Insecticide organofosforice

Insecticidele organofosforice (OPIS) sunt un grup de substanțe chimice care conțin fosfor în moleculele lor, utilizate pe scară largă pentru protejarea plantelor de diverși dăunători. Aceste insecticide acționează prin inhibarea enzimelor esențiale din corpul insectelor, ducând la paralizia și moartea acestora. Acestea au avut un impact semnificativ asupra agriculturii, oferind o protecție eficientă împotriva unei game largi de insecte.

Obiective și importanță în agricultură și horticultură

Scopul principal al utilizării insecticidelor organofosforice este creșterea productivității agricole prin protejarea plantelor de dăunători precum insecte, acarieni și alți paraziți. În horticultură și grădinărit, acestea sunt utilizate pentru a proteja culturi precum fructe, legume și plante ornamentale. Aceste insecticide reduc semnificativ daunele provocate de insectele dăunătoare, ducând la o calitate mai bună și la randamente mai mari ale culturilor.

Relevanța subiectului

Studiul și utilizarea corectă a insecticidelor organofosforice reprezintă un subiect relevant, deoarece utilizarea eficientă și sigură a acestor produse necesită o atenție deosebită. Utilizarea incorectă sau aplicarea excesivă poate duce la rezistență la insecte, precum și la un impact negativ asupra mediului și sănătății umane. Conștientizarea insecticidelor organofosforice este importantă pentru minimizarea riscurilor și asigurarea sustenabilității agriculturii.

Istoricul insecticidelor organofosforice (OPIS)

Insecticidele organofosforice (OPIS) joacă un rol cheie în combaterea dăunătorilor și reprezintă o parte importantă a agriculturii și silviculturii. Istoria lor a început în prima jumătate a secolului al XX-lea, când oamenii de știință au început să exploreze compușii organofosforici, cu scopul de a crea agenți de protecție a plantelor mai eficienți și de lungă durată.

1. Primele cercetări și descoperiri

Primul val de interes pentru compușii organofosforici a avut loc în anii 1930, când oamenii de știință au început să exploreze substanțele chimice care conțin fosfor ca mijloace potențiale de distrugere a insectelor dăunătoare. Experimentele inițiale cu compuși organofosforici s-au concentrat pe dezvoltarea unor alternative mai sigure la insecticidele organoclorurate, cum ar fi DDT-ul. La acea vreme, substanțele chimice care conțin fosfor au demonstrat o toxicitate ridicată pentru insecte, ceea ce le face agenți de protecție potențial eficienți.

2. Primele insecticide organofosforice de succes comercial

În anii 1940, în mijlocul celui de-al Doilea Război Mondial, compușii organofosforici au atras atenția armatei ca agenți chimici pentru combaterea dăunătorilor, inclusiv a insectelor. După război, au început cercetările comerciale bazate pe dezvoltări militare, vizând aplicarea insecticidelor organofosforice în agricultură. În 1947, a apărut primul insecticid organofosforic comercial - malationul - care a devenit rapid popular datorită eficacității sale ridicate împotriva unei game largi de insecte. Acesta a fost utilizat în agricultură și pentru a proteja sănătatea umană de bolile transmise de insecte.

3. Dezvoltare și utilizare

Încă de la începutul anilor 1950, insecticidele organofosforice au devenit utilizate pe scară largă în agricultură. Acestea au prezentat o toxicitate mai mare pentru insecte decât mulți compuși organoclorurati utilizați anterior, cum ar fi DDT-ul. Opisul a devenit popular în lupta împotriva dăunătorilor, cum ar fi insectele dăunătoare de pe diverse culturi, inclusiv bumbac, tutun, legume și fructe. Printre cei mai cunoscuți compuși din acest grup se numără parationul, diazinonul și clorpirifosul.

4. Probleme de siguranță și ecologice

Deși insecticidele organofosforice au fost eficiente, utilizarea lor a dus la noi probleme ecologice și toxicologice. Acești compuși au prezentat o toxicitate ridicată nu numai pentru insecte, ci și pentru alte organisme, inclusiv insecte benefice precum albinele și animalele. Volatilitatea ridicată și capacitatea insecticidelor organofosforice de a se acumula în ecosisteme, poluând solul și apele, au devenit probleme semnificative. Drept urmare, mulți dintre acești compuși au fost supuși unor restricții și interdicții în anumite țări începând cu sfârșitul anilor 1970.

5. Abordări și provocări moderne

Astăzi, insecticidele organofosforice rămân utilizate pe scară largă; cu toate acestea, aplicarea lor este limitată din cauza preocupărilor legate de mediu și siguranță. Problemele legate de rezistența insectelor, rezistența la insecticidele organofosforice și eficacitatea lor în scădere au devenit preocupări majore în protecția modernă a plantelor. Pentru a preveni dezvoltarea rezistenței, oamenii de știință dezvoltă activ noi compuși și metode, combinând insecticidele organofosforice cu metode biologice și mecanice de combatere a dăunătorilor.

Astfel, istoria insecticidelor organofosforice este o călătorie de la descoperiri revoluționare și aplicații de succes până la recunoașterea problemelor lor ecologice și toxicologice, ceea ce a condus la căutarea unor metode mai sigure și mai sustenabile de protecție a plantelor.

Clasificare

Insecticidele organofosforice sunt împărțite în mai multe grupuri în funcție de structura chimică, mecanismul de acțiune și impactul asupra insectelor. Acestea includ:

1. Organofosfați – cel mai comun grup de insecticide organofosforice, incluzând substanțe precum malathionul, parathionul și diazinonul. Aceștia acționează prin inhibarea activității acetilcolinesterazei, perturbând transmiterea impulsurilor nervoase la insecte.
2. Esteri fosfo-organici - substanțe chimice în care fosforul este legat de carbon printr-o legătură esterică, cum ar fi triexpenul și piraclofenul.
3. Noi clase de compuși organofosforici – compuși sintetici, cum ar fi sărurile de izopropilamină și piperazinele, cu mecanisme de acțiune specifice și rezistență ridicată la condițiile externe.

1. Prin structura chimică

Insecticidele organofosforice pot fi clasificate după structura moleculelor lor, care determină proprietățile lor fizico-chimice și activitatea împotriva diferitelor specii de insecte.

• Insecticide organofosforice alifatice: acești compuși chimici conțin lanțuri de carbon în structura lor. Un exemplu este malathionul (unul dintre primele produse care utilizează compuși organofosforici pentru protejarea plantelor).
• Insecticide organofosforice aromatice: aceste insecticide au un inel aromatic care conține atomi de fosfor. Un exemplu este trimetafosul.
• Insecticide organofosforice clorurate: în aceste produse, fosforul este conectat la atomi de clor. Un exemplu este clorpirifosul, care este un insecticid popular pe bază de compuși organofosforici.

2. Prin mecanismul de acțiune

Mecanismul principal de acțiune al insecticidelor organofosforice implică inhibarea enzimei acetilcolinesterază, perturbarea transmiterii nervoase normale și provocarea paraliziei insectelor. În funcție de modul în care afectează sistemul nervos, insecticidele organofosforice pot fi clasificate după cum urmează:

• Insecticide care inhibă acetilcolinesteraza: aceste substanțe blochează activitatea acetilcolinesterazei, ducând la acumularea de acetilcolină în sinapsele nervoase și la perturbarea transmiterii impulsurilor nervoase. Exemple: malathion, metamidofos, clorpirifos.
• Insecticide care afectează alte enzime: unii compuși organofosforici afectează alte enzime implicate în transmiterea nervoasă. Exemple: dimetoat, fosfamidon.

3. După durata acțiunii

Insecticidele organofosforice pot varia în ceea ce privește durata lor de acțiune, ceea ce afectează frecvența tratamentelor pentru plante și eficiența economică.

• Insecticide cu acțiune îndelungată: aceste produse au un efect de durată și pot controla populațiile de dăunători timp de câteva săptămâni sau luni. Exemplu: clorpirifos.
• Insecticide cu acțiune scurtă: aceste produse acționează rapid, dar efectul lor dispare rapid, necesitând tratamente repetate. Exemplu: malathion.

4. După domeniul de aplicare

Insecticidele organofosforice pot fi clasificate în funcție de domeniul lor de aplicare:

• Insecticide agricole: aceste produse sunt utilizate pentru a proteja culturile agricole de insectele dăunătoare. Exemplu: clorpirifos, malation.
• Insecticide pentru protecția sănătății publice: aceste produse sunt utilizate pentru eliminarea vectorilor de boli, cum ar fi țânțarii și gândacii de bucătărie. Exemplu: metamidofos, malation.
• Insecticide de uz casnic: aceste produse sunt folosite pentru eliminarea dăunătorilor casnici. Exemplu: dimetoat.

5. Prin toxicitate

Insecticidele organofosforice pot fi clasificate în funcție de nivelul lor de toxicitate pentru oameni, animale și mediu:

• Produse foarte toxice: aceste insecticide sunt foarte toxice și pot provoca intoxicații la oameni și animale. Exemple: metamidofos, parathion.
• Produse moderat toxice: aceste produse au o toxicitate moderată, ceea ce le face mai puțin periculoase, dar necesită totuși prudență la utilizare. Exemplu: malathion.
• Produse cu toxicitate scăzută: aceste produse au o toxicitate relativ scăzută pentru oameni și animale, dar sunt totuși eficiente împotriva insectelor. Exemplu: dimetoat.

6. După tipul de efect

Insecticidele organofosforice pot acționa fie prin contact, fie sistemic:

• Insecticide de contact: aceste produse acționează atunci când intră în contact cu o insectă. Pătrund rapid în corpul insectei prin învelișul exterior al acesteia. Exemplu: malathion.
• Insecticide sistemice: aceste produse pătrund în plante și se răspândesc în ele, permițându-le să afecteze dăunătorii care se hrănesc cu seva plantei. Exemplu: fosfamidon.

7. Prin metoda de aplicare

Insecticidele organofosforice pot fi clasificate după metoda de aplicare:

• Produse pulverizabile: aceste insecticide se aplică plantelor sub formă de soluții sau emulsii. Exemplu: clorpirifos.
• Produse pentru sol: aceste insecticide se aplică pe sol înainte de plantare sau în timpul creșterii plantelor. Exemplu: metamidofos.

Mecanismul de acțiune

Cum afectează insecticidele sistemul nervos al insectelor

Insecticidele organofosforice blochează activitatea acetilcolinesterazei, o enzimă care în mod normal descompune neurotransmițătorul acetilcolină în sinapsele celulelor nervoase. Acest lucru duce la acumularea de acetilcolină, care provoacă o stimulare constantă a celulelor nervoase, ducând la paralizia insectei. În unele cazuri, aceste insecticide pot afecta și canalele de sodiu din celule, perturbând funcționarea normală a sistemului nervos.

Efect asupra metabolismului insectelor

Insecticidele organofosforice pot afecta, de asemenea, enzimele implicate în metabolismul insectelor. Aceasta include inhibarea sistemului de activitate antioxidantă, ducând la deteriorarea celulelor și țesuturilor. Perturbarea metabolismului poate provoca moartea insectei din cauza otrăvirii cu produse secundare metabolice.

Exemple de mecanisme moleculare de acțiune

• Inhibarea acetilcolinesterazei: majoritatea insecticidelor organofosforice acționează prin legarea de acetilcolinesterază, blocând activitatea acesteia și perturbând neurotransmisia.
• Efect asupra canalelor de sodiu: unele insecticide organofosforice acționează asupra canalelor de sodiu membranare, provocând activarea anormală a acestora și rezultând în paralizia insectelor.

Exemple de produse din această grupă

Avantaje și dezavantaje

Produse precum malathionul, parathionul și diazinonul sunt extrem de eficiente împotriva unei game largi de insecte. Acestea distrug rapid dăunătorii și au un spectru larg de activitate. Cu toate acestea, au și dezavantaje, cum ar fi toxicitatea ridicată pentru insectele benefice (de exemplu, albinele) și animalele, precum și volatilitatea ridicată și rezistența la degradare în mediu, ceea ce poate duce la contaminarea solului și a apei.

Exemple de produse

• Malathion: utilizat pentru protejarea legumelor, fructelor și culturilor în horticultură și agricultură. Eficient împotriva afidelor, tripșilor și a altor dăunători.
• Parathion: utilizat în agricultură pentru a proteja împotriva unei game largi de dăunători, cum ar fi muștele și gândacii.
• Diazinon: eficient împotriva multor dăunători ai solului și a insectelor dăunătoare, cum ar fi larvele, tripșii și altele.

Impactul asupra mediului

• Impactul asupra insectelor benefice

Insecticidele organofosforice pot fi toxice pentru insectele benefice, cum ar fi albinele și buburuzele. Albinele, care joacă un rol important în polenizare, pot muri la contactul cu insecticidul, ceea ce perturbă echilibrul ecosistemului și reduce randamentul culturilor.

• Nivelurile reziduale de pesticide în sol, apă și plante

Unele insecticide organofosforice pot rămâne în sol, apă și plante pentru perioade lungi de timp. Acest lucru poate duce la contaminarea mediului și la acumularea de substanțe toxice în lanțurile trofice.

• Fotostabilitatea și degradarea insecticidelor în natură

Insecticidele organofosforice au o fotostabilitate variabilă, ceea ce afectează degradarea lor în natură. Unele substanțe se descompun rapid sub lumina soarelui, în timp ce altele persistă în mediu și pot contamina ecosistemele.

• Biomagnificare și acumulare în lanțurile trofice

Insecticidele organofosforice se pot acumula în țesuturile plantelor și animalelor, ducând la bioamplificare în lanțurile trofice. Aceasta poate duce la acumularea de substanțe toxice în corpurile oamenilor și animalelor care consumă produse contaminate.

Problema rezistenței insectelor la insecticide

Cauzele rezistenței

Insectele pot dezvolta rezistență la insecticidele organofosforice prin modificări genetice care le permit să supraviețuiască după expunerea la insecticid. Acest lucru poate rezulta din mutații care cresc capacitatea insectelor de a metaboliza sau excreta substanțe toxice.

Exemple de dăunători rezistenți

• Gândacul de cartof din Colorado: odată cu dezvoltarea rezistenței la diverse insecticide, inclusiv la produsele organofosforice, gândacul de cartof din Colorado a devenit dificil de controlat în unele regiuni.
• Afide: în unele cazuri, afidele au dezvoltat rezistență la insecticidele organofosforice, ceea ce le face mai rezistente la tratamente.

Metode de prevenire a rezistenței

Pentru a preveni rezistența, este important să se rotească insecticidele cu moduri de acțiune diferite, să se utilizeze tratamente combinate și să se aplice metode biologice și mecanice de combatere a dăunătorilor.

Utilizarea în siguranță a insecticidelor

• Prepararea soluțiilor și a dozelor

Când se utilizează insecticide organofosforice, este important să se respecte cu strictețe instrucțiunile de pe ambalaj privind dozajele. Utilizarea excesivă poate duce la contaminarea mediului și la rezistența dăunătorilor.

• Utilizarea echipamentului de protecție

Trebuie purtate echipamente de protecție, cum ar fi mănuși, măști și ochelari de protecție, pentru a preveni contactul insecticidelor cu pielea și sistemul respirator.

• Recomandări pentru tratarea plantelor

Tratamentul trebuie efectuat dimineața devreme sau seara pentru a evita afectarea albinelor și a altor insecte benefice. Condițiile meteorologice, cum ar fi absența ploii și vânturile ușoare, trebuie luate în considerare pentru a îmbunătăți eficacitatea tratamentului.

• Perioadele de așteptare înainte de recoltare

După aplicarea insecticidelor, este important să se respecte perioadele de așteptare înainte de recoltare pentru a reduce la minimum riscul apariției reziduurilor de pesticide în culturi.

Alternative la insecticidele chimice

• Insecticide biologice

Utilizarea inamicilor naturali ai dăunătorilor, cum ar fi entomofagii (insecte prădătoare), poate fi o alternativă eficientă la insecticidele chimice.

• Insecticide naturale

Există multe insecticide naturale, cum ar fi uleiul de neem, infuziile de usturoi și soluțiile de tutun, care sunt ecologice și sigure pentru oameni.

• Capcane cu feromoni și alte metode mecanice

Capcanele cu feromoni pot atrage și captura dăunători, reducând la minimum nevoia de tratamente chimice.

Exemple de insecticide cele mai populare din această grupă

Numele produsului	Ingredient activ	Mecanismul de acțiune	Domeniu de aplicare
Malathion	Malathion	Inhibarea acetilcolinesterazei	Agricultură, horticultură
Parathion	Parathion	Inhibarea acetilcolinesterazei	Protecția culturilor de legume
Diazinon	Diazinon	Inhibarea acetilcolinesterazei	Agricultură, horticultură

Riscuri și precauții

• Impactul asupra sănătății umane și animale

Insecticidele organofosforice pot fi toxice pentru oameni și animale, în special în cazul contactului prelungit sau al utilizării necorespunzătoare.

• Simptomele intoxicației cu insecticide

Intoxicația se poate manifesta prin dureri de cap, greață, vărsături, slăbiciune și, în cazuri grave, convulsii și pierderea conștienței.

• Primul ajutor în caz de otrăvire

În caz de intoxicație, îndepărtați imediat persoana sau animalul din zonă, clătiți ochii și pielea și solicitați asistență medicală.

Concluzie

Insecticidele organofosforice sunt un mijloc eficient de protejare a plantelor de dăunători. Cu toate acestea, utilizarea lor necesită prudență și respectarea instrucțiunilor de siguranță pentru a minimiza impactul negativ asupra sănătății umane și a mediului.

• Reamintire privind măsurile de siguranță

Respectarea instrucțiunilor, utilizarea echipamentului de protecție și respectarea perioadelor de așteptare înainte de recoltare sunt măsuri importante pentru utilizarea în siguranță a insecticidelor.

• Apel pentru utilizarea unor metode de combatere a dăunătorilor mai sigure și mai ecologice

Este important să se caute și să se implementeze în mod activ metode de combatere a dăunătorilor mai sigure și mai ecologice, cum ar fi controlul biologic și utilizarea insecticidelor naturale.

Întrebări frecvente (FAQ)

Ce sunt insecticidele organofosforice?
Insecticidele organofosforice sunt un grup de substanțe chimice care conțin fosfor, utilizate pentru a ucide insectele dăunătoare. Acestea acționează prin inhibarea activității enzimei acetilcolinesterază, perturbând transmiterea normală a impulsurilor nervoase la insecte.

Cum afectează insecticidele organofosforice insectele?
Insecticidele organofosforice afectează sistemul nervos al insectelor prin inhibarea acetilcolinesterazei, enzima care descompune neurotransmițătorul acetilcolină. Acest lucru determină acumularea acetilcolinei în sinapse, ducând la stimularea continuă a celulelor nervoase, paralizie și moartea insectei.

Ce insecticide fac parte din grupa organofosforică?
Această grupă include produse precum malathion, parathion, diazinon și clorpirifos. Aceste substanțe sunt eficiente împotriva diverșilor dăunători, inclusiv insecte, acarieni și larve.

Care sunt avantajele insecticidelor organofosforice?
Insecticidele organofosforice au o toxicitate ridicată pentru insecte, ceea ce le face eficiente împotriva unei game largi de dăunători. Acționează rapid, permițând eliminarea rapidă a amenințărilor la adresa culturilor agricole.

Care sunt dezavantajele insecticidelor organofosforice?
Dezavantajele includ toxicitatea pentru insectele benefice (de exemplu, albine), animale și oameni, dacă nu sunt aplicate corect. De asemenea, acestea pot persista în mediu, contaminând solul și apa, ceea ce crește riscurile ecologice.

Cum afectează insecticidele organofosforice mediul?
Insecticidele organofosforice se pot acumula în sol și apă, ducând la contaminarea ecosistemului. De asemenea, sunt toxice pentru insectele benefice, cum ar fi albinele și insectele prădătoare, perturbând ecosistemul și reducând biodiversitatea.

Ce este biomagnificarea în contextul insecticidelor organofosforice?
Biomagnificarea este procesul de acumulare a substanțelor toxice, cum ar fi insecticidele organofosforice, în lanțurile trofice. Aceste substanțe se pot acumula în țesuturile animalelor și plantelor, crescându-le concentrația pe măsură ce avansează în lanțul trofic.

Cum se poate preveni rezistența insectelor la insecticidele organofosforice?
Pentru a preveni rezistența, se recomandă rotația produselor cu moduri de acțiune diferite, utilizarea tratamentelor combinate și respectarea dozelor și intervalelor de aplicare recomandate pentru a evita crearea condițiilor pentru dezvoltarea rezistenței la dăunători.

Ce măsuri de siguranță trebuie respectate la utilizarea insecticidelor organofosforice?
Atunci când se lucrează cu insecticide organofosforice, trebuie utilizat echipament de protecție (mănuși, măști, ochelari de protecție), trebuie respectate dozele, aplicările trebuie efectuate în perioadele recomandate și trebuie respectate intervalele de recoltare pentru a reduce la minimum nivelurile de reziduuri din culturi.

Care sunt alternativele la insecticidele organofosforice?
Alternativele includ insecticide biologice (entomofage, bacterii și ciuperci), insecticide naturale (de exemplu, ulei de neem, infuzii de usturoi) și metode mecanice, cum ar fi capcanele cu feromoni și pesticidele organice, care sunt mai puțin toxice pentru mediu și organismele benefice.