и смрти инсеката. За разлику од претходних класа инсектицида, неоникотиноиди имају високу селективност за инсекте, смањујући њихову токсичност за сисаре и друге бескичмењаке.

• Утицај на метаболизам инсеката

Неоникотиноиди ремете метаболичке процесе код инсеката, што доводи до смањене активности, репродукције и преживљавања. Инхибиција преноса нервних сигнала омета есенцијалне функције као што су исхрана, кретање и репродукција.

• Примери молекуларних механизама деловања

Неки неоникотиноиди, попут имидаклоприда, везују се за рецепторе ацетилхолина никотина, узрокујући стално побуђивање нервних ћелија. Други, попут тиаметоксама, блокирају јонске канале, ометајући пренос нервних сигнала. Ови механизми обезбеђују високу ефикасност против инсеката штеточина.

• Разлика између контактних и системских ефеката

Неоникотиноиди имају системско дејство, што значи да продиру у биљна ткива и шире се по свим деловима биљке, укључујући лишће, стабљике и корење. Ово пружа дугорочну заштиту биљци и ефикасно контролише штеточине које се хране различитим деловима биљке. Контактно дејство је такође могуће, али њихова главна ефикасност је повезана са системском дистрибуцијом.

Примери производа из ове групе

• Имидаклоприд
  Механизам деловања: везује се за никотин ацетилхолинске рецепторе, узрокујући континуирано побуђивање нервних ћелија.
  Примери производа:
  • Актара
  • Клордор
  • Ланергил

Предности и мане
Предности: широк спектар деловања, системска дистрибуција, ниска токсичност за сисаре.
Мане: токсичност за пчеле и друге опрашиваче, потенцијални развој отпорности код штеточина.

• Тиаметоксам
  Механизам деловања: блокира јонске канале, ометајући пренос нервних сигнала.
  Примери производа:
  • Белкар
  • Тирет
  • Редат

Предности и мане
Предности: висока ефикасност, ниска токсичност за корисне инсекте, отпорност на разградњу.
Мане: токсичност за пчеле ако се погрешно примени, потенцијално накупљање у земљишту.

• Клотианидин
  Механизам деловања: везује се за ацетилхолинске рецепторе, изазивајући парализу инсеката.
  Примери производа:
  • Клофер
  • Картимар
  • Некто

Предности и мане

Предности: висока отпорност на разградњу, системска дистрибуција, ефикасно против широког спектра штеточина.
Мане: токсичност за пчеле, потенцијална контаминација воде и земљишта.

Инсектициди и њихов утицај на животну средину

• Утицај на корисне инсекте

Неоникотиноиди имају значајан утицај на корисне инсекте, укључујући пчеле, осе и друге опрашиваче. Пчеле су у опасности од тровања приликом сакупљања нектара и полена са третираних биљака, што доводи до смањења популација и поремећаја процеса опрашивања. Ово негативно утиче на биодиверзитет и продуктивност усева који зависе од опрашивања.

• Преостали нивои инсектицида у земљишту, води и биљкама

Неоникотиноиди могу остати у земљишту дуже време, посебно у влажним и топлим климатским условима. Они продиру у воду путем падавина и наводњавања, што доводи до контаминације извора воде. У биљкама, неоникотиноиди су распоређени по свим деловима, укључујући лишће, стабљике и корење, пружајући системску заштиту, али такође потенцијално доводећи до акумулације у прехрамбеним производима.

• Фотостабилност и разградња инсектицида у природи

Многи неоникотиноиди имају високу фотостабилност, што повећава њихово трајање деловања у животној средини. Ово успорава њихово разлагање под утицајем ултраљубичастог зрачења и доприноси њиховој акумулацији у екосистемима. Висока отпорност на разградњу доводи до дугорочног присуства инсектицида у земљишту и води, повећавајући ризик од токсичности за бескичмењаке и друге организме.

• Биомагнификација и акумулација у ланцима исхране

Неоникотиноиди имају потенцијал за биомагнификацију, јер се могу акумулирати у телима инсеката и животиња, крећући се узлазним путем у ланцу исхране. То доводи до повећане концентрације инсектицида код предатора и виших нивоа у ланцу исхране, укључујући и људе. Биомагнификација неоникотиноида изазива озбиљне еколошке и здравствене проблеме, јер акумулирани инсектициди могу изазвати хронично тровање и здравствене поремећаје код животиња и људи.

Проблем отпорности штеточина на инсектициде

• Узроци развоја отпорности

Развој резистенције код штеточина инсеката на неоникотиноиде последица је генетских мутација и селекције отпорних јединки уз поновљену употребу истог инсектицида. Честа и неконтролисана употреба неоникотиноида подстиче брзи развој резистенције, смањујући њихову ефикасност и захтевајући употребу јачих и токсичнијих средстава.

• Примери отпорних штеточина

Отпорност на неоникотиноиде је примећена код разних инсеката штеточина, укључујући беле мушице, лисне уши, гриње и неке врсте мољаца. Ове штеточине показују смањену осетљивост на инсектициде, што их чини тежим за сузбијање и доводи до потребе за скупљим и опаснијим хемикалијама.

• Методе за спречавање отпора

Да би се спречила отпорност, неопходно је ротирати инсектициде са различитим механизмима деловања, комбиновати хемијске и биолошке методе сузбијања и користити интегрисане стратегије сузбијања штеточина. Такође је важно пратити препоручене дозе и распоред примене како би се избегло стварање отпорних јединки и осигурала дугорочна ефикасност производа.

Безбедна употреба инсектицида

• Припрема раствора и дозирање

Правилна припрема раствора и прецизно дозирање инсектицида је кључно за ефикасну и безбедну употребу. Строго се придржавајте упутстава произвођача како бисте избегли предозирање и неадекватан третман биљака. Коришћење мерних алата и

Квалитетна вода помаже у осигуравању тачности дозирања и ефикасног третмана.

• Употреба заштитне опреме приликом руковања инсектицидима

Приликом рада са неоникотиноидима треба користити одговарајућу заштитну опрему као што су рукавице, маске, заштитне наочаре и заштитна одећа. Ово помаже у спречавању контакта инсектицида са кожом, очима и респираторним системом, смањујући ризик од тровања и негативних ефеката по здравље.

• Препоруке за третирање биљака

Третирајте биљке у раним јутарњим или касним вечерњим сатима како бисте смањили утицај на опрашиваче попут пчела. Избегавајте третман по врућем и ветровитом времену, јер то може довести до прскања инсектицида на корисне биљке и организме. Такође, узмите у обзир фазу раста биљке, избегавајући третман током активног цветања и плодоношења.

• Поштовање периода чекања пре жетве

Поштовање препоручених периода каренце пре жетве након примене инсектицида осигурава безбедност прехрамбених производа и спречава накупљање хемијских остатака у храни. Придржавање периода каренце гарантује безбедност конзумације и спречава здравствене ризике.

Алтернативе хемијским инсектицидима

• Биолошки инсектициди

Коришћење ентомофага, бактеријских и гљивичних средстава је еколошки безбедна алтернатива хемијским инсектицидима. Биолошки инсектициди, као што је bacillus thuringiensis, ефикасно се боре против инсеката штеточина без штете по корисне организме и животну средину.

• Природни инсектициди

Природни инсектициди као што су уље нимa, инфузије дувана и раствори белог лука су безбедни за биљке и животну средину за сузбијање штеточина. Ове методе имају репелентна и инсектицидна својства, ефикасно контролишући популације инсеката без употребе синтетичких хемикалија. Природни инсектициди се могу користити у комбинацији са другим методама за оптималне резултате.

• Феромонске замке и друге механичке методе

Феромонске замке привлаче и уништавају штетне инсекте, смањујући њихову популацију и спречавајући њихово ширење. Друге механичке методе, као што су лепљиве замке и баријере, такође помажу у контроли популација штеточина без употребе хемикалија. Ове методе су ефикасни и еколошки безбедни начини за сузбијање штеточина.

Примери популарних инсектицида из ове групе

Назив производа	Активни састојак	Механизам деловања	Област примене
Имидаклоприд	Имидаклоприд	Везивање за никотин ацетилхолинске рецепторе, узрокујући парализу и смрт	Повртарске културе, житарице, воћке
Тиаметоксам	Тиаметоксам	Блокирање јонских канала, ометање преноса нервних сигнала	Житарице, поврће, биљке које носе плодове
Клотианидин	Клотианидин	Везивање за ацетилхолинске рецепторе, што узрокује парализу инсеката	Повртарске и воћне културе, украсне биљке
Ацетамиприд	Ацетамиприд	Везивање за никотин ацетилхолинске рецепторе, узрокујући континуирано нервно узбуђење	Поврће, житарице и украсне биљке
Нектарина	Нектарина	Везивање за никотин ацетилхолинске рецепторе, узрокујући парализу и смрт	Повртарске и украсне биљке, воћке

Предности и мане

Предности

• Висока ефикасност против широког спектра инсеката штеточина
• Системска дистрибуција у биљкама, пружајући дугорочну заштиту
• Ниска токсичност за сисаре у поређењу са другим класама инсектицида
• Висока фотостабилност, која обезбеђује дуготрајно дејство

Недостаци

• Токсичност за корисне инсекте, укључујући пчеле и осе
• Потенцијал за развој отпорности код инсеката штеточина
• Могућа контаминација земљишта и извора воде
• Висока цена неких производа у поређењу са традиционалним инсектицидима

Ризици и мере предострожности

• Утицај на здравље људи и животиња

Неоникотиноиди могу имати значајан утицај на здравље људи и животиња ако се неправилно користе. Када се апсорбују у људски организам, могу изазвати симптоме тровања, као што су вртоглавица, мучнина, повраћање, главобоља, а у екстремним случајевима, напади и губитак свести. Животиње, посебно кућни љубимци, такође су у опасности од тровања ако инсектициди дођу у контакт са њиховом кожом или ако прогутају третиране биљке.

• Симптоми тровања инсектицидима

Симптоми тровања неоникотиноидима укључују вртоглавицу, главобољу, мучнину, повраћање, слабост, отежано дисање, нападе и губитак свести. Ако инсектицид дође у контакт са очима или кожом, може доћи до иритације, црвенила и пецкања. У случају гутања, одмах треба потражити медицинску помоћ.

• Прва помоћ код тровања

У случају сумње на тровање неоникотиноидима, одмах прекините контакт са инсектицидом, исперите захваћену кожу или очи великом количином воде најмање 15 минута. У случају удисања, изађите на свеж ваздух и потражите медицинску помоћ. У случају гутања, позовите хитне службе и пратите упутства за прву помоћ која се налазе на паковању производа.

Спречавање штеточина

• Алтернативне методе сузбијања штеточина

Коришћење агротехничких метода као што су плодоред, малчирање, уклањање заражених биљака и увођење отпорних сорти помаже у спречавању појаве штеточина и смањењу потребе за инсектицидима. Биолошке методе сузбијања, укључујући употребу ентомофага и других природних непријатеља штеточина инсеката, такође су ефикасне.

• Стварање неповољних услова за штеточине

Правилно заливање, уклањање опалог лишћа и биљних остатака, одржавање чистоће баште и постављање физичких баријера попут мрежа и ивица помажу у спречавању најезде штеточина. Редовно прегледање биљака и благовремено уклањање оштећених делова смањује атрактивност биљака за штеточине.

Закључак

Рационална употреба неоникотиноида игра кључну улогу у заштити биљака и повећању приноса пољопривредних и украсних биљака. Међутим, морају се поштовати безбедносни прописи, а инсектициди треба примењивати узимајући у обзир факторе животне средине како би се минимизирао њихов негативан утицај на животну средину и корисне организме. Интегрисани приступ сузбијању штеточина, који комбинује хемијске, биолошке и агротехничке методе, промовише одрживе пољопривредне праксе и очување биодиверзитета.

Често постављана питања (FAQ)

Шта су неоникотиноиди и за шта се користе?
Неоникотиноиди су класа синтетичких инсектицида који се користе за заштиту биљака од разних инсеката штеточина. Широко се користе у пољопривреди и хортикултури за повећање приноса и спречавање оштећења биљака.

Како неоникотиноиди утичу на нервни систем инсеката?
Неоникотиноиди се везују за рецепторе никотин ацетилхолина у нервном систему инсеката, узрокујући континуирано надраживање нервних ћелија. То доводи до парализе и смрти инсеката.

Које су главне групе неоникотиноида?
Главне групе неоникотиноида укључују имидаклоприд, тиаметоксам, клотианидин, ацетамиприд и нектар. Свака од ових група има специфичне карактеристике у свом механизму деловања и области примене.

Да ли су неоникотиноиди штетни за пчеле?
Да, неоникотиноиди су токсични за пчеле и друге опрашиваче. Њихова употреба захтева строго придржавање прописа како би се смањио њихов утицај на корисне инсекте.

Како се може спречити резистенција на неоникотиноиде код инсеката?
Да би се спречила резистенција, потребно је ротирати инсектициде са различитим механизмима деловања, комбиновати хемијске и биолошке методе сузбијања и пратити препоручене дозе и распоред примене.

Који су еколошки проблеми повезани са употребом неоникотиноида?
Употреба неоникотиноида доводи до смањења популација корисних инсеката, загађења земљишта и воде и акумулације инсектицида у ланцима исхране, што узрокује значајне еколошке и здравствене проблеме.

Да ли се неоникотиноиди могу користити у органској пољопривреди?
Не, већина неоникотиноида не испуњава услове за органску пољопривреду због свог синтетичког порекла и негативног утицаја на животну средину и корисне организме.

Како применити неоникотиноиде за максималну ефикасност?
Строго се придржавајте упутстава произвођача о дозирању и распореду примене, третирајте биљке током раних или касних сати, избегавајте третман током активности опрашивача и обезбедите равномерну расподелу инсектицида на биљкама.

Да ли постоје алтернативе неоникотиноидима за сузбијање штеточина?
Да, постоје биолошки инсектициди, природни лекови (уље нимa, раствори белог лука), феромонске замке и механичке методе сузбијања које се могу користити као алтернативе хемијским инсектицидима.

Где се могу купити неоникотиноиди?
Неоникотиноиди су доступни у специјализованим агротехничким продавницама, онлајн продавницама и код добављача средстава за заштиту биља. Пре куповине, уверите се у легалност и безбедност производа који се користе.