Piretroidi

Piretroidi su skupina sintetičkih insekticida koji oponašaju djelovanje piretrina, prirodnih tvari izvađenih iz cvjetova krizantema. Ti se insekticidi aktivno koriste za kontrolu različitih insekata štetočina u poljoprivredi, vrtlarstvu i kućanstvima. Piretroidi su vrlo toksični za insekte, blokiraju njihov živčani sustav i uzrokuju paralizu, što dovodi do njihove smrti. Za razliku od piretrina, sintetički piretroidi su stabilniji za degradaciju sunčevom svjetlom, što ih čini učinkovitijim i dugotrajnim.

Ciljevi i važnost u poljoprivredi i vrtlarstvu

Primarni cilj korištenja piretroida je zaštita biljaka od štetočina. Ovi insekticidi se primjenjuju za zaštitu širokog raspona poljoprivrednih kultura, od povrća i voća do žitarica i ukrasnih biljaka. Piretroidi pomažu u smanjenju populacije insekata koji mogu prouzrokovati značajnu štetu u poljoprivrednom sektoru, smanjujući i kvalitetu i količinu žetve. U hortikulturi, piretroidi se učinkovito bore protiv štetočina poput lisnih uši, bijelih i grinja, zaštite ukrasnih biljaka i poboljšanju njihovog zdravlja. Pravilna upotreba ovih proizvoda doprinosi povećanom prinosu i minimizira oštećenja od insekata štetočina.

Relevantnost teme

Proučavanje piretroida izuzetno je važno, jer nepravilna upotreba ovih insekticida može dovesti do razvoja otpornosti kod insekata i negativno utjecati na okoliš. Ključno je naučiti kako pravilno odabrati insekticide, pridržavajući se doza i pravila o primjeni, kako bi se umanjili rizici korisnih insekata i ekosustava u cjelini. Nadalje, povećanje svijesti o piretroidima pomoći će u borbi protiv otpora insekata na insekticide, što je jedno od trenutnih pitanja poljoprivrede i vrtlarstva.

Povijest piretroida

Piretroidi su sintetički insekticidi koji oponašaju djelovanje prirodnih piretrina koji se nalaze u cvjetovima određenih vrsta krizantema. Od njihovog otkrića i stvaranja u 1970-ima, piretroidi se široko koriste u poljoprivredi i vrtlarstvu zbog velike učinkovitosti, male toksičnosti na sisavce i brzog raspada u okolišu. Povijest piretroida započela je proučavanjem prirodnih tvari i razvojem njihovih sintetičkih analoga za sigurniju i učinkovitiju kontrolu štetočina.

1. Rano otkrivanje i proučavanje piretrina

Prirodni piretrini prvi su izolirani u 19. Stoljeću iz krizantema. Do četrdesetih godina prošlog vijeka otkriveno je da piretrini imaju insekticidnu aktivnost i mogu učinkovito ubiti insekte. Te se tvari brzo raspadaju i imaju minimalan utjecaj na sisavce, što ih čini privlačnim kao insekticidi. Međutim, prirodni piretrini imali su ograničenja u stabilnosti i učinkovitosti, što je dovelo do potrage za sintetičkim analozima.

2. Razvoj sintetičkih piretroida

U 1970-ima, znanstvenici su počeli razvijati sintetičke analoge piretrina - piretroida. Piretroidi su stvoreni kako bi poboljšali stabilnost i povećali svoje trajanje djelovanja, kao i da osiguraju veću toksičnost insektima i manju toksičnost na ljude i životinje. Ovi sintetički spojevi oponašali su mehanizme prirodnih piretrina, blokirajući živčane impulse kod insekata, što je dovelo do paralize i smrti.

Primjer:

• Permetrin - Prvi sintetički piretroid razvio se 1970-ih, koji je stekao široko prepoznavanje njegove visoke učinkovitosti i otpora na degradaciju. Permetrin je postao jedan od najpopularnijih insekticida za kontrolu štetočina u poljoprivredi, kao i u kućanstvima radi zaštite od grinja i komaraca.

3. Rasprostranjena upotreba piretroida u 1980-ima i 1990-ima

Od 1980-ih piretroidi se koriste u različitim područjima, uključujući poljoprivredu, kontrolu štetočina u kućanstvu i veterinarsku medicinu. S porastom uporabe piretroida, počeo je razvoj novih formulacija s poboljšanim karakteristikama, poput povećane učinkovitosti, stabilnosti okoliša i smanjene toksičnosti na neciljane organizme,
Primjer:

• Cypermetrin - sintetički piretroid razvijen je 1980-ih koji je brzo postao jedan od najpopularnijih insekticida. Koristi se za kontrolu širokog raspona štetočina u poljoprivredi, kao i za kontrolu vektora bolesti, poput komaraca koji prenose viruse.
• DELTAMETHRIN - Još jedan piretroid koji se široko koristio 1990-ih. Bio je poznat po visokoj učinkovitosti protiv različitih insekata poput žohara, komaraca i muha, a također je bio korišten za zaštitu poljoprivrednih kultura od štetočina.

4. Moderne primjene i poboljšanja

S napretkom tehnologije u 2000-im i 2010-ima, piretroidi su se nastavili poboljšati, postajući sigurniji i učinkovitiji. Nova generacija insekticida ima poboljšanu stabilnost, visoku aktivnost u odnosu na širok raspon štetočina i smanjene rizike na okoliš i zdravlje ljudi. Piretroidi i dalje igraju važnu ulogu u integriranim sustavima upravljanja štetočinama, kombinirajući kemijske, biološke i mehaničke kontrolne metode.

Primjer:

• Lambda-Cyhalotrin-jedan od modernih piretroida koji je vrlo aktivan u odnosu na širok raspon štetočina, uključujući insekte otporne na starije insekticide. Ovaj se proizvod koristi u poljoprivredi i sadnji radi zaštite od štetočina kao što su Colorado krumpir i razne vrste moljaca.

5. Problemi i izgledi

Unatoč uspjehu piretroida, njihova upotreba nije bez problema. Jedno od najznačajnijih pitanja je razvoj otpornosti insekata, što dovodi do smanjene učinkovitosti proizvoda. Kao odgovor na ovo pitanje, znanstvenici i dalje razvijaju nove formulacije piretroida, kao i kombinirane proizvode, kako bi prevladali otpor i pružili učinkovitu zaštitu od štetočina.

Moderni trendovi u korištenju piretroida

Danas su piretroidi ostali važni insekticidi u borbi protiv štetočina, ali njihova je upotreba značajno ograničena zbog problema otpornosti na insekte i rizika okoliša. Moderno istraživanje usredotočeno je na razvoj piretroida s poboljšanim karakteristikama koje će biti učinkovitije protiv otpornih štetočina, kao i smanjenja njihovog utjecaja na korisne insekte. Kao alternativa i dodatak piretroidima, razvijaju se metode biološke zaštite bilja, uključujući prirodne neprijatelje insekata i uporabu mikroorganizama.

Dakle, povijest piretroida uključuje njihovo uspostavljanje kao učinkovite i relativno sigurne insekticide, kao i razvoj pitanja otpornosti na štetočine i utjecaja na okoliš. Razumijevanje ove povijesti pomaže u potrazi za novim i sigurnijim metodama kontrole štetočina.

Klasifikacija

Piretroidi su velika skupina insekticida koji se prvenstveno koriste za kontrolu insekata štetočina. Oni sintetički oponašaju piretrine - prirodni insekticidi koji se nalaze u cvjetovima krizantema. Ovisno o njihovoj kemijskoj strukturi, aktivnosti i primjeni, piretroidi se mogu klasificirati prema različitim karakteristikama.

1. Po kemijskoj strukturi:

Piretroidi se mogu klasificirati na temelju njihove kemijske strukture, što je određeno prisutnošću određenih funkcionalnih skupina. Najčešće klase su:

• Tip I piretroidi (klasa I): Ova klasa uključuje piretroide koji ne sadrže dodatnu atomsku skupinu, što ih čini toksičnijim za insekte. Primjer je permetrin, koji ima dobru aktivnost i brz učinak.
• Tip II piretroidi (klasa II): Ti piretroidi sadrže dodatnu atomsku skupinu, koja značajno povećava njihovu stabilnost i smanjuje toksičnost na životinje. Cypermethrin je jedan od najpopularnijih primjera tipa II. Koristi se u poljoprivredi za kontrolu insekata štetočina i u borbi protiv vektora bolesti.

2. Brzinom djelovanja:

Piretroidi se razlikuju u tome kako brzo utječu na insekte. Ovisno o tome koliko brzo potiču paralizu i smrt kod insekta, mogu se klasificirati na sljedeći način:

• Brzo djelujući piretroidi: ovi insekticidi brzo paraliziraju insekte i počinju raditi u roku od nekoliko minuta od kontakta. Permetrin je primjer brzog piretroida.
• Piretroidi koji sporo djeluju: Ovi proizvodi djeluju sporije, a njihovi učinci postaju primjetni tek nakon nekoliko sati. Deltametrin je primjer takvih piretroida.

3. Prema obrascu za prijavu:

Piretroidi se mogu klasificirati ovisno o obliku u kojem se primjenjuju:

• Sistemski piretroidi: Ovi insekticidi prodiru u biljku i šire se po svojim tkivima, čineći ih učinkovitim protiv insekata koji se hrane biljnim tkivima. Primjer takvog piretroida je Landamethrin.
• Kontaktirajte piretroide: Te tvari djeluju izravno na kontakt s insektom, uzrokujući paralizu i smrt. Cypermethrin je primjer kontaktnog piretroida koji djeluje na vanjske dijelove biljke ili na samim insektima.

4. Područje prijave:

Piretroidi se mogu klasificirati na temelju njihovog područja aplikacije:

• Za poljoprivredu: Ovo je najčešće područje aplikacije za piretroide, jer se oni aktivno koriste za zaštitu poljoprivrednih kultura od različitih insekata štetočina. Primjer je klorpirifos, koji se široko koristi na povrću, žitaricama i voćnim usjevima.
• Za upotrebu kućanstava: Piretroidi se također koriste u kućanstvima, na primjer, za zaštitu od zatvorenih štetočina poput žohara, muha, komaraca i drugih insekata. Deltametrin i permetrin često se koriste u insekticidnim sprejevima u kućanstvu.
• Za veterinarsku upotrebu: Piretroidi se mogu koristiti u veterinarskoj medicini za zaštitu kućnih ljubimaca od parazita poput buva i krpelja. Primjer je fenvalerate, koji se koristi u anti-FLEA tretmanima za pse i mačke.

5. Stabilnošću:

Klasifikacija piretroida prema stabilnosti temelji se na njihovoj sposobnosti održavanja aktivnosti u različitim uvjetima okoliša:

• Fotostabilni piretroidi: Ovi se insekticidi ne degradiraju brzo pod sunčevom svjetlošću, što ih čini učinkovitim za dugotrajnu upotrebu u otvorenim prostorima. Cypermetrin i deltametrin su primjeri takvih fotostabilnih piretroida.
• Photounstable piretroidi: Ove tvari gube svoju aktivnost pod sunčevom svjetlošću, što ograničava njihovu upotrebu u otvorenim poljoprivrednim uvjetima. Međutim, oni se mogu koristiti u zatvorenim prostorima ili u kombinaciji s drugim proizvodima koji povećavaju stabilnost.

6. Po toksičnosti:

Piretroidi se razlikuju u toksičnosti na ljude, životinje i insekte. Toksičnost ovisi o molekularnom sastavu i njegovoj interakciji s živčanim sustavom insekata.

• Visoko toksični piretroidi: proizvodi koji su vrlo toksični za insekte i koriste se u širokom rasponu štetočina. Primjer je permetrin.
• Umjereno toksični piretroidi: Ovi insekticidi imaju umjerenu toksičnost i često se koriste za zaštitu osjetljivijih biljaka. Primjer je fenvalerate.

Mehanizam djelovanja

• Kako insekticidi utječu na živčani sustav insekata:

Piretroidi blokiraju prijenos živčanih impulsa u tijelu insekata utječući na natrijeve kanale u njihovom živčanom sustavu. Ti kanali reguliraju protok natrijevih iona u živčane stanice, što je ključni proces za funkcioniranje normalnog živčanog sustava. Kada se primjenjuju piretroidi, ti kanali postaju hiperaktivni, što dovodi do poremećaja normalnog prijenosa impulsa živca. To rezultira paralizom i na kraju smrt insekta.

• Utjecaj na metabolizam insekata:

Pored izravnih učinaka na živčani sustav, piretroidi mogu promijeniti metabolizam insekata. Na primjer, neki piretroidi ometaju normalnu funkciju stanica, što može utjecati na metabolizam energije, usporavanje procesa rasta i razvoja. Te promjene mogu oslabiti sposobnost štetočina da reproduciraju i povećaju njihovu osjetljivost na druge faktore stresa.

• Primjeri molekularnih mehanizama djelovanja:

1. Djelovanje na acetilholinesterazu: piretroidi mogu inhibirati aktivnost acetilholinesteraze, što dovodi do nakupljanja acetilkolina u živčanim sinapsama, čime se ometa normalan prijenos impulsa živca.
2. Djelovanje na natrijevim kanalima: Piretroidi utječu na natrijeve kanale, uzrokujući njihov kontinuirano otvaranje, što dovodi do nekontroliranog protoka iona i pobude živčanih stanica.

Razlika između kontakta i sistemskog djelovanja:

• Kontaktivni piretroidi djeluju izravno na kontakt s površinom tijela insekta. Brzo prodre u organizam kroz vanjsku školjku i brzo uzrokuju paralizu.
• Sistemski piretroidi mogu prodrijeti u biljke i širiti se kroz njih, utječući na štetočine ne samo kroz kontakt s njihovim tijelima, već i hranjenjem kada insekti konzumiraju tretirane biljke.

Primjeri proizvoda

Prednosti:

• Brza akcija: Piretroidi počinju raditi u roku od nekoliko minuta nakon kontakta, pružajući brzu kontrolu populacije štetočina.
• Širok raspon djelovanja: Ovi insekticidi učinkoviti su protiv različitih vrsta štetočina, uključujući lisne uši, muhe, grinje i druge insekte.
• Mala toksičnost na sisavce: Piretroidi imaju manju toksičnost na ljude i životinje u usporedbi s drugim insekticidima.

Nedostaci:

• Utjecaj na korisne insekte: Piretroidi mogu biti toksični za pčele i druge korisne insekte, što smanjuje oprašivanje i narušava ekološku ravnotežu.
• Otpor u štetočinama: Insekti mogu razviti otpornost na piretroide, zahtijevajući rotaciju proizvoda ili uporabu kombiniranih kontrolnih metoda.

Primjeri proizvoda:

• Deltametrin: Učinkovit protiv lisnih uši, bijelih i drugih štetočina. Visoko aktivan piretroid s brzim učinkom.
• Cypermetrin: široko se koristi u poljoprivredi za zaštitu povrća i voćnih usjeva od različitih insekata.

Utjecaj na okoliš

• Utjecaj na korisne insekte (pčele, grabežljive insekte):

Piretroidi mogu biti opasni za korisne insekte, poput pčela i bubamara. Pčele, koje igraju važnu ulogu u oprašivanju biljaka, mogu umrijeti nakon kontakta s piretroidima. To smanjuje biološku raznolikost i utječe na ekosustav.

• Preostale količine insekticida u tlu, vodi i biljkama:

Nakon primjene piretroida, zaostale količine tvari mogu ostati u tlu, vodi i biljkama. To stvara rizik od onečišćenja ekosustava, posebno vodenih tijela, što može utjecati na žive organizme poput riba i vodenih biljaka.

• Fotostabilnost i razgradnja insekticida u prirodi:

Piretroidi imaju dobru fotostabilnost, što znači da se odupiru raspadanju sunčeve svjetlosti. To povećava njihovu aktivnost i trajanje djelovanja, ali također doprinosi nakupljanju kemikalija u okolišu.

• Biomagnifikacija i nakupljanje u lancima hrane:

Insekticidi se mogu akumulirati u životinjskim tijelima, što dovodi do biomagnifikacije - povećane koncentracije kemikalija na svakoj razini prehrambenog lanca. To može imati štetne učinke na životinje i ljude koji konzumiraju proizvode koji sadrže zaostale insekticide.

Problem otpora kod insekata na insekticide

• Uzroci otpora:

Otpor insekata nastaje zbog prirodne selekcije: pojedinci koji imaju mutacije koje omogućuju preživljavanje izloženosti insekticidima prenose ove osobine na svoje potomstvo. S vremenom takvi insekti postaju otporni na proizvode, smanjujući njihovu učinkovitost.

• Primjeri otpornih štetočina:

Kolorado krumpir, lisne uši i drugi insekti postali su otporni na piretroide nakon ponovljene uporabe tih proizvoda na istom području.

• Metode za sprječavanje otpora:

Da bi se spriječilo otpornost, preporučuje se okretanje insekticida s različitim mehanizmima djelovanja, uporabe kombiniranih proizvoda i prakse integrirane metode suzbijanja štetočina kao što su biološka kontrola i upotreba prirodnih neprijatelja.

Sigurnosne smjernice za upotrebu insekticida

• Priprema i doziranje rješenja:

Strogo slijedite navedene doze, jer višak insekticida može naštetiti biljkama i okolišu. Prije nanošenja važno je pravilno razrijediti insekticid u vodi i temeljito ga miješati.

• Upotreba zaštitne opreme pri rukovanju insekticidima:

Kada koristite piretroide, treba nositi zaštitnu opremu poput rukavica, maski i naočala. To štiti od kemijskog kontakta s kožom i dišnim sustavom.

• Preporuke za obradu biljaka:

Tretirajte biljke u večernjim satima ili rano jutro kada su temperature niže, a insekti su aktivniji. Izbjegavajte nanošenje tijekom kišnog vremena ili snažnih vjetrova kako biste spriječili da se insekticid ispire ili širi na druga područja.

• Usklađenost s razdobljima čekanja prije berbe:

Važno je pridržavati se razdoblja čekanja navedenih na ambalaži kako bi se spriječilo da zaostale kemikalije uđu u hranu.

Alternative kemijskim insekticidima

• Biološki insekticidi:

Upotreba entomofaga, poput grabežljivih grinja, kao i bakterijskih proizvoda poput Bacillus thuringiensis, predstavlja učinkovit način za kontrolu štetočina bez upotrebe kemikalija.

• Prirodni insekticidi:

Neem ulje, otopine češnjaka i infuzija duhana prirodne su metode koje mogu učinkovito odbiti insekte bez štete biljkama i okolišu.

• Feromonske zamke i druge mehaničke metode:

Feromoni i zamke za insekte pomažu u smanjenju populacije štetočina bez upotrebe kemikalija.

Primjeri popularnih proizvoda iz ove grupe

Rizici i mjere opreza

• Utjecaj na zdravlje ljudi i životinja:

Piretroidi mogu biti toksični za ljude i životinje ako se zloupotrebljavaju. Prilikom korištenja treba biti oprezan.

• Simptomi trovanja insekticidima:

Trovanje piretroidima očituje se kao glavobolja, mučnina, povraćanje i vrtoglavica. U slučaju trovanja treba potražiti neposrednu medicinsku pomoć.

• Prva pomoć za trovanje:

Isperite usta i oči, pozovite medicinsku pomoć i uzmite aktivni ugljen kako biste ubrzali uklanjanje toksina iz tijela.

Zaključak

Racionalna upotreba piretroida pomaže učinkovito kontrolirati štetočine, ali zahtijeva pažljivu pažnju na sigurnost. Slijedeći preporuke za doziranje i primjenu minimizira rizike i postiže maksimalnu učinkovitost.

Često postavljana pitanja (FAQ)

• Što su piretroidi?

Piretroidi su sintetički kemijski insekticidi razvijeni iz piretrina, prirodnog spoja izvađenog iz cvjetova krizantema. Ti se insekticidi aktivno koriste za borbu protiv širokog raspona insekata štetočina zbog velike toksičnosti na insekte i relativno nisku toksičnost na sisavce.

• Kako funkcioniraju piretroidi?

Piretroidi utječu na živčani sustav insekata ometajući normalno funkcioniranje neurona. Blokiraju natrijeve kanale na staničnim membranama, uzrokujući kontinuirano aktiviranje živčanih stanica, što dovodi do paralize i smrti insekata. To dovodi do brzog i učinkovitog uklanjanja štetočina.

• Kako se piretroidi razlikuju od ostalih insekticida?

Piretroidi su vrlo učinkoviti protiv insekata s relativno niskom toksičnošću na sisavce, uključujući ljude. Oni djeluju brzo i imaju relativno kratko trajanje djelovanja, što smanjuje rizik od nakupljanja ostataka u okolišu. Međutim, piretroidi mogu biti toksični za vodene organizme i neke korisne insekte.

• Koje su prednosti piretroida?

Piretroidi imaju nekoliko prednosti: djeluju brzo, učinkoviti su protiv mnogih vrsta insekata, imaju nisku toksičnost na ljude i životinje kada se pravilno koriste i relativno se raspadaju u okolini. To ih čini popularnima za upotrebu u poljoprivredi i vrtlarstvu.

• Koji su nedostaci piretroida?

Glavni nedostatak piretroida je taj što oni mogu uzrokovati otpor kod insekata kada se koriste više puta ili kontinuirano. Oni također mogu biti toksični za korisne insekte, poput pčela i drugih oprašivača, kao i za vodene ekosustave. Piretroidi su vrlo toksični za ribe i druge vodene organizama, što zahtijeva oprez kada se koriste u blizini vodenih tijela.

• Kako piretroidi utječu na ekosustav?

Piretroidi mogu utjecati na korisne insekte, poput pčela, bubamara i entomofaga (prirodni neprijatelji štetočina), ometajući ekosustav. Oni također mogu ući u vodena tijela i naštetiti vodenim ekosustavima ubijanjem ribe i drugih vodenih organizma. Da biste umanjili utjecaj na okoliš, važno je slijediti smjernice za upotrebu za piretroide.

• Koji su insekti najosjetljiviji na piretroide?

Pirethroidi su učinkoviti protiv mnogih vrsta insekata, uključujući mladeži, liste, grinje, mrave i poljoprivredne štetočine poput Kolorado krumpira. Koriste se za kontrolu štetočina i u poljoprivredi i u domaćim okruženjima.

• Kako se može spriječiti otpor na piretroide?

Da bi se spriječio otpor, važno je okretati insekticide s različitim načinima djelovanja, koristiti ih u kombinaciji s drugim kontrolnim metodama (npr. Biološkim insekticidima ili mehaničkim metodama) i slijedite preporuke za doziranje i frekvenciju primjene. Rotirajuće proizvode i pravilna upotreba smanjuju vjerojatnost otporne populacije štetočina.

• Kako se piretroidi trebaju sigurno koristiti?

Kada koristite piretroide, važno je slijediti preporuke za pakiranje i nositi zaštitnu odjeću (rukavice, naočale, masku) kako biste izbjegli kontakt s kožnim i respiratornim putovima. Također, izbjegavajte ih nanositi u jakim vjetrovima i kiši i pridržavajte se razdoblja čekanja prije nego što se učvrstite kako biste umanjili rizik od ostataka pesticida u proizvodima.

• Postoje li alternative piretroidima?

Da, postoje alternative piretroidima, kao što su organski insekticidi (neem ulje, infuzija češnjaka), metode biološke kontrole štetočina (entomofagi, bakterije i virusi) i mehaničke metode poput zamki i fizičkog uklanjanja štetočina. Ove metode mogu biti sigurnije za okoliš i zdravlje ljudi, ali mogu zahtijevati više napora i vremena za postizanje slične učinkovitosti.