Авермектини

Авермектини – це група макроциклічних лактонів, отриманих з бактерій роду streptomyces. Вони проявляють сильні інсектицидні, акарицидні та антипаразитарні властивості і широко використовуються в сільському господарстві, ветеринарії та охороні здоров'я. Авермектини ефективні проти широкого спектру шкідників, включаючи комах, кліщів, паразитичних черв'яків та інших паразитів, які завдають шкоди сільськогосподарським культурам, домашнім тваринам та людині.

Цілі та значення використання в сільському господарстві та садівництві

Основною метою використання авермектинів є захист сільськогосподарських культур від різних шкідників, тим самим збільшуючи врожайність та зменшуючи втрати продукції. У садівництві авермектини використовуються для захисту декоративних рослин, фруктових дерев та чагарників від зараження комахами та кліщами, підтримуючи їхнє здоров'я та естетичну привабливість. Завдяки своїй високій ефективності та широкому спектру дії, авермектини є важливим інструментом в інтегрованій боротьбі зі шкідниками (ІБШ), забезпечуючи стале та продуктивне сільське господарство.

Актуальність теми

Вивчення та правильне застосування авермектинів має вирішальне значення в сучасному сільському господарстві та садівництві. Зі зростанням населення світу та зростанням попиту на продукти харчування ефективна боротьба зі шкідниками стає критично важливою. Правильне дослідження та застосування інсектицидів на основі авермектинів допомагає мінімізувати пошкодження врожаю, підвищити продуктивність сільського господарства та зменшити економічні втрати. Однак надмірне та неконтрольоване використання авермектинів може призвести до стійкості шкідників та негативного впливу на навколишнє середовище, такого як зменшення популяцій корисних комах та забруднення навколишнього середовища. Тому життєво важливо розуміти механізми дії авермектинів, їхній екологічний вплив та розробляти методи сталого застосування.

Історія

Авермектини – це група інсектицидів та протипаразитарних засобів, отриманих зі сполук, виділених з ґрунтових актиноміцетів. Ці речовини є високоефективними проти широкого спектру шкідників, а також різних паразитів, включаючи нематод та кліщів. Авермектини відіграють значну роль у боротьбі з паразитарними захворюваннями та шкідниками як у сільському господарстві, так і в медицині. Їхня історія охоплює кілька десятиліть і включає ключові наукові відкриття.

1. Відкриття авермектину

Історія авермектинів почалася в 1975 році, коли японський вчений Ісао Йошіда з Merck & Co. почав досліджувати ґрунтові мікроорганізми, відомі як актиноміцети. Під час своїх експериментів Йошіда та його колеги виділили новий антибіотик, який мав потужні протипаразитарні властивості. Пробіотичні властивості, такі як його висока ефективність проти різних паразитарних інфекцій, одразу привернули увагу дослідників. Цей антибіотик був названий авермектином у 1979 році.

2. Розробка та комерційне використання

Після виділення авермектину було вивчено його молекулярну структуру, і шляхом хімічної модифікації були розроблені нові форми. Одна з таких модифікацій призвела до створення абамектинів — більш стабільної та потужної форми. На початку 1980-х років було доведено, що авермектини мають виняткову активність проти круглих червів, кліщів та інших паразитів, що робить їх ідеальними для боротьби з різними захворюваннями як у тваринництві, так і в сільському господарстві.

У 1987 році було представлено перший комерційний інсектицид на основі авермектину, малатіон, який швидко став популярним завдяки своїй високій ефективності проти широкого спектру комах. Його використовували в сільському господарстві та для захисту здоров'я населення від хвороб, що передаються комахами.

3. Розробка та використання

З початку 1950-х років інсектициди на основі авермектину широко використовуються в сільському господарстві. Вони забезпечували вищу токсичність для комах порівняно з багатьма хлорованими сполуками, що використовувалися раніше, такими як ДДТ. Авермектини стали популярними в боротьбі зі шкідниками, такими як комахи, на різних сільськогосподарських культурах, включаючи бавовну, тютюн, овочі та фрукти. Деякі з найвідоміших хімічних речовин цієї групи включають паратіон, діазинон та хлорпірифос.

4. Проблеми безпеки та охорони навколишнього середовища

Хоча інсектициди на основі авермектину були ефективними, їх використання призвело до нових екологічних та токсикологічних проблем. Ці сполуки демонстрували високу токсичність не лише для комах, а й для інших організмів, включаючи корисних комах, таких як бджоли та тварини. Летючість та здатність авермектинів накопичуватися в екосистемах, забруднюючи ґрунт та водойми, стали серйозною проблемою. В результаті багато з цих сполук були піддані обмеженням та заборонам у деяких країнах, починаючи з кінця 1970-х років.

5. Сучасні підходи та проблеми

Сьогодні інсектициди на основі авермектину залишаються широко використовуваними, але їх застосування обмежене через екологічні та безпекові вимоги. Питання, пов'язані зі стійкістю комах, стійкістю до інсектицидів на основі авермектину та зниженням ефективності цих сполук, стали основними проблемами в сучасній хімічній боротьбі зі шкідниками. Щоб запобігти розвитку стійкості, вчені активно розробляють нові рецептури та методи, поєднуючи інсектициди на основі авермектину з біологічними та механічними методами боротьби зі шкідниками.

Таким чином, історія авермектинів – це шлях від революційних відкриттів та успішного застосування до визнання їхніх екологічних та токсикологічних проблем, що призвело до пошуку безпечніших та стійкіших методів захисту рослин.

Класифікація

Авермектини класифікуються за різними критеріями, включаючи хімічний склад, механізм дії та спектр активності. Основні групи авермектинів включають:

• Івермектин: один з найбільш широко використовуваних представників, ефективний проти широкого спектру паразитів, включаючи кліщів, червів та комах-шкідників.
• Абамектин: використовується для боротьби з паразитами у худоби та сільськогосподарських культур, відомий своєю високою стабільністю.
• Епірабамектин: використовується у ветеринарії та сільському господарстві, ефективний проти різних видів комах та кліщів.
• Мілбемектин: використовується для боротьби зі шкідниками рослин і тварин, характеризується високою селективністю та низькою токсичністю для ссавців.
• Авермектин b1a: спеціалізований інсектицид, ефективний проти певних шкідників, таких як моль та деякі види жуків.

Кожна з цих груп має унікальні властивості та механізми дії, що дозволяє використовувати їх за різних умов та для різних видів сільськогосподарських культур.

Механізм дії

Як інсектициди впливають на нервову систему комах

• Авермектини впливають на нервову систему комах, зв'язуючись з глутамат-залежними хлоридними каналами та ГАМК-рецепторами в нервових клітинах. Це призводить до безперервної активації нервових імпульсів, що спричиняє параліч та загибель комах. На відміну від органофосфатів, які пригнічують ацетилхолінестеразу, авермектини діють безпосередньо на глутаматні та ГАМК-рецептори, забезпечуючи більш вибіркову та ефективну дію.

Вплив на метаболізм комах

• Порушення передачі нервових сигналів призводить до збоїв у метаболічних процесах у комах, таких як харчування, розмноження та рух. Це призводить до зниження активності та життєздатності шкідників, що сприяє ефективному контролю популяції та запобіганню пошкодженню рослин.

Приклади молекулярних механізмів дії

• Авермектини, такі як івермектин, зв'язуються з глутамат-залежними хлоридними каналами, викликаючи безперервне нервове збудження. Інші авермектини, такі як абамектин, також можуть взаємодіяти з ГАМК-рецепторами, блокуючи їхню функцію та спричиняючи подібні ефекти. Ці молекулярні механізми забезпечують високу ефективність авермектинів проти різних комах-шкідників.

Різниця між контактною та системною дією

• Авермектини можуть проявляти як контактну, так і системну дію. Контактні авермектини діють безпосередньо при контакті з комахами, проникаючи через кутикулу або дихальні шляхи, викликаючи параліч і смерть на місці. Системні авермектини абсорбуються в тканини рослини та розподіляються по всіх частинах, забезпечуючи тривалий захист від шкідників, які живляться різними частинами рослини. Системна дія дозволяє проводити тривалий контроль шкідників на більших площах та протягом тривалішого часу.

Приклади продуктів цієї групи

Івермектин
Механізм дії
Зв'язується з глутаматними та ГАМК-рецепторами, викликаючи безперервне нервове збудження та параліч комах.
Приклади продуктів

• Авагіл
• Івермектин-20
• 
  Переваги та недоліки міримектиліну
  Переваги: широкий спектр дії, системний розподіл, низька токсичність для ссавців.
  Недоліки: токсичність для корисних комах, ризик розвитку резистентності у шкідників, небезпека для навколишнього середовища.

Абамектин
Механізм дії
Зв'язується з глутаматними та ГАМК-рецепторами, викликаючи параліч та загибель паразитів.
Приклади продуктів

• Абамет
• Абамектин-10
• Агроабам
  Переваги та недоліки
  Переваги: висока ефективність, стійкість до деградації, системна дія.
  Недоліки: токсичність для бджіл та інших запилювачів, потенційне забруднення ґрунту та води, розвиток резистентності у шкідників.

Мільбемектин
Механізм дії
Зв'язується з рецепторами глутамату, викликаючи безперервне нервове збудження та параліч.
Приклади продуктів

• Мілбемектин-2
• Мілбегард
• Агроміл
  Переваги та недоліки
  Переваги: висока селективність, ефективний проти широкого спектру шкідників, низька токсичність для ссавців.
  Недоліки: токсичність для корисних комах, потенційне накопичення в навколишньому середовищі, розвиток резистентності у шкідників.

Авермектин b1a
Механізм дії
Зв'язується з глутаматними та гамма-рецепторами, викликаючи параліч та загибель комах.
Приклади продуктів

• Авермектин-5
• Агроавермет
• 
  Переваги та недоліки Мірімекту
  Переваги: ефективний проти молі та інших шкідників, системне поширення, висока стійкість до деградації.
  Недоліки: токсичність для бджіл, потенційне забруднення джерел води, розвиток резистентності у шкідників.

Фенітразол
Механізм дії
Пригнічує ацетилхолінестеразу, порушуючи передачу нервових імпульсів та спричиняючи параліч і загибель комах.
Приклади продуктів

• Фенітразол-150
• Агрофеніт
• 
  Переваги та недоліки Фенітропу
  Переваги: висока ефективність проти широкого спектру шкідників, низька токсичність для ссавців.
  Недоліки: токсичність для водних організмів, потенційне накопичення в навколишньому середовищі, розвиток резистентності у шкідників.

Інсектициди та їхній вплив на навколишнє середовище

Вплив на корисних комах

• Авермектини чинять токсичний вплив на корисних комах, включаючи бджіл, ос та інших запилювачів, а також на хижих комах, які природним чином контролюють популяції шкідників. Це призводить до зниження біорізноманіття та порушує баланс екосистеми, негативно впливаючи на продуктивність сільськогосподарських культур та біорізноманіття.

Залишкова кількість інсектицидів у ґрунті, воді та рослинах

• Авермектини можуть зберігатися в ґрунті протягом тривалого часу, особливо в умовах високої вологості та температури. Це призводить до забруднення джерел води через стік та інфільтрацію. У рослинах авермектини розподіляються по всіх частинах, включаючи листя, стебла та коріння, забезпечуючи системний захист, але також призводячи до накопичення інсектицидів у харчових продуктах та ґрунті, що може негативно вплинути на здоров'я людей та тварин.

Фотостабільність та деградація інсектицидів у природі

• Багато авермектинів мають високу фотостабільність, що підвищує їхню стійкість у навколишньому середовищі. Це перешкоджає швидкій деградації інсектицидів під впливом сонячного світла, сприяючи їх накопиченню в ґрунті та водних екосистемах. Висока стійкість до деградації ускладнює видалення авермектинів з навколишнього середовища та збільшує ризик їхнього впливу на нецільові організми.

Біомагніфікація та накопичення в харчових ланцюгах

• Авермектини можуть накопичуватися в тканинах комах і тварин, просуваючись по харчовому ланцюгу та спричиняючи біомагніфікацію. Це призводить до вищих концентрацій інсектициду на верхніх рівнях харчового ланцюга, включаючи хижаків і людей. Біомагніфікація авермектинів призводить до серйозних екологічних проблем та проблем зі здоров'ям, оскільки накопичені інсектициди можуть спричинити хронічне отруєння та порушення здоров'я у тварин і людей.

Проблема стійкості шкідників до інсектицидів

Причини розвитку резистентності

• Розвиток стійкості шкідників до авермектинів зумовлений генетичними мутаціями та відбором стійких особин шляхом багаторазового використання інсектициду. Часте та неконтрольоване застосування авермектинів прискорює поширення стійких генів у популяціях шкідників. Недотримання дозування та протоколів застосування також прискорює процес розвитку стійкості, що робить інсектицид менш ефективним.

Приклади стійких шкідників

• Стійкість до авермектинів спостерігалася у різних видів комах-шкідників, включаючи білокрилок, попелиць, кліщів та деякі види молі. Ці шкідники демонструють знижену чутливість до інсектицидів, що ускладнює їх боротьбу та вимагає використання дорожчих та токсичніших засобів або переходу до альтернативних методів боротьби зі шкідниками.

Методи запобігання резистентності

• Щоб запобігти розвитку стійкості у шкідників до авермектинів, важливо чергувати інсектициди з різними механізмами дії, поєднувати хімічні та біологічні методи боротьби та впроваджувати інтегровані стратегії боротьби зі шкідниками. Також важливо дотримуватися рекомендованих дозувань та схем застосування, щоб уникнути селекції стійких особин та підтримувати довгострокову ефективність авермектинових препаратів.

Правила безпечного застосування інсектицидів

Приготування розчинів та дозування

• Правильне приготування розчинів та точне вимірювання дозування є критично важливими для ефективного та безпечного використання авермектинів. Необхідно суворо дотримуватися інструкцій виробника щодо приготування розчину та дозування, щоб уникнути надмірного застосування або недостатньої обробки рослин. Використання точних вимірювальних інструментів та високоякісної води забезпечує точність дозування та ефективність обробки.

Використання захисних засобів під час роботи з інсектицидами

• Під час роботи з авермектинами важливо використовувати відповідні захисні засоби, такі як рукавички, маски, захисні окуляри та захисний одяг, щоб мінімізувати ризик потрапляння інсектициду на організм людини. Захисне спорядження допомагає запобігти контакту зі шкірою та слизовими оболонками, а також вдиханню токсичних парів інсектициду.

Рекомендації щодо обробки рослин

• Обробляйте рослини авермектинами рано вранці або пізно ввечері, щоб уникнути впливу на запилювачів, таких як бджоли. Уникайте застосування в спекотну та вітряну погоду, оскільки це може призвести до дрейфу інсектициду та ненавмисного контакту з корисними рослинами та організмами. Також рекомендується враховувати стадію росту рослин, уникаючи застосування в періоди активного цвітіння та плодоношення.

Дотримання передзбиральних інтервалів

• Дотримання рекомендованих інтервалів перед збором врожаю після застосування авермектинів забезпечує безпеку споживання продукції та запобігає потраплянню залишків інсектицидів у харчові продукти. Важливо дотримуватися інструкцій виробника щодо інтервалів перед збором врожаю, щоб уникнути ризику отруєння та забезпечити якість продукції.

Альтернативи хімічним інсектицидам

Біологічні інсектициди

• Використання ентомофагів, бактеріальних та грибкових препаратів пропонує екологічно безпечну альтернативу хімічним інсектицидам. Біологічні інсектициди, такі як bacillus thuringiensis, ефективно борються з комахами-шкідниками, не завдаючи шкоди корисним організмам та навколишньому середовищу. Ці методи підтримують сталий контроль шкідників та зберігають біорізноманіття.

Натуральні інсектициди

• Натуральні інсектициди, такі як олія німу, екстракти тютюну та розчини часнику, безпечні для рослин та навколишнього середовища і використовуються для боротьби зі шкідниками. Ці речовини мають репелентні та інсектицидні властивості, що дозволяє ефективно контролювати популяції комах без використання синтетичних хімікатів. Натуральні інсектициди можна використовувати в поєднанні з іншими методами для досягнення оптимальних результатів.

Феромонні пастки та інші механічні методи

• Феромонні пастки приваблюють та знищують комах-шкідників, зменшуючи їхню популяцію та запобігаючи поширенню. Інші механічні методи, такі як липкі пастки та бар'єри, також допомагають контролювати популяції шкідників без використання хімічних речовин. Ці методи є ефективними та екологічно чистими способами боротьби зі шкідниками.

Приклади найпопулярніших інсектицидів цієї групи

Назва продукту	Активний інгредієнт	Механізм дії	Галузь застосування
Івермектин	Івермектин	Зв'язування з глутаматними та гама- та гама-рецепторами, що викликає параліч та загибель комах	Овочеві культури, зернові, фруктові дерева
Абамектин	Абамектин	Зв'язування з нервовими імпульсами, що викликає параліч і загибель паразитів	Овочеві та фруктові культури, садівництво
Мілбемектин	Мілбемектин	Зв'язування з рецепторами глутамату, що викликає безперервне нервове збудження та параліч	Овочеві культури, зернові, плодові рослини
Авермектин b1a	Авермектин b1a	Зв'язування з глутаматними та гама- та гама-рецепторами, що викликає параліч та загибель комах	Овочеві, фруктові та декоративні культури
Фенітразол	Фенітразол	Пригнічення ацетилхолінестерази, порушення передачі нервових імпульсів та спричинення паралічу та загибелі комах	Овочеві, фруктові та декоративні культури

Переваги та недоліки

Переваги

• Висока ефективність проти широкого спектру комах-шкідників
• Системний розподіл у рослинах, що забезпечує довготривалий захист
• Низька токсичність для ссавців порівняно з іншими класами інсектицидів
• Висока фотостабільність, що забезпечує тривалу дію

Недоліки

• Токсичність для корисних комах, включаючи бджіл та ос
• Потенціал розвитку резистентності у популяціях шкідників
• Можливе забруднення ґрунту та джерел води
• Висока вартість деяких препаратів порівняно з традиційними інсектицидами

Ризики та запобіжні заходи

Вплив на здоров'я людини та тварин

• Авермектини можуть мати серйозний вплив на здоров'я людини та тварин у разі неправильного застосування. У людей вплив може викликати такі симптоми отруєння, як запаморочення, нудота, блювота, головний біль, а у важких випадках – судоми та втрата свідомості. Тварини, особливо домашні улюбленці, також перебувають у групі ризику отруєння, якщо інсектицид потрапляє на їхню шкіру або якщо вони ковтають оброблені рослини.

Симптоми отруєння інсектицидами

• Симптоми отруєння авермектином включають запаморочення, головний біль, нудоту, блювоту, слабкість, утруднене дихання, судоми та втрату свідомості. Контакт з очима або шкірою може викликати подразнення, почервоніння та печіння. Проковтування інсектициду вимагає негайної медичної допомоги.

Перша допомога при отруєнні

• У разі підозри на отруєння авермектином негайно припиніть контакт з інсектицидом, промийте уражену шкіру або очі великою кількістю води протягом щонайменше 15 хвилин. У разі вдихання вийдіть на свіже повітря та зверніться за медичною допомогою. У разі проковтування зателефонуйте до служб екстреної допомоги та дотримуйтесь інструкцій з надання першої допомоги, зазначених на етикетці продукту.

Профілактика появи шкідників

Альтернативні методи боротьби зі шкідниками

• Використання агротехнічних практик, таких як сівозміна, мульчування, видалення заражених рослин та посадка стійких сортів, допомагає запобігти появі шкідників та зменшити потребу у використанні інсектицидів. Ці методи створюють несприятливі умови для комах-шкідників та зміцнюють здоров'я рослин. Біологічні методи боротьби, включаючи використання ентомофагів-хижаків та інших природних ворогів комах-шкідників, також є ефективними профілактичними заходами.

Створення несприятливих умов для шкідників

• Забезпечення належного поливу, видалення опалого листя та рослинних залишків, підтримка чистоти в садах і городах створюють несприятливі умови для розмноження та поширення шкідників. Встановлення фізичних бар'єрів, таких як сітки та бордюри, допомагає запобігти доступу шкідників до рослин. Регулярні огляди рослин та своєчасне видалення пошкоджених частин знижують привабливість рослин для шкідників.

Висновок

Раціональне використання авермектинів відіграє вирішальну роль у захисті рослин та підвищенні врожайності сільськогосподарських і декоративних культур. Однак, важливо дотримуватися протоколів безпеки та враховувати екологічні аспекти, щоб мінімізувати негативний вплив на екосистему та корисні організми. Інтегрований підхід до боротьби зі шкідниками, що поєднує хімічні, біологічні та культурні методи контролю, сприяє сталому розвитку сільського господарства та збереженню біорізноманіття. Також важливо продовжувати дослідження з розробки нових інсектицидів та методів контролю, спрямованих на зниження ризиків для здоров'я людей та екосистем.

Часті запитання (FAQ)

1. Що таке авермектини та для чого вони використовуються?
Авермектини – це група макроциклічних лактонів, що використовуються як інсектициди, акарициди та протипаразитарні засоби. Вони використовуються для захисту сільськогосподарських культур, худоби та людей від різних паразитів та шкідників.

2. Як авермектини впливають на нервову систему комах?
Авермектини зв'язуються з глутаматними та гамма-рецепторами в нервових клітинах комах, викликаючи безперервне збудження нервових імпульсів. Це призводить до паралічу та загибелі комах.

3. Чи шкідливі авермектини для корисних комах, таких як бджоли?
Так, авермектини токсичні для корисних комах, включаючи бджіл та ос. Їх застосування вимагає суворого дотримання правил, щоб мінімізувати вплив на корисних комах.

4. Як запобігти розвитку резистентності у шкідників до авермектинів?
Для запобігання резистентності слід чергувати інсектициди з різними механізмами дії, поєднувати хімічні та біологічні методи боротьби та дотримуватися рекомендованих дозувань і схем застосування.

5. Які екологічні проблеми пов'язані з використанням авермектинів?
Використання авермектинів призводить до скорочення популяцій корисних комах, забруднення ґрунту та води, а також накопичення інсектицидів у харчових ланцюгах, що спричиняє серйозні екологічні та медичні проблеми.

6. Чи можна використовувати авермектини в органічному землеробстві?
Ні, авермектини не відповідають вимогам органічного землеробства через їхнє синтетичне походження та потенційний негативний вплив на навколишнє середовище та корисні організми.

7. Як правильно застосовувати авермектини для максимальної ефективності?
Чітко дотримуйтесь інструкцій виробника щодо дозування та графіків застосування, обробляйте рослини рано вранці або пізно ввечері, уникайте застосування в періоди активності запилювачів та забезпечте рівномірний розподіл інсектициду на рослинах.

8. Чи існують альтернативи авермектинам для боротьби зі шкідниками?
Так, існують біологічні інсектициди, натуральні речовини (олія німу, розчини часнику), феромонні пастки та механічні методи боротьби, які можна використовувати як альтернативу авермектинам.

9. Як мінімізувати вплив авермектинів на навколишнє середовище?
Використовуйте інсектициди лише за необхідності, дотримуйтесь рекомендованих дозувань та графіків застосування, запобігайте потраплянню інсектицидів у водойми та впроваджуйте інтегровані методи боротьби зі шкідниками, щоб зменшити залежність від хімічних речовин.

10. Де можна придбати авермектини?
Авермектини можна придбати у спеціалізованих сільськогосподарських магазинах, на інтернет-майданчиках та у постачальників засобів захисту рослин. Перед покупкою переконайтеся у законності та безпеці використовуваних продуктів.