Піретроїди

Піретроїди – це група синтетичних інсектицидів, що імітують дію піретринів, природних речовин, що екстрагуються з квітів хризантем. Ці інсектициди активно використовуються для боротьби з різними комахами-шкідниками в сільському господарстві, садівництві та в домашніх господарствах. Піретроїди є високотоксичними для комах, блокуючи їхню нервову систему та викликаючи параліч, що призводить до їхньої загибелі. На відміну від піретринів, синтетичні піретроїди більш стійкі до розкладання під впливом сонячного світла, що робить їх більш ефективними та довготривалими.

Цілі та значення в сільському господарстві та садівництві

Основною метою використання піретроїдів є захист рослин від шкідників. Ці інсектициди застосовуються для захисту широкого спектру сільськогосподарських культур, від овочів і фруктів до зернових і декоративних рослин. Піретроїди допомагають зменшити популяцію комах, які можуть завдати значної шкоди сільськогосподарському сектору, знижуючи як якість, так і кількість врожаю. У садівництві піретроїди ефективно борються з такими шкідниками, як попелиця, білокрилка та кліщі, захищаючи декоративні рослини та покращуючи їхнє здоров'я. Правильне використання цих продуктів сприяє збільшенню врожайності та мінімізує шкоду від комах-шкідників.

Актуальність теми

Вивчення піретроїдів є надзвичайно важливим, оскільки неправильне використання цих інсектицидів може призвести до розвитку резистентності у комах та негативно вплинути на навколишнє середовище. Вкрай важливо навчитися правильно підбирати інсектициди, дотримуючись дозування та правил застосування, щоб мінімізувати ризики для корисних комах та екосистем в цілому. Крім того, підвищення обізнаності про піретроїди допоможе в боротьбі зі стійкістю комах до інсектицидів, що є однією з актуальних проблем у сільському господарстві та садівництві.

Історія піретроїдів

Піретроїди – це синтетичні інсектициди, що імітують дію природних піретринів, що містяться в квітах деяких видів хризантем. З моменту їх відкриття та створення в 1970-х роках піретроїди широко використовуються в сільському господарстві та садівництві завдяки своїй високій ефективності, низькій токсичності для ссавців та швидкому розкладанню в навколишньому середовищі. Історія піретроїдів почалася з вивчення природних речовин та розробки їх синтетичних аналогів для безпечнішої та ефективнішої боротьби зі шкідниками.

1. Раннє відкриття та вивчення піретринів

Природні піретрини вперше були виділені в 19 столітті з хризантем. До 1940-х років було виявлено, що піретрини мають інсектицидну активність і можуть ефективно знищувати комах. Ці речовини швидко розкладаються і мають мінімальний вплив на ссавців, що робить їх привабливими як інсектициди. Однак природні піретрини мали обмеження щодо стабільності та ефективності, що призвело до пошуку синтетичних аналогів.

2. Розробка синтетичних піретроїдів

У 1970-х роках вчені почали розробляти синтетичні аналоги піретринів — піретроїди. Піретроїди були створені для покращення стабільності та збільшення тривалості їхньої дії, а також для забезпечення вищої токсичності для комах та нижчої токсичності для людей і тварин. Ці синтетичні сполуки імітували механізми дії природних піретринів, блокуючи нервові імпульси у комах, що призводило до паралічу та смерті.

Приклад:

• Перметрин – перший синтетичний піретроїд, розроблений у 1970-х роках, який здобув широке визнання завдяки своїй високій ефективності та стійкості до розкладання. Перметрин став одним із найпопулярніших інсектицидів для боротьби зі шкідниками в сільському господарстві, а також у домашніх господарствах для захисту від кліщів та комарів.

3. Широке використання піретроїдів у 1980-х та 1990-х роках

З 1980-х років піретроїди використовуються в різних галузях, включаючи сільське господарство, боротьбу зі шкідниками в побуті та ветеринарію. Зі збільшенням використання піретроїдів почалася розробка нових препаратів з покращеними характеристиками, такими як підвищена ефективність, екологічна стабільність та знижена токсичність для нецільових організмів.
Приклад:

• Циперметрин – синтетичний піретроїд, розроблений у 1980-х роках, який швидко став одним із найпопулярніших інсектицидів. Він використовується для боротьби з широким спектром шкідників у сільському господарстві, а також для боротьби з переносниками хвороб, такими як комарі, що переносять віруси.
• Дельтаметрин – ще один піретроїд, який широко використовувався в 1990-х роках. Він був відомий своєю високою ефективністю проти різних комах, таких як таргани, комарі та мухи, а також використовувався для захисту сільськогосподарських культур від шкідників.

4. Сучасні програми та вдосконалення

З розвитком технологій у 2000-х та 2010-х роках піретроїди продовжували вдосконалюватися, стаючи безпечнішими та ефективнішими. Нове покоління інсектицидів характеризується покращеною стабільністю, високою активністю проти широкого спектру шкідників та зниженими ризиками для навколишнього середовища та здоров'я людини. Піретроїди продовжують відігравати важливу роль в інтегрованих системах боротьби зі шкідниками, поєднуючи хімічні, біологічні та механічні методи контролю.

Приклад:

• Лямбда-цигалотрин – один із сучасних піретроїдів, який має високу активність проти широкого спектру шкідників, включаючи комах, стійких до старих інсектицидів. Цей продукт використовується в сільському господарстві та рослинництві для захисту від таких шкідників, як колорадський жук та різні види молі.

5. Проблеми та перспективи

Незважаючи на успіх піретроїдів, їх використання не обходиться без проблем. Однією з найважливіших проблем є розвиток резистентності у комах, що призводить до зниження ефективності продуктів. У відповідь на цю проблему вчені продовжують розробляти нові рецептури піретроїдів, а також комбіновані продукти, щоб подолати резистентність та забезпечити ефективний захист від шкідників.

Сучасні тенденції у використанні піретроїдів

Сьогодні піретроїди залишаються важливими інсектицидами в боротьбі зі шкідниками, але їх використання значно обмежене через проблеми стійкості комах та екологічні ризики. Сучасні дослідження зосереджені на розробці піретроїдів з покращеними характеристиками, які будуть ефективнішими проти стійких шкідників, а також зменшать їхній вплив на корисних комах. Як альтернатива та доповнення до піретроїдів розробляються біологічні методи захисту рослин, включаючи природних комах-ворогів та використання мікроорганізмів.

Таким чином, історія піретроїдів включає їхнє встановлення як ефективних та відносно безпечних інсектицидів, а також розробку питання стійкості до шкідників та впливу на навколишнє середовище. Розуміння цієї історії допомагає у пошуку нових та безпечніших методів боротьби зі шкідниками.

Класифікація

Піретроїди – це велика група інсектицидів, що використовуються переважно для боротьби з комахами-шкідниками. Вони синтетично імітують піретрини – природні інсектициди, що містяться в квітках хризантем. Залежно від їхньої хімічної структури, активності та застосування, піретроїди можна класифікувати за різними характеристиками.

1. За хімічною структурою:

Піретроїди можна класифікувати на основі їхньої хімічної структури, яка визначається наявністю певних функціональних груп. Найпоширенішими класами є:

• Піретроїди типу I (клас I): до цього класу належать піретроїди, які не містять додаткової атомної групи, що робить їх більш токсичними для комах. Прикладом є перметрин, який має хорошу активність і швидкий ефект.
• Піретроїди типу II (клас II): ці піретроїди містять додаткову атомну групу, що значно підвищує їхню стабільність і зменшує токсичність для тварин. Циперметрин є одним з найпопулярніших прикладів типу II. Він використовується в сільському господарстві для боротьби з комахами-шкідниками та в боротьбі з переносниками хвороб.

2. За швидкістю дії:

Піретроїди відрізняються за швидкістю їхньої дії на комах. Залежно від того, як швидко вони викликають параліч і смерть у комахи, їх можна класифікувати наступним чином:

• Швидкодіючі піретроїди: ці інсектициди швидко паралізують комах і починають діяти протягом кількох хвилин після контакту. Перметрин є прикладом швидкодіючого піретроїду.
• Піретроїди повільної дії: ці продукти діють повільніше, їхній ефект стає помітним лише через кілька годин. Дельтаметрин є прикладом таких піретроїдів.

3. За формою заяви:

Піретроїди можна класифікувати залежно від форми їх застосування:

• Системні піретроїди: ці інсектициди проникають у рослину та поширюються по її тканинах, що робить їх ефективними проти комах, які живляться рослинними тканинами. Прикладом такого піретроїду є ландаметрин.
• Контактні піретроїди: ці речовини діють безпосередньо при контакті з комахою, викликаючи параліч і смерть. Циперметрин є прикладом контактного піретроїду, який діє на зовнішні частини рослини або на самих комах.

4. За сферою застосування:

Піретроїди можна класифікувати за сферою їх застосування:

• Для сільського господарства: це найпоширеніша сфера застосування піретроїдів, оскільки вони активно використовуються для захисту сільськогосподарських культур від різних комах-шкідників. Прикладом є хлорпірифос, який широко використовується на овочевих, зернових та плодових культурах.
• Для побутового використання: піретроїди також використовуються в домашніх умовах, наприклад, для захисту від шкідників приміщень, таких як таргани, мухи, комарі та інші комахи. Дельтаметрин та перметрин часто використовуються в побутових інсектицидних спреях.
• Для ветеринарного використання: піретроїди можуть використовуватися у ветеринарній медицині для захисту домашніх тварин від паразитів, таких як блохи та кліщі. Прикладом є фенвалерат, який використовується в засобах від бліх для собак та котів.

5. За стабільністю:

Класифікація піретроїдів за стабільністю ґрунтується на їхній здатності зберігати активність за різних умов навколишнього середовища:

• Фотостабільні піретроїди: ці інсектициди не швидко розкладаються під впливом сонячного світла, що робить їх ефективними для тривалого використання на відкритих просторах. Циперметрин та дельтаметрин є прикладами таких фотостабільних піретроїдів.
• Фотонестабільні піретроїди: ці речовини втрачають свою активність під впливом сонячного світла, що обмежує їх використання у відкритих сільськогосподарських умовах. Однак їх можна використовувати в закритих приміщеннях або в поєднанні з іншими продуктами, що підвищують стабільність.

6. За токсичністю:

Піретроїди відрізняються своєю токсичністю для людей, тварин та комах. Токсичність залежить від молекулярного складу та його взаємодії з нервовою системою комах.

• Високотоксичні піретроїди: продукти, які є високотоксичними для комах і використовуються проти широкого спектру шкідників. Прикладом є перметрин.
• Помірно токсичні піретроїди: ці інсектициди мають помірну токсичність і часто використовуються для захисту більш чутливих рослин. Прикладом є фенвалерат.

Механізм дії

• Як інсектициди впливають на нервову систему комах:

Піретроїди блокують передачу нервових імпульсів в тілі комахи, впливаючи на натрієві канали в їхній нервовій системі. Ці канали регулюють потік іонів натрію в нервові клітини, що є ключовим процесом для нормального функціонування нервової системи. При застосуванні піретроїдів ці канали стають гіперактивними, що призводить до порушення нормальної передачі нервових імпульсів. Це призводить до паралічу та зрештою до смерті комахи.

• Вплив на метаболізм комах:

Окрім прямого впливу на нервову систему, піретроїди можуть змінювати метаболізм комах. Наприклад, деякі піретроїди перешкоджають нормальному функціонуванню клітин, що може впливати на енергетичний обмін, уповільнюючи процеси росту та розвитку. Ці зміни можуть послабити здатність шкідників до розмноження та підвищити їхню чутливість до інших стресових факторів.

• Приклади молекулярних механізмів дії:

1. Вплив на ацетилхолінестеразу: піретроїди можуть пригнічувати активність ацетилхолінестерази, що призводить до накопичення ацетилхоліну в нервових синапсах, тим самим порушуючи нормальну передачу нервових імпульсів.
2. Вплив на натрієві канали: піретроїди впливають на натрієві канали, викликаючи їх безперервне відкриття, що призводить до неконтрольованого потоку іонів та збудження нервових клітин.

Різниця між контактною та системною дією:

• Контактні піретроїди діють безпосередньо при контакті з поверхнею тіла комахи. Вони швидко проникають в організм через зовнішню оболонку та швидко викликають параліч.
• Системні піретроїди можуть проникати в рослини та поширюватися через них, вражаючи шкідників не лише через контакт з їхніми тілами, але й через живлення, коли комахи поїдають оброблені рослини.

Приклади продуктів

Переваги:

• Швидка дія: піретроїди починають діяти протягом кількох хвилин після контакту, забезпечуючи швидкий контроль популяцій шкідників.
• Широкий спектр дії: ці інсектициди ефективні проти різних видів шкідників, включаючи попелицю, мух, кліщів та інших комах.
• Низька токсичність для ссавців: піретроїди мають нижчу токсичність для людей і тварин порівняно з іншими інсектицидами.

Недоліки:

• Вплив на корисних комах: піретроїди можуть бути токсичними для бджіл та інших корисних комах, що зменшує запилення та порушує екологічний баланс.
• Стійкість шкідників: комахи можуть виробити стійкість до піретроїдів, що вимагає ротації продуктів або використання комбінованих методів боротьби.

Приклади продуктів:

• Дельтаметрин: ефективний проти попелиці, білокрилки та інших шкідників. Високоактивний піретроїд зі швидкою дією.
• Циперметрин: широко використовується в сільському господарстві для захисту овочевих та фруктових культур від різних комах.

Вплив на навколишнє середовище

• Вплив на корисних комах (бджіл, хижих комах):

Піретроїди можуть бути небезпечними для корисних комах, таких як бджоли та сонечка. Бджоли, які відіграють важливу роль у запиленні рослин, можуть загинути при контакті з піретроїдами. Це зменшує біорізноманіття та впливає на екосистему.

• Залишкова кількість інсектицидів у ґрунті, воді та рослинах:

Після застосування піретроїдів залишкова кількість речовини може залишатися в ґрунті, воді та рослинах. Це створює ризик забруднення екосистем, особливо водойм, що може вплинути на живі організми, такі як риби та водні рослини.

• Фотостабільність та деградація інсектицидів у природі:

Піретроїди мають добру фотостабільність, тобто вони протистоять розпаду під впливом сонячного світла. Це збільшує їхню активність та тривалість дії, але також сприяє накопиченню хімічних речовин у навколишньому середовищі.

• Біомагніфікація та накопичення в харчових ланцюгах:

Інсектициди можуть накопичуватися в організмі тварин, що призводить до біомагніфікації — збільшення концентрації хімічних речовин на кожному рівні харчового ланцюга. Це може мати шкідливий вплив на тварин і людей, які споживають продукти, що містять залишкові інсектициди.

Проблема стійкості комах до інсектицидів

• Причини резистентності:

Резистентність у комах виникає внаслідок природного відбору: особини, які мають мутації, що дозволяють їм вижити після впливу інсектицидів, передають ці ознаки своєму потомству. З часом такі комахи стають стійкими до препаратів, що знижує їхню ефективність.

• Приклади стійких шкідників:

Колорадський жук, попелиця та інші комахи стали стійкими до піретроїдів після багаторазового використання цих продуктів на одній і тій самій ділянці.

• Методи запобігання резистентності:

Для запобігання розвитку резистентності рекомендується чергувати інсектициди з різними механізмами дії, використовувати комбіновані продукти та практикувати інтегровані методи боротьби зі шкідниками, такі як біологічний контроль та використання природних ворогів.

Правила безпеки використання інсектицидів

• Приготування розчину та дозування:

Суворо дотримуйтесь зазначених дозувань, оскільки надлишок інсектициду може зашкодити рослинам та навколишньому середовищу. Перед застосуванням важливо правильно розвести інсектицид у воді та ретельно перемішати.

• Використання захисних засобів під час роботи з інсектицидами:

Під час використання піретроїдів слід використовувати захисне спорядження, таке як рукавички, маски та захисні окуляри. Це захищає від контакту хімічних речовин зі шкірою та дихальними шляхами.

• Рекомендації щодо обробки рослин:

Обробляйте рослини ввечері або рано вранці, коли температура нижча, а комахи активніші. Уникайте застосування під час дощової погоди або сильного вітру, щоб запобігти змиванню інсектициду або його поширенню на інші ділянки.

• Дотримання термінів очікування перед збиранням врожаю:

Важливо дотримуватися термінів очікування, зазначених на упаковці, щоб запобігти потраплянню залишків хімічних речовин у їжу.

Альтернативи хімічним інсектицидам

• Біологічні інсектициди:

Використання ентомофагів, таких як хижі кліщі, а також бактеріальних продуктів, таких як bacillus thuringiensis, є ефективним способом боротьби зі шкідниками без використання хімікатів.

• Натуральні інсектициди:

Олія німу, розчини часнику та настої тютюну – це природні методи, які можуть ефективно відлякувати комах, не завдаючи шкоди рослинам та навколишньому середовищу.

• Феромонні пастки та інші механічні методи:

Феромони та пастки для комах допомагають зменшити популяції шкідників без використання хімікатів.

Приклади популярних продуктів з цієї групи

Назва продукту	Активний інгредієнт	Механізм дії	Галузь застосування
Бі-58	Дельтаметрин	Порушує активність натрієвих каналів	Сільське господарство, садівництво
Актара	Тіаметоксам	Впливає на нікотинові рецептори	Захист від сисних шкідників

Ризики та запобіжні заходи

• Вплив на здоров'я людини та тварин:

Піретроїди можуть бути токсичними для людей і тварин при неправильному використанні. Слід бути обережними при їх використанні.

• Симптоми отруєння інсектицидами:

Отруєння піретроїдами проявляється головним болем, нудотою, блюванням та запамороченням. У разі отруєння слід негайно звернутися за медичною допомогою.

• Перша допомога при отруєнні:

Прополощіть рот і очі, зверніться за медичною допомогою та прийміть активоване вугілля для прискорення виведення токсинів з організму.

Висновок

Раціональне використання піретроїдів допомагає ефективно боротися зі шкідниками, але вимагає пильної уваги до безпеки. Дотримання рекомендацій щодо дозування та застосування мінімізує ризики та досягає максимальної ефективності.

Часті запитання (FAQ)

• Що таке піретроїди?

Піретроїди – це синтетичні хімічні інсектициди, розроблені з піретрину, природної сполуки, що екстрагується з квітів хризантеми. Ці інсектициди активно використовуються для боротьби з широким спектром комах-шкідників завдяки їхній високій токсичності для комах та відносно низькій токсичності для ссавців.

• Як працюють піретроїди?

Піретроїди впливають на нервову систему комах, порушуючи нормальне функціонування нейронів. Вони блокують натрієві канали на клітинних мембранах, викликаючи постійну активацію нервових клітин, що призводить до паралічу та загибелі комах. Це забезпечує швидке та ефективне знищення шкідників.

• Чим піретроїди відрізняються від інших інсектицидів?

Піретроїди є високоефективними проти комах з відносно низькою токсичністю для ссавців, включаючи людину. Вони діють швидко та мають відносно короткий період дії, що знижує ризик накопичення залишків у навколишньому середовищі. Однак піретроїди можуть бути токсичними для водних організмів та деяких корисних комах.

• Які переваги піретроїдів?

Піретроїди мають кілька переваг: вони діють швидко, ефективні проти багатьох видів комах, мають низьку токсичність для людей і тварин за умови правильного використання та відносно швидко розкладаються в навколишньому середовищі. Це робить їх популярними для використання в сільському господарстві та садівництві.

• Які недоліки піретроїдів?

Основним недоліком піретроїдів є те, що вони можуть викликати стійкість у комах при багаторазовому або безперервному використанні. Вони також можуть бути токсичними для корисних комах, таких як бджоли та інші запилювачі, а також для водних екосистем. Піретроїди є високотоксичними для риб та інших водних організмів, що вимагає обережності при використанні поблизу водойм.

• Як піретроїди впливають на екосистему?

Піретроїди можуть впливати на корисних комах, таких як бджоли, сонечка та ентомофаги (природні вороги шкідників), порушуючи екосистему. Вони також можуть потрапляти у водойми та завдавати шкоди водним екосистемам, вбиваючи рибу та інші водні організми. Щоб мінімізувати вплив на навколишнє середовище, важливо дотримуватися правил використання піретроїдів.

• Які комахи найбільш вразливі до піретроїдів?

Піретроїди ефективні проти багатьох видів комах, включаючи борошнистих червців, попелиць, кліщів, мурах та сільськогосподарських шкідників, таких як колорадський жук. Вони використовуються для боротьби зі шкідниками як у сільському господарстві, так і в побуті.

• Як можна запобігти розвитку резистентності до піретроїдів?

Для запобігання резистентності важливо чергувати інсектициди з різними механізмами дії, використовувати їх у поєднанні з іншими методами боротьби (наприклад, біологічними інсектицидами або механічними методами) та дотримуватися рекомендацій щодо дозування та частоти застосування. Ротація продуктів та правильне використання знижують ймовірність появи резистентних популяцій шкідників.

• Як безпечно використовувати піретроїди?

Під час використання піретроїдів важливо дотримуватися рекомендацій щодо упаковки та носити захисний одяг (рукавички, захисні окуляри, маску), щоб уникнути контакту зі шкірою та дихальними шляхами. Також уникайте їх застосування за сильного вітру та дощу, а також дотримуйтесь періодів очікування перед збором врожаю, щоб мінімізувати ризик потрапляння залишків пестицидів у продукцію.

• Чи є альтернативи піретроїдам?

Так, існують альтернативи піретроїдам, такі як органічні інсектициди (олія німу, настій часнику), біологічні методи боротьби зі шкідниками (ентомофаги, бактерії та віруси) та механічні методи, такі як пастки та фізичне видалення шкідників. Ці методи можуть бути безпечнішими для навколишнього середовища та здоров'я людини, але можуть вимагати більше зусиль та часу для досягнення подібної ефективності.