Organo-fosforni insekticidi

Органофосфорни инсектициди (ОПИС) су група хемијских супстанци које садрже фосфор у својим молекулима, а широко се користе за заштиту биљака од разних штеточина. Ови инсектициди делују тако што инхибирају есенцијалне ензиме у телу инсеката, што доводи до парализе и смрти штеточина. Имали су значајан утицај на пољопривреду, пружајући ефикасну заштиту од широког спектра инсеката.

Циљеви и значај у пољопривреди и хортикултури

Примарни циљ употребе органофосфорних инсектицида је повећање пољопривредне продуктивности заштитом биљака од штеточина као што су инсекти, гриње и други паразити. У хортикултури и баштованству користе се за заштиту усева као што су воће, поврће и украсне биљке. Ови инсектициди значајно смањују штету од инсеката штеточина, што доводи до бољег квалитета и већих приноса усева.

Релевантност теме

Проучавање и правилна употреба органофосфорних инсектицида је релевантна тема, јер ефикасна и безбедна употреба ових производа захтева пажљиву пажњу. Неправилна употреба или прекомерна примена може довести до отпорности код инсеката, као и негативно утицати на животну средину и људско здравље. Свест о органофосфорним инсектицидима је важна за минимизирање ризика и обезбеђивање одрживости пољопривреде.

Историја органофосфорних инсектицида (OPIS)

Органофосфорни инсектициди (ОПИС) играју кључну улогу у сузбијању штеточина и важан су део пољопривреде и шумарства. Њихова историја је почела у првој половини 20. века када су научници почели да истражују органофосфорна једињења, циљајући да створе ефикаснија и дуготрајнија средства за заштиту биља.

1. Рана истраживања и открића

Први талас интересовања за органофосфорна једињења догодио се 1930-их година када су научници почели да истражују хемикалије које садрже фосфор као потенцијална средства за уништавање инсеката штеточина. Почетни експерименти са органофосфорним једињењима били су усмерени на развој безбеднијих алтернатива органохлорним инсектицидима, као што је ДДТ. У то време, хемикалије које садрже фосфор показале су високу токсичност за инсекте, што их је чинило потенцијално ефикасним средствима за заштиту.

2. Први комерцијално успешни органофосфорни инсектициди

Четрдесетих година прошлог века, усред Другог светског рата, органофосфорна једињења су привукла пажњу војске као хемијска средства за сузбијање штеточина, укључујући инсекте. Након рата, почела су комерцијална истраживања заснована на војним достигнућима, усмерена на примену органофосфорних инсектицида у пољопривреди. Године 1947, појавио се први комерцијални органофосфорни инсектицид — малатион — који је брзо постао популаран због своје високе ефикасности против широког спектра инсеката. Коришћен је у пољопривреди и за заштиту људског здравља од болести које преносе инсекти.

3. Развој и употреба

Од раних 1950-их, органофосфорни инсектициди су се широко користили у пољопривреди. Они су пружали већу токсичност за инсекте од многих раније коришћених органохлорних једињења, као што је ДДТ. Опис је постао популаран у борби против штеточина, као што су инсекти на разним усевима, укључујући памук, дуван, поврће и воће. Нека од најпознатијих једињења у овој групи укључују паратион, диазинон и хлорпирифос.

4. Безбедносна и еколошка питања

Иако су органофосфорни инсектициди били ефикасни, њихова употреба довела је до нових еколошких и токсиколошких проблема. Ова једињења су показивала високу токсичност не само за инсекте већ и за друге организме, укључујући корисне инсекте попут пчела и животиња. Висока испарљивост и способност органофосфорних инсектицида да се акумулирају у екосистемима, загађујући земљиште и водене површине, постали су значајни проблеми. Као резултат тога, многа од ових једињења су била подвргнута ограничењима и забранама у одређеним земљама почев од краја 1970-их.

5. Савремени приступи и изазови

Данас се органофосфорни инсектициди широко користе; међутим, њихова примена је ограничена због еколошких и безбедносних проблема. Проблеми са отпорношћу на инсекте, отпорношћу на органофосфорне инсектициде и њиховим опадањем ефикасности постали су главни проблеми у савременој заштити биљака. Да би спречили развој отпорности, научници активно развијају нова једињења и методе, комбинујући органофосфорне инсектициде са биолошким и механичким методама сузбијања штеточина.

Дакле, историја органофосфорних инсектицида је путовање од револуционарних открића и успешних примена до препознавања њихових еколошких и токсиколошких проблема, што је довело до потраге за безбеднијим и одрживим методама заштите биљака.

Класификација

Органофосфорни инсектициди су подељени у неколико група на основу хемијске структуре, механизма деловања и утицаја на инсекте. То укључује:

1. Органофосфати – најчешћа група органофосфорних инсектицида, укључујући супстанце као што су малатион, паратион и диазинон. Делују тако што инхибирају активност ацетилхолинестеразе, ометајући пренос нервних импулса код инсеката.
2. Фосфо-органски естри – хемикалије у којима је фосфор везан за угљеник преко естарске везе, као што су триекспен и пираклофен.
3. Нове класе органофосфорних једињења – синтетичка једињења, као што су соли изопропиламина и пиперазини, са специфичним механизмима деловања и високом отпорношћу на спољашње услове.

1. По хемијској структури

Органофосфорни инсектициди могу се класификовати према структури њихових молекула, која одређује њихова физичко-хемијска својства и активност против различитих врста инсеката.

• Алифатични органофосфорни инсектициди: ова хемијска једињења садрже угљеничне ланце у својој структури. Пример је малатион (један од првих производа који користе органофосфорна једињења за заштиту биљака).
• Ароматични органофосфорни инсектициди: ови инсектициди имају ароматични прстен који садржи атоме фосфора. Пример је триметафос.
• Хлорисани органофосфорни инсектициди: у овим производима, фосфор је повезан са атомима хлора. Пример је хлорпирифос, који је популаран инсектицид на бази органофосфорних једињења.

2. По механизму деловања

Примарни механизам деловања органофосфорних инсектицида укључује инхибицију ензима ацетилхолинестеразе, што омета нормалан пренос нервних сигнала и изазива парализу инсеката. У зависности од тога како утичу на нервни систем, органофосфорни инсектициди могу се класификовати на следећи начин:

• Инсектициди који инхибирају ацетилхолинестеразу: ове супстанце блокирају активност ацетилхолинестеразе, што доводи до акумулације ацетилхолина у нервним синапсама и поремећаја преноса нервних импулса. Примери: малатион, метамидофос, хлорпирифос.
• Инсектициди који утичу на друге ензиме: нека органофосфорна једињења утичу на друге ензиме који учествују у преносу нервних сигнала. Примери: диметоат, фосфамидон.

3. По трајању дејства

Органофосфорни инсектициди могу варирати у трајању деловања, што утиче на учесталост третмана биљака и економску ефикасност.

• Инсектициди дугог дејства: ови производи имају дуготрајан ефекат и могу контролисати популације штеточина неколико недеља или месеци. Пример: хлорпирифос.
• Краткотрајни инсектициди: ови производи делују брзо, али њихов ефекат брзо нестаје, што захтева поновљене третмане. Пример: малатион.

4. По области примене

Органофосфорни инсектициди могу се класификовати према подручју примене:

• Пољопривредни инсектициди: ови производи се користе за заштиту пољопривредних усева од инсеката штеточина. Пример: хлорпирифос, малатион.
• Инсектициди за заштиту јавног здравља: ови производи се користе за елиминисање преносилаца болести, као што су комарци и бубашвабе. Пример: метамидофос, малатион.
• Кућни инсектициди: ови производи се користе за елиминацију кућних штеточина. Пример: диметоат.

5. По токсичности

Органофосфорни инсектициди могу се класификовати према нивоу токсичности за људе, животиње и животну средину:

• Веома токсични производи: ови инсектициди су веома токсични и могу изазвати тровање код људи и животиња. Примери: метамидофос, паратион.
• Умерено токсични производи: ови производи имају умерену токсичност, што их чини мање опасним, али и даље захтевају опрез при употреби. Пример: малатион.
• Производи ниске токсичности: ови производи имају релативно ниску токсичност за људе и животиње, али су и даље ефикасни против инсеката. Пример: диметоат.

6. По врсти ефекта

Органофосфорни инсектициди могу деловати контактно или системски:

• Контактни инсектициди: ови производи делују када дођу у контакт са инсектом. Брзо продиру у тело инсекта кроз његов спољашњи омотач. Пример: малатион.
• Системски инсектициди: ови производи продиру у биљке и шире се по њима, што им омогућава да утичу на штеточине које се хране биљним соком. Пример: фосфамидон.

7. По начину примене

Органофосфорни инсектициди могу се класификовати према начину њихове примене:

• Производи за прскање: ови инсектициди се примењују на биљке у облику раствора или емулзија. Пример: хлорпирифос.
• Производи за земљиште: ови инсектициди се примењују на земљиште пре садње или током раста биљака. Пример: метамидофос.

Механизам деловања

Како инсектициди утичу на нервни систем инсеката

Органофосфорни инсектициди блокирају активност ацетилхолинестеразе, ензима који нормално разграђује неуротрансмитер ацетилхолин у синапсама нервних ћелија. То доводи до акумулације ацетилхолина, што изазива сталну стимулацију нервних ћелија, што доводи до парализе инсекта. У неким случајевима, ови инсектициди могу утицати и на натријумове канале у ћелијама, нарушавајући нормално функционисање нервног система.

Утицај на метаболизам инсеката

Органофосфорни инсектициди такође могу утицати на ензиме укључене у метаболизам инсеката. То укључује инхибицију система антиоксидативне активности, што доводи до оштећења ћелија и ткива. Поремећај метаболизма може проузроковати смрт инсеката од тровања метаболичким нуспроизводима.

Примери молекуларних механизама деловања

• Инхибиција ацетилхолинестеразе: већина органофосфорних инсектицида делује тако што се везује за ацетилхолинестеразу, блокирајући њену активност и ометајући неуротрансмисију.
• Утицај на натријумове канале: неки органофосфорни инсектициди делују на мембранске натријумове канале, узрокујући њихову абнормалну активацију и резултирајући парализом инсеката.

Примери производа у овој групи

Предности и мане

Производи попут малатиона, паратиона и диазинона су веома ефикасни против широког спектра инсеката. Брзо убијају штеточине и имају широк спектар деловања. Међутим, имају и недостатке, као што су висока токсичност за корисне инсекте (нпр. пчеле) и животиње, као и висока испарљивост и отпорност на разградњу у животној средини, што може довести до контаминације земљишта и воде.

Примери производа

• Малатион: користи се за заштиту поврћа, воћа и усева у хортикултури и пољопривреди. Ефикасан је против лисних уши, трипса и других штеточина.
• Паратион: користи се у пољопривреди за заштиту од широког спектра штеточина као што су муве и бубе.
• Диазинон: ефикасан против многих штеточина у земљишту и штетних инсеката као што су ларве, трипси и други.

Утицај на животну средину

• Утицај на корисне инсекте

Органофосфорни инсектициди могу бити токсични за корисне инсекте као што су пчеле и бубамаре. Пчеле, које играју важну улогу у опрашивању, могу угинути при контакту са инсектицидом, што ремети равнотежу екосистема и смањује приносе усева.

• Преостали нивои пестицида у земљишту, води и биљкама

Неки органофосфорни инсектициди могу остати у земљишту, води и биљкама дуже време. То може довести до контаминације животне средине и акумулације токсичних супстанци у ланцима исхране.

• Фотостабилност и разградња инсектицида у природи

Органофосфорни инсектициди имају различиту фотостабилност, што утиче на њихову разградњу у природи. Неке супстанце се брзо разграђују под утицајем сунчеве светлости, док друге остају у животној средини и могу контаминирати екосистеме.

• Биомагнификација и акумулација у ланцима исхране

Органофосфорни инсектициди могу се акумулирати у ткивима биљака и животиња, што доводи до биомагнификације у ланцима исхране. То може резултирати акумулацијом токсичних супстанци у телима људи и животиња које конзумирају контаминиране производе.

Проблем отпорности инсеката на инсектициде

Узроци отпора

Инсекти могу развити отпорност на органофосфорне инсектициде путем генетских промена које им омогућавају да преживе након излагања инсектициду. То може бити резултат мутација које повећавају способност инсеката да метаболишу или излучују токсичне супстанце.

Примери отпорних штеточина

• Колорадска кромпирова буба: са развојем отпорности на разне инсектициде, укључујући органофосфорне производе, колорадску кромпирову бубу је постало тешко контролисати у неким регионима.
• Лисне уши: у неким случајевима, лисне уши су развиле отпорност на органофосфорне инсектициде, што их чини отпорнијим на третмане.

Методе за спречавање отпора

Да би се спречила отпорност, важно је ротирати инсектициде са различитим механизмима деловања, користити комбиноване третмане и примењивати биолошке и механичке методе сузбијања штеточина.

Безбедна употреба инсектицида

• Припрема раствора и дозирање

Приликом употребе органофосфорних инсектицида, важно је строго пратити упутства на паковању у вези са дозирањем. Прекомерна употреба може довести до контаминације животне средине и отпорности код штеточина.

• Коришћење заштитне опреме

Заштитну опрему као што су рукавице, маске и наочаре треба носити како би се спречио контакт инсектицида са кожом и респираторним системом.

• Препоруке за третман биљака

Третман треба обавити рано ујутро или увече како би се избегао утицај на пчеле и друге корисне инсекте. Временски услови попут одсуства кише и слабог ветра требају се узети у обзир како би се побољшала ефикасност третмана.

• Периоди чекања пре жетве

Након примене инсектицида, важно је поштовати периоде чекања пре жетве како би се смањио ризик од остатака пестицида у усевима.

Алтернативе хемијским инсектицидима

• Биолошки инсектициди

Коришћење природних непријатеља штеточина, као што су ентомофаги (предаторски инсекти), може бити ефикасна алтернатива хемијским инсектицидима.

• Природни инсектициди

Постоји много природних инсектицида, као што су уље нимa, инфузије белог лука и раствори дувана, који су еколошки прихватљиви и безбедни за људе.

• Феромонске замке и друге механичке методе

Феромонске замке могу привући и ухватити штеточине, минимизирајући потребу за хемијским третманима.

Примери најпопуларнијих инсектицида у овој групи

Назив производа	Активни састојак	Механизам деловања	Област примене
Малатион	Малатион	Инхибиција ацетилхолинестеразе	Пољопривреда, хортикултура
Паратион	Паратион	Инхибиција ацетилхолинестеразе	Заштита повртарских усева
Диазинон	Диазинон	Инхибиција ацетилхолинестеразе	Пољопривреда, хортикултура

Ризици и мере предострожности

• Утицај на здравље људи и животиња

Органофосфорни инсектициди могу бити токсични за људе и животиње, посебно при дужем контакту или неправилној употреби.

• Симптоми тровања инсектицидима

Тровање се може манифестовати као главобоља, мучнина, повраћање, слабост, а у тежим случајевима, напади и губитак свести.

• Прва помоћ код тровања

У случају тровања, одмах уклоните особу или животињу из подручја, исперите очи и кожу и потражите медицинску помоћ.

Закључак

Органофосфорни инсектициди су ефикасно средство за заштиту биљака од штеточина. Међутим, њихова употреба захтева опрез и придржавање безбедносних смерница како би се минимизирали негативни утицаји на људско здравље и животну средину.

• Подсетник на мере безбедности

Праћење упутстава, коришћење заштитне опреме и поштовање периода чекања пре жетве су важне мере за безбедну употребу инсектицида.

• Позив на употребу безбеднијих и еколошки прихватљивијих метода сузбијања штеточина

Важно је активно тражити и примењивати безбедније и еколошки прихватљивије методе сузбијања штеточина, као што су биолошка контрола и употреба природних инсектицида.

Често постављана питања (FAQ)

Шта су органофосфорни инсектициди?
Органофосфорни инсектициди су група хемијских супстанци које садрже фосфор, а користе се за убијање штетних инсеката. Они делују тако што инхибирају активност ензима ацетилхолинестеразе, чиме се омета нормалан пренос нервних импулса код инсеката.

Како органофосфорни инсектициди утичу на инсекте?
Органофосфорни инсектициди утичу на нервни систем инсеката инхибирањем ацетилхолинестеразе, ензима који разграђује неуротрансмитер ацетилхолин. Ово узрокује накупљање ацетилхолина у синапсама, што доводи до континуиране стимулације нервних ћелија, парализе и смрти инсекта.

Који инсектициди спадају у групу органофосфорних средстава?
Ова група обухвата производе као што су малатион, паратион, диазинон и хлорпирифос. Ове супстанце су ефикасне против разних штеточина, укључујући инсекте, гриње и ларве.

Које су предности органофосфорних инсектицида?
Органофосфорни инсектициди имају високу токсичност за инсекте, што их чини ефикасним против широког спектра штеточина. Брзо делују, омогућавајући брзо елиминисање претњи по пољопривредне усеве.

Који су недостаци органофосфорних инсектицида?
Недостаци укључују токсичност за корисне инсекте (нпр. пчеле), животиње и људе ако се не примењују правилно. Такође могу да се задрже у животној средини, контаминирајући земљиште и воду, што повећава еколошке ризике.

Како органофосфорни инсектициди утичу на животну средину?
Органофосфорни инсектициди се могу акумулирати у земљишту и води, што доводи до контаминације екосистема. Такође су токсични за корисне инсекте, као што су пчеле и предаторски инсекти, нарушавајући екосистем и смањујући биодиверзитет.

Шта је биомагнификација у контексту органофосфорних инсектицида?
Биомагнификација је процес акумулације токсичних супстанци, као што су органофосфорни инсектициди, у ланцима исхране. Ове супстанце се могу акумулирати у ткивима животиња и биљака, повећавајући своју концентрацију како се крећу уз ланац исхране.

Како се може спречити отпорност инсеката на органофосфорне инсектициде?
Да би се спречила отпорност, препоручује се ротација производа са различитим механизмима деловања, коришћење комбинованих третмана и поштовање препоручених доза и интервала примене како би се избегло стварање услова за развој отпорности код штеточина.

Које мере безбедности треба поштовати при употреби органофосфорних инсектицида?
При раду са органофосфорним инсектицидима треба користити заштитну опрему (рукавице, маске, заштитне наочаре), поштовати дозе, примене вршити у препорученим временима и поштовати интервале бербе како би се минимизирали нивои остатака у усевима.

Које су алтернативе органофосфорним инсектицидима?
Алтернативе укључују биолошке инсектициде (ентомофаге, бактерије и гљивице), природне инсектициде (нпр. уље нимa, инфузије белог лука) и механичке методе попут феромонских замки и органских пестицида, који су мање токсични за животну средину и корисне организме.