Organofosforiniai insekticidai

Organiniai fosforo insekticidai (OPIS) – tai cheminių medžiagų grupė, kurios molekulėse yra fosforo, plačiai naudojama augalams apsaugoti nuo įvairių kenkėjų. Šie insekticidai veikia slopindami vabzdžių organizme esančius esminius fermentus, dėl to kenkėjai paralyžiuojami ir žūsta. Jie turėjo didelę įtaką žemės ūkiui, užtikrindami veiksmingą apsaugą nuo įvairių vabzdžių.

Tikslai ir svarba žemės ūkyje ir sodininkystėje

Pagrindinis organofosforo insekticidų naudojimo tikslas yra padidinti žemės ūkio produktyvumą, apsaugant augalus nuo kenkėjų, tokių kaip vabzdžiai, erkės ir kiti parazitai. Sodininkystėje ir daržininkystėje jie naudojami vaisiams, daržovėms ir dekoratyviniams augalams apsaugoti. Šie insekticidai žymiai sumažina vabzdžių kenkėjų daromą žalą, todėl pagerėja kokybė ir padidėja derlius.

Temos aktualumas

Organinių fosforo insekticidų tyrimas ir tinkamas naudojimas yra aktuali tema, nes norint veiksmingai ir saugiai naudoti šiuos produktus, reikia atidžiai stebėti jų poveikį. Neteisingas naudojimas arba per didelis jų kiekis gali sukelti vabzdžių atsparumą, taip pat neigiamai paveikti aplinką ir žmonių sveikatą. Informuotumas apie organinius fosforo insekticidus yra svarbus siekiant sumažinti riziką ir užtikrinti žemės ūkio tvarumą.

Organinių fosforo insekticidų (OPIS) istorija

Organiniai fosforo insekticidai (ORI) atlieka pagrindinį vaidmenį kenkėjų kontrolėje ir yra svarbi žemės ūkio bei miškininkystės dalis. Jų istorija prasidėjo XX a. pirmoje pusėje, kai mokslininkai pradėjo tyrinėti organinius fosforo junginius, siekdami sukurti veiksmingesnes ir ilgiau veikiančias augalų apsaugos priemones.

1. Ankstyvieji tyrimai ir atradimai

Pirmoji susidomėjimo organofosforo junginiais banga kilo 1930-aisiais, kai mokslininkai pradėjo tyrinėti fosforo turinčias chemines medžiagas kaip potencialią vabzdžių kenkėjų naikinimo priemonę. Pradiniai eksperimentai su organofosforo junginiais buvo skirti saugesnių organochlorinių insekticidų, tokių kaip DDT, alternatyvų kūrimui. Tuo metu fosforo turinčios cheminės medžiagos pasižymėjo dideliu toksiškumu vabzdžiams, todėl jos buvo potencialiai veiksmingos apsaugos priemonės.

2. Pirmieji komerciškai sėkmingi organofosforo insekticidai

Penktajame dešimtmetyje, Antrojo pasaulinio karo metu, organiniai fosforo junginiai patraukė kariuomenės dėmesį kaip cheminės medžiagos kenkėjams, įskaitant vabzdžius, kontroliuoti. Po karo prasidėjo komerciniai tyrimai, pagrįsti kariniais pasiekimais, kuriais siekiama taikyti organinius fosforo insekticidus žemės ūkyje. 1947 m. pasirodė pirmasis komercinis organinis fosforo insekticidas – malationas, kuris greitai išpopuliarėjo dėl didelio veiksmingumo prieš daugelį vabzdžių. Jis buvo naudojamas žemės ūkyje ir žmonių sveikatai apsaugoti nuo vabzdžių platinamų ligų.

3. Kūrimas ir naudojimas

Nuo šeštojo dešimtmečio pradžios organofosforo insekticidai buvo plačiai naudojami žemės ūkyje. Jie pasižymėjo didesniu toksiškumu vabzdžiams nei daugelis anksčiau naudotų organochlorinių junginių, tokių kaip DDT. Opis išpopuliarėjo kovojant su kenkėjais, tokiais kaip vabzdžių kenkėjai įvairiems augalams, įskaitant medvilnę, tabaką, daržoves ir vaisius. Kai kurie iš labiausiai žinomų šios grupės junginių yra parationas, diazinonas ir chlorpirifosas.

4. Saugos ir ekologiniai klausimai

Nors organofosforo insekticidai buvo veiksmingi, jų naudojimas sukėlė naujų ekologinių ir toksikologinių problemų. Šie junginiai pasižymėjo dideliu toksiškumu ne tik vabzdžiams, bet ir kitiems organizmams, įskaitant naudingus vabzdžius, tokius kaip bitės, ir gyvūnus. Didelis organofosforo insekticidų lakumas ir gebėjimas kauptis ekosistemose, teršiant dirvožemį ir vandens telkinius, tapo reikšmingomis problemomis. Todėl nuo XX a. aštuntojo dešimtmečio pabaigos daugelis šių junginių tam tikrose šalyse buvo apriboti ir uždrausti.

5. Šiuolaikiniai požiūriai ir iššūkiai

Šiandien organofosforo insekticidai vis dar plačiai naudojami; tačiau jų taikymas yra ribotas dėl aplinkosaugos ir saugos problemų. Vabzdžių atsparumo, atsparumo organofosforo insekticidams ir jų mažėjančio veiksmingumo problemos tapo pagrindinėmis šiuolaikinės augalų apsaugos problemomis. Siekdami užkirsti kelią atsparumo išsivystymui, mokslininkai aktyviai kuria naujus junginius ir metodus, derindami organofosforo insekticidus su biologiniais ir mechaniniais kenkėjų kontrolės metodais.

Taigi, organofosforo insekticidų istorija – tai kelionė nuo revoliucinių atradimų ir sėkmingo pritaikymo iki jų ekologinių ir toksikologinių problemų pripažinimo, paskatinusio ieškoti saugesnių ir tvaresnių augalų apsaugos metodų.

Klasifikacija

Organiniai fosforo insekticidai skirstomi į kelias grupes pagal cheminę struktūrą, veikimo mechanizmą ir poveikį vabzdžiams. Tai apima:

1. Organiniai fosfatai – labiausiai paplitusi organinių fosforo insekticidų grupė, apimanti tokias medžiagas kaip malationas, parationas ir diazinonas. Jie veikia slopindami acetilcholinesterazės aktyvumą, sutrikdydami nervinių impulsų perdavimą vabzdžiams.
2. Fosfoorganiniai esteriai – cheminės medžiagos, kuriose fosforas su anglimi susijungęs esterio jungtimi, pavyzdžiui, triekspenas ir piraklofenas.
3. Naujos organinių fosforo junginių klasės – sintetiniai junginiai, tokie kaip izopropilamino druskos ir piperazinai, pasižymintys specifiniais veikimo mechanizmais ir dideliu atsparumu išorės sąlygoms.

1. Pagal cheminę struktūrą

Organiniai fosforo insekticidai gali būti klasifikuojami pagal jų molekulių struktūrą, kuri lemia jų fizikines ir chemines savybes bei aktyvumą prieš skirtingas vabzdžių rūšis.

• Alifatiniai organofosforo insekticidai: šių cheminių junginių struktūroje yra anglies grandinės. Pavyzdys yra malationas (vienas pirmųjų produktų, kuriame organofosforo junginiai naudojami augalams apsaugoti).
• Aromatiniai organofosforo insekticidai: šie insekticidai turi aromatinį žiedą, kuriame yra fosforo atomų. Pavyzdys yra trimetafosas.
• Chlorinti organofosforo insekticidai: šiuose produktuose fosforas yra sujungtas su chloro atomais. Pavyzdys yra chlorpirifosas – populiarus insekticidas, kurio pagrindą sudaro organofosforo junginiai.

2. Pagal veikimo mechanizmą

Pagrindinis organofosforo insekticidų veikimo mechanizmas yra acetilcholinesterazės fermento slopinimas, sutrikdantis normalų nervų perdavimą ir sukeliantis vabzdžių paralyžių. Priklausomai nuo to, kaip jie veikia nervų sistemą, organofosforo insekticidai gali būti klasifikuojami taip:

• Insekticidai, slopinantys acetilcholinesterazę: šios medžiagos blokuoja acetilcholinesterazės aktyvumą, todėl acetilcholinas kaupiasi nervų sinapsėse ir sutrinka nervinių impulsų perdavimas. Pavyzdžiai: malationas, metamidofosas, chlorpirifosas.
• Insekticidai, veikiantys kitus fermentus: kai kurie organofosforo junginiai veikia kitus fermentus, dalyvaujančius nervų perdavime. Pavyzdžiai: dimetoatas, fosfamidonas.

3. Pagal veikimo trukmę

Organinių fosforo insekticidų veikimo trukmė gali skirtis, o tai turi įtakos augalų apdorojimo dažnumui ir ekonominiam efektyvumui.

• Ilgai veikiantys insekticidai: šie produktai turi ilgalaikį poveikį ir gali kontroliuoti kenkėjų populiacijas kelias savaites ar mėnesius. Pavyzdys: chlorpirifosas.
• Trumpo veikimo insekticidai: šie produktai veikia greitai, tačiau jų poveikis greitai išnyksta, todėl reikia pakartotinio apdorojimo. Pavyzdys: malationas.

4. Pagal taikymo sritį

Organiniai fosforo insekticidai skirstomi pagal jų taikymo sritį:

• Žemės ūkio insekticidai: šie produktai naudojami žemės ūkio pasėliams apsaugoti nuo vabzdžių kenkėjų. Pavyzdys: chlorpirifosas, malationas.
• Insekticidai visuomenės sveikatos apsaugai: šie produktai naudojami ligų pernešėjams, pavyzdžiui, uodams ir tarakonams, naikinti. Pavyzdys: metamidofosas, malationas.
• Buitiniai insekticidai: šie produktai naudojami namų kenkėjams naikinti. Pavyzdys: dimetoatas.

5. Dėl toksiškumo

Organiniai fosforo insekticidai gali būti klasifikuojami pagal jų toksiškumo lygį žmonėms, gyvūnams ir aplinkai:

• Labai toksiški produktai: šie insekticidai yra labai toksiški ir gali sukelti apsinuodijimą žmonėms ir gyvūnams. Pavyzdžiai: metamidofosas, parationas.
• Vidutiniškai toksiški produktai: šie produktai yra vidutinio toksiškumo, todėl jie yra mažiau pavojingi, tačiau juos naudojant vis tiek reikia atsargumo. Pavyzdys: malationas.
• Mažai toksiški produktai: šie produktai yra santykinai mažai toksiški žmonėms ir gyvūnams, tačiau vis tiek veiksmingi nuo vabzdžių. Pavyzdys: dimetoatas.

6. Pagal poveikio tipą

Organinių fosforo insekticidai gali veikti kontaktiniu arba sisteminiu būdu:

• Kontaktiniai insekticidai: šie produktai veikia, kai liečiasi su vabzdžiu. Jie greitai įsiskverbia į vabzdžio kūną per jo išorinį dangalą. Pavyzdys: malationas.
• Sisteminiai insekticidai: šie produktai prasiskverbia į augalus ir juose pasklinda, paveikdami kenkėjus, kurie mintą augalo sultimis. Pavyzdys: fosfamidonas.

7. Pagal taikymo būdą

Organiniai fosforo insekticidai gali būti klasifikuojami pagal jų naudojimo būdą:

• Purškiami produktai: šie insekticidai augalams naudojami tirpalų arba emulsijų pavidalu. Pavyzdys: chlorpirifosas.
• Dirvožemio produktai: šie insekticidai naudojami dirvožemiui prieš sodinimą arba augalų augimo metu. Pavyzdys: metamidofosas.

Veikimo mechanizmas

Kaip insekticidai veikia vabzdžių nervų sistemą

Organiniai fosforo insekticidai blokuoja acetilcholinesterazės, fermento, kuris paprastai skaido neuromediatorių acetilcholiną nervinių ląstelių sinapsėse, aktyvumą. Dėl to kaupiasi acetilcholinas, kuris nuolat stimuliuoja nervines ląsteles ir sukelia vabzdžio paralyžių. Kai kuriais atvejais šie insekticidai taip pat gali paveikti natrio kanalus ląstelėse, sutrikdydami normalų nervų sistemos funkcionavimą.

Poveikis vabzdžių metabolizmui

Organiniai fosforo insekticidai taip pat gali paveikti vabzdžių metabolizme dalyvaujančius fermentus. Tai apima antioksidacinio aktyvumo sistemos slopinimą, dėl kurio pažeidžiamos ląstelės ir audiniai. Metabolizmo sutrikimas gali sukelti vabzdžio mirtį nuo apsinuodijimo metaboliniais šalutiniais produktais.

Molekulinių veikimo mechanizmų pavyzdžiai

• Acetilcholinesterazės slopinimas: dauguma organofosforo insekticidų veikia prisijungdami prie acetilcholinesterazės, blokuodami jos aktyvumą ir sutrikdydami neurotransmisiją.
• Poveikis natrio kanalams: kai kurie organofosforo insekticidai veikia membraninius natrio kanalus, sukeldami jų nenormalų aktyvavimą ir vabzdžių paralyžių.

Šios grupės produktų pavyzdžiai

Privalumai ir trūkumai

Tokie produktai kaip malationas, parationas ir diazinonas yra labai veiksmingi prieš daugelį vabzdžių. Jie greitai sunaikina kenkėjus ir pasižymi plačiu veikimo spektru. Tačiau jie taip pat turi trūkumų, pavyzdžiui, didelį toksiškumą naudingiems vabzdžiams (pvz., bitėms) ir gyvūnams, taip pat didelį lakumą ir atsparumą skaidymuisi aplinkoje, o tai gali užteršti dirvožemį ir vandenį.

Produktų pavyzdžiai

• Malationas: naudojamas daržovėms, vaisiams ir pasėliams apsaugoti sodininkystėje ir žemės ūkyje. Veiksmingas nuo amarų, tripsų ir kitų kenkėjų.
• Parationas: naudojamas žemės ūkyje siekiant apsaugoti nuo įvairių kenkėjų, tokių kaip musės ir vabalai.
• Diazinonas: veiksmingas nuo daugelio dirvožemio kenkėjų ir kenksmingų vabzdžių, tokių kaip lervos, tripsai ir kiti.

Poveikis aplinkai

• Poveikis naudingiems vabzdžiams

Organiniai fosforo insekticidai gali būti toksiški naudingiems vabzdžiams, tokiems kaip bitės ir boružės. Bitės, kurios atlieka svarbų vaidmenį apdulkinant augalus, gali žūti patekusios į organizmą su insekticidu, kuris sutrikdo ekosistemos pusiausvyrą ir sumažina derlių.

• Likučių pesticidų kiekis dirvožemyje, vandenyje ir augaluose

Kai kurie organofosforo insekticidai gali ilgai išlikti dirvožemyje, vandenyje ir augaluose. Tai gali sukelti aplinkos užterštumą ir toksiškų medžiagų kaupimąsi maisto grandinėse.

• Insekticidų fotostabilumas ir skaidymas gamtoje

Organinių fosforo insekticidų fotostabilumas yra skirtingas, o tai turi įtakos jų skaidymui gamtoje. Kai kurios medžiagos greitai suyra veikiamos saulės spindulių, o kitos išlieka aplinkoje ir gali užteršti ekosistemas.

• Biomagnifikacija ir kaupimasis maisto grandinėse

Organiniai fosforo insekticidai gali kauptis augalų ir gyvūnų audiniuose, todėl maisto grandinėse vyksta biomagnifikacija. Dėl to žmonių ir gyvūnų, vartojančių užterštus produktus, organizme gali kauptis toksiškos medžiagos.

Vabzdžių atsparumo insekticidams problema

Atsparumo priežastys

Vabzdžiai gali išsiugdyti atsparumą organofosforo insekticidams dėl genetinių pokyčių, kurie leidžia jiems išgyventi po sąlyčio su insekticidu. Tai gali atsirasti dėl mutacijų, kurios padidina vabzdžių gebėjimą metabolizuoti arba išskirti toksiškas medžiagas.

Atsparių kenkėjų pavyzdžiai

• Kolorado bulvių vabalas: išsivysčius atsparumui įvairiems insekticidams, įskaitant organofosforo produktus, kai kuriuose regionuose Kolorado bulvių vabalą tapo sunku kontroliuoti.
• Amarai: kai kuriais atvejais amarai įgijo atsparumą organofosforo insekticidams, todėl jie yra atsparesni gydymui.

Atsparumo prevencijos metodai

Siekiant išvengti atsparumo, svarbu kaitalioti skirtingo veikimo mechanizmo insekticidus, naudoti kombinuotus apdorojimo būdus ir taikyti biologinius bei mechaninius kenkėjų kontrolės metodus.

Saugus insekticidų naudojimas

• Tirpalų ir dozių paruošimas

Naudojant organofosforo insekticidus, svarbu griežtai laikytis ant pakuotės pateiktų dozavimo nurodymų. Per didelis naudojimas gali sukelti aplinkos užterštumą ir kenkėjų atsparumą.

• Naudojant apsaugos priemones

Norint išvengti sąlyčio su insekticidais ant odos ir kvėpavimo takų, reikia dėvėti apsaugines priemones, tokias kaip pirštinės, kaukės ir akiniai.

• Rekomendacijos augalų apdorojimui

Gydymas turėtų būti atliekamas anksti ryte arba vakare, kad nebūtų paveiktos bitės ir kiti naudingi vabzdžiai. Siekiant pagerinti gydymo veiksmingumą, reikia atsižvelgti į oro sąlygas, tokias kaip lietaus nebuvimas ir silpnas vėjas.

• Laukimo laikotarpiai prieš derliaus nuėmimą

Panaudojus insekticidus, svarbu laikytis laukimo laiko iki derliaus nuėmimo, kad būtų sumažinta pesticidų likučių rizika pasėliuose.

Cheminių insekticidų alternatyvos

• Biologiniai insekticidai

Natūralių kenkėjų priešų, tokių kaip entomofagai (plėšrūnai), naudojimas gali būti veiksminga cheminių insekticidų alternatyva.

• Natūralūs insekticidai

Yra daug natūralių insekticidų, tokių kaip nimbamedžių aliejus, česnakų užpilai ir tabako tirpalai, kurie yra ekologiški ir saugūs žmonėms.

• Feromonų gaudyklės ir kiti mechaniniai metodai

Feromonų gaudyklės gali pritraukti ir sugauti kenkėjus, taip sumažinant cheminių medžiagų poreikį.

Populiariausių šios grupės insekticidų pavyzdžiai

Produkto pavadinimas	Veiklioji medžiaga	Veikimo mechanizmas	Taikymo sritis
Malationas	Malationas	Acetilcholinesterazės slopinimas	Žemės ūkis, sodininkystė
Parationas	Parationas	Acetilcholinesterazės slopinimas	Daržovių augalų apsauga
Diazinonas	Diazinonas	Acetilcholinesterazės slopinimas	Žemės ūkis, sodininkystė

Rizika ir atsargumo priemonės

• Poveikis žmonių ir gyvūnų sveikatai

Organinių fosforo insekticidai gali būti toksiški žmonėms ir gyvūnams, ypač ilgalaikio sąlyčio su jais arba netinkamo naudojimo atveju.

• Insekticidų apsinuodijimo simptomai

Apsinuodijimas gali pasireikšti galvos skausmu, pykinimu, vėmimu, silpnumu, sunkiais atvejais – traukuliais ir sąmonės netekimu.

• Pirmoji pagalba apsinuodijus

Apsinuodijus, nedelsiant išveskite asmenį ar gyvūną iš paveiktos vietos, praplaukite akis ir odą ir kreipkitės į gydytoją.

Išvada

Organiniai fosforo insekticidai yra veiksminga priemonė augalams apsaugoti nuo kenkėjų. Tačiau juos naudojant reikia būti atsargiems ir laikytis saugos nurodymų, kad būtų kuo labiau sumažintas neigiamas poveikis žmonių sveikatai ir aplinkai.

• Priminimas apie saugos priemones

Laikytis instrukcijų, naudoti apsaugos priemones ir laukimo laikotarpių prieš derliaus nuėmimą yra svarbios saugaus insekticidų naudojimo priemonės.

• Raginimas naudoti saugesnius ir ekologiškesnius kenkėjų kontrolės metodus

Svarbu aktyviai ieškoti ir diegti saugesnius ir ekologiškesnius kenkėjų kontrolės metodus, tokius kaip biologinė kontrolė ir natūralių insekticidų naudojimas.

Dažnai užduodami klausimai (DUK)

Kas yra organofosforo insekticidai?
Organofosforo insekticidai yra cheminių medžiagų, kurių sudėtyje yra fosforo, grupė, naudojama vabzdžiams kenkėjams naikinti. Jie veikia slopindami fermento acetilcholinesterazės aktyvumą, sutrikdydami normalų nervinių impulsų perdavimą vabzdžiams.

Kaip organofosforo insekticidai veikia vabzdžius?
Organofosforo insekticidai veikia vabzdžių nervų sistemą slopindami acetilcholinesterazę – fermentą, kuris skaido neuromediatorių acetilcholiną. Dėl to acetilcholinas kaupiasi sinapsėse, o tai sukelia nuolatinę nervų ląstelių stimuliaciją, vabzdžio paralyžių ir mirtį.

Kokie insekticidai priklauso organofosforo grupei?
Šiai grupei priklauso tokie produktai kaip malationas, parationas, diazinonas ir chlorpirifosas. Šios medžiagos veiksmingai naikina įvairius kenkėjus, įskaitant vabzdžius, erkes ir lervas.

Kokie organofosforo insekticidų privalumai?
Organofosforo insekticidai yra labai toksiški vabzdžiams, todėl yra veiksmingi prieš daugelį kenkėjų. Jie veikia greitai, todėl galima greitai pašalinti grėsmę žemės ūkio pasėliams.

Kokie yra organofosforo insekticidų trūkumai?
Trūkumai yra toksiškumas naudingiems vabzdžiams (pvz., bitėms), gyvūnams ir žmonėms, jei jie naudojami netinkamai. Jie taip pat gali išlikti aplinkoje, užteršdami dirvožemį ir vandenį, o tai padidina ekologinę riziką.

Kaip organofosforo insekticidai veikia aplinką?
Organofosforo insekticidai gali kauptis dirvožemyje ir vandenyje, todėl gali užteršti ekosistemą. Jie taip pat yra toksiški naudingiems vabzdžiams, pavyzdžiui, bitėms ir plėšriiesiems vabzdžiams, sutrikdydami ekosistemą ir mažindami biologinę įvairovę.

Kas yra biomagnifikacija organofosforo insekticidų kontekste?
Biomagnifikacija – tai toksiškų medžiagų, tokių kaip organofosforo insekticidai, kaupimosi mitybos grandinėse procesas. Šios medžiagos gali kauptis gyvūnų ir augalų audiniuose, didindamos jų koncentraciją kylant mitybos grandine.

Kaip galima išvengti vabzdžių atsparumo organofosforo insekticidams?
Siekiant išvengti atsparumo, rekomenduojama kaitalioti skirtingo veikimo mechanizmo produktus, naudoti kombinuotus apdorojimo būdus ir laikytis rekomenduojamų dozių bei naudojimo intervalų, kad būtų išvengta sąlygų kenkėjų atsparumui išsivystyti.

Kokių saugos priemonių reikia laikytis naudojant organofosforo insekticidus?
Dirbant su organofosforo insekticidais, reikia naudoti apsaugines priemones (pirštines, kaukes, akinius), laikytis dozių, purkšti rekomenduojamu laiku ir laikytis derliaus nuėmimo intervalų, kad būtų kuo mažesnis likučių kiekis pasėliuose.

Kokios yra organofosforo insekticidų alternatyvos?
Alternatyvos apima biologinius insekticidus (entomofagus, bakterijas ir grybelius), natūralius insekticidus (pvz., nimbamedžių aliejų, česnakų užpilus) ir mechaninius metodus, tokius kaip feromonų gaudyklės ir organiniai pesticidai, kurie yra mažiau toksiški aplinkai ir naudingiems organizmams.