Organofosporus insecticiden

Organofosforinsecticiden (OPI's) zijn een groep chemische stoffen die fosfor in hun moleculen bevatten, veel gebruikt voor het beschermen van planten tegen verschillende plagen. Deze insecticiden werken door essentiële enzymen in het lichaam van het insect te remmen, wat leidt tot verlamming en dood van het ongedierte. Ze hebben een aanzienlijke impact gehad op de landbouw en bieden effectieve bescherming tegen een breed scala aan insecten.

Doelen en belang in de landbouw en tuinbouw

Het primaire doel van het gebruik van organofosforinsecticiden is het verhogen van de landbouwproductiviteit door planten te beschermen tegen ongedierte zoals insecten, mijten en andere parasieten. In tuinbouw en tuinieren worden ze gebruikt om gewassen zoals fruit, groenten en sierplanten te beschermen. Deze insecticiden verminderen aanzienlijk schade door insectenplagen, wat leidt tot betere kwaliteit en grotere gewasopbrengsten.

Relevantie van het onderwerp

De studie en het juiste gebruik van organofosforinsecticiden is een relevant onderwerp, omdat het effectieve en veilige gebruik van deze producten zorgvuldige aandacht vereist. Onjuist gebruik of overtoepassing kan leiden tot weerstand in insecten, evenals een negatieve invloed op het milieu en de menselijke gezondheid. Bewustzijn van organofosforinsecticiden is belangrijk voor het minimaliseren van risico's en het waarborgen van de duurzaamheid van de landbouw.

De geschiedenis van organofosfor-insecticiden (OPI's)

Organofosfor-insecticiden (OPI's) spelen een sleutelrol in ongediertebestrijding en vormen een belangrijk onderdeel van de landbouw en bosbouw. Hun geschiedenis begon in de eerste helft van de 20e eeuw toen wetenschappers de organofosforverbindingen begonnen te verkennen, met als doel effectievere en langdurige plantenbeschermingsmiddelen te creëren.

1. Vroeg onderzoek en ontdekkingen

De eerste golf van interesse in organofosforverbindingen vond plaats in de jaren 1930 toen wetenschappers fosfor-bevattende chemicaliën begonnen te verkennen als potentiële middelen om insectenplagen te vernietigen. Aanvankelijke experimenten met organofosforverbindingen waren gericht op het ontwikkelen van veiligere alternatieven voor organochloorinsecticiden, zoals DDT. Op dat moment vertoonden fosforbevattende chemicaliën een hoge toxiciteit voor insecten, waardoor ze potentieel effectieve beschermingsmiddelen zijn.

2. De eerste commercieel succesvolle organofosfor-insecticiden

In de jaren veertig, te midden van de Tweede Wereldoorlog, trokken organofosforverbindingen de aandacht van het leger als chemische middelen voor het bestrijden van ongedierte, inclusief insecten. Na de oorlog begon commercieel onderzoek op basis van militaire ontwikkelingen, gericht op het toepassen van organofosforinsecticiden in de landbouw. In 1947 verscheen het eerste commerciële organofosfor-insecticide - malathion - en werd hij snel populair vanwege de hoge effectiviteit tegen een breed scala aan insecten. Het werd gebruikt in de landbouw en om de menselijke gezondheid te beschermen tegen door insecten overgedragen ziekten.

3. Ontwikkeling en gebruik

Sinds de vroege jaren 1950 werden organofosforinsecticiden op grote schaal gebruikt in de landbouw. Ze zorgden voor een hogere toxiciteit voor insecten dan veel eerder gebruikte organochloorverbindingen, zoals DDT. Opis werd populair in de strijd tegen ongedierte, zoals insectenplagen op verschillende gewassen, waaronder katoen, tabak, groenten en fruit. Enkele van de meest bekende verbindingen in deze groep zijn parathion, diazinon en chloorpyrifos.

4. Veiligheids- en ecologische problemen

Hoewel organofosforinsecticiden effectief waren, leidde hun gebruik tot nieuwe ecologische en toxicologische problemen. Deze verbindingen vertoonden een hoge toxiciteit, niet alleen aan insecten, maar ook aan andere organismen, waaronder nuttige insecten zoals bijen en dieren. De hoge volatiliteit en het vermogen van organofosfor-insecticiden om zich op te hopen in ecosystemen, vervuilende bodem- en waterlichamen, werden belangrijke problemen. Als gevolg hiervan werden veel van deze verbindingen onderworpen aan beperkingen en verboden in bepaalde landen vanaf het einde van de jaren zeventig.

5. Moderne benaderingen en uitdagingen

Tegenwoordig blijven organofosfor-insecticiden op grote schaal gebruikt; Hun toepassing is echter beperkt vanwege milieu- en veiligheidsproblemen. Kwesties met insectenweerstand, resistentie tegen organofosforinsecticiden en hun afnemende effectiviteit zijn grote zorgen geworden in moderne plantenbescherming. Om de ontwikkeling van resistentie te voorkomen, ontwikkelen wetenschappers actief nieuwe verbindingen en methoden, waarbij organofosforinsecticiden worden gecombineerd met biologische en mechanische ongediertebestrijdingsmethoden.

De geschiedenis van organofosforinsecticiden is dus een reis van revolutionaire ontdekkingen en succesvolle toepassingen naar de erkenning van hun ecologische en toxicologische problemen, wat leidde tot de zoektocht naar veiliger en duurzamere methoden voor plantenbescherming.

Classificatie

Organofosforinsecticiden zijn verdeeld in verschillende groepen op basis van chemische structuur, werkingsmechanisme en impact op insecten. Deze omvatten:

1. Organofosfaten - de meest voorkomende groep organofosforinsecticiden, inclusief stoffen zoals malathion, parathion en diazinon. Ze werken door de activiteit van acetylcholinesterase te remmen, waardoor de overdracht van zenuwimpulsen in insecten wordt verstoord.
2. Fosfo-organische esters-chemicaliën waarbij fosfor wordt gebonden aan koolstof via een esterverbinding, zoals triexpen en pyraclofeen.
3. Nieuwe klassen van organofosforverbindingen - synthetische verbindingen, zoals isopropylaminezouten en piperazines, met specifieke werkingsmechanismen en hoge weerstand tegen externe omstandigheden.

1. Door chemische structuur

Organofosforinsecticiden kunnen worden geclassificeerd door de structuur van hun moleculen, die hun fysicochemische eigenschappen en activiteit bepaalt tegen verschillende soorten insecten.

• Alifatische organofosfor insecticiden: deze chemische verbindingen bevatten koolstofketens in hun structuur. Een voorbeeld is malathion (een van de eerste producten die organofosforverbindingen gebruiken om planten te beschermen).
• Aromatische organofosforinsecticiden: deze insecticiden hebben een aromatische ring die fosforatomen bevat. Een voorbeeld is trimethaphos.
• Gechloreerde organofosforinsecticiden: in deze producten is fosfor verbonden met chlooratomen. Een voorbeeld is chloorpyrifos, een populair insecticide gebaseerd op organofosforverbindingen.

2. Door werkingsmechanisme

Het primaire werkingsmechanisme van organofosforinsecticiden omvat het remt van het remmen van het enzymacetylcholinesterase, het verstoren van de normale zenuwtransmissie en het veroorzaken van verlamming van insecten. Afhankelijk van hoe ze het zenuwstelsel beïnvloeden, kunnen organofosfor-insecticiden als volgt worden geclassificeerd:

• Insecticiden die acetylcholinesterase remmen: deze stoffen blokkeren de activiteit van acetylcholinesterase, wat leidt tot de accumulatie van acetylcholine in zenuwsynapsen en verstoring van de zenuwimpulsoverdracht. Voorbeelden: Malathion, Metamidophos, Chlorpyrifos.
• Insecticiden die andere enzymen beïnvloeden: sommige organofosforverbindingen beïnvloeden andere enzymen die betrokken zijn bij zenuwtransmissie. Voorbeelden: Dimethoate, Phosphamidon.

3. Door duur van actie

Organofosfor-insecticiden kunnen variëren in hun werkingsduur, die de frequentie van plantenbehandelingen en economische efficiëntie beïnvloedt.

• Langwerkende insecticiden: deze producten hebben een blijvend effect en kunnen de plaagpopulaties gedurende enkele weken of maanden regelen. Voorbeeld: chloorpyrifos.
• Kortwerkende insecticiden: deze producten werken snel, maar hun effect verslijt snel en vereist herhaalde behandelingen. Voorbeeld: malathion.

4. Per aanvraaggebied

Organofosfor-insecticiden kunnen worden geclassificeerd op basis van hun toepassingsgebied:

• Landbouwinsecticiden: deze producten worden gebruikt om landbouwgewassen te beschermen tegen insectenplagen. Voorbeeld: chloorpyrifos, malathion.
• Insecticiden voor bescherming van de volksgezondheid: deze producten worden gebruikt om ziektevectoren te elimineren, zoals muggen en kakkerlakken. Voorbeeld: metamidophos, malathion.
• Huishoudelijke insecticiden: deze producten worden gebruikt om huishoudelijke plagen te elimineren. Voorbeeld: dimethoate.

5. Door toxiciteit

Organofosfor-insecticiden kunnen door hun toxiciteitsniveau worden geclassificeerd met mensen, dieren en de omgeving:

• Zeer giftige producten: deze insecticiden zijn zeer giftig en kunnen vergiftiging veroorzaken bij mensen en dieren. Voorbeelden: Metamidophos, Parathion.
• Matig giftige producten: deze producten hebben een matige toxiciteit, waardoor ze minder gevaarlijk zijn, maar toch voorzichtig zijn bij gebruik. Voorbeeld: malathion.
• Producten met lage toxiciteit: deze producten hebben een relatief lage toxiciteit voor mensen en dieren, maar ze zijn nog steeds effectief tegen insecten. Voorbeeld: dimethoate.

6. Per type effect

Organofosfor-insecticiden kunnen als contact of systemisch werken:

• Neem contact op met insecticiden: deze producten werken wanneer ze in contact komen met een insect. Ze dringen snel door het lichaam van de insect door de buitenste bedekking. Voorbeeld: malathion.
• Systemische insecticiden: deze producten dringen door de planten en verspreiden zich eroverheen, waardoor ze ongedierte kunnen beïnvloeden die zich voeden met het sap van de plant. Voorbeeld: fosfamidon.

7. Door de toepassingsmethode

Organofosfor-insecticiden kunnen worden geclassificeerd door de methode van hun toepassing:

• Sprayproducten: deze insecticiden worden toegepast op planten in de vorm van oplossingen of emulsies. Voorbeeld: chloorpyrifos.
• Bodemproducten: deze insecticiden worden op de bodem aangebracht voordat ze worden geplant of tijdens plantengroei. Voorbeeld: metamidophos.

Werkingsmechanisme

Hoe insecticiden het zenuwstelsel van het insecten beïnvloeden

Organofosfor insecticiden blokkeren de activiteit van acetylcholinesterase, een enzym dat normaal de neurotransmitter acetylcholine in synapsen van zenuwcellen afbreekt. Dit resulteert in de accumulatie van acetylcholine, die constante stimulatie van zenuwcellen veroorzaakt, wat leidt tot verlamming van het insect. In sommige gevallen kunnen deze insecticiden ook natriumkanalen in cellen beïnvloeden, waardoor het functioneren van het normale zenuwstelsel wordt verstoord.

Effect op het insectenmetabolisme

Organofosforinsecticiden kunnen ook enzymen beïnvloeden die betrokken zijn bij het metabolisme van insecten. Dit omvat remming van het antioxiderende activiteitensysteem, wat leidt tot cel- en weefselschade. Verstoring van het metabolisme kan ertoe leiden dat het insect sterft door vergiftiging door metabole bijproducten.

Voorbeelden van werkingsmechanismen van werking

• Acetylcholinesteraseremming: de meeste organofosforinsecticiden werken door te binden aan acetylcholinesterase, zijn activiteit te blokkeren en neuro-transmissie te verstoren.
• Effect op natriumkanalen: sommige organofosforinsecticiden werken op membraan-natriumkanalen, waardoor hun abnormale activering wordt veroorzaakt en resulteert in insectenverlamming.

Voorbeelden van producten in deze groep

Voor- en nadelen

Producten zoals Malathion, Parathion en Diazinon zijn zeer effectief tegen een breed scala aan insecten. Ze doden snel ongedierte en hebben een breed spectrum van activiteit. Ze hebben echter ook nadelen, zoals hoge toxiciteit voor nuttige insecten (bijv. Bijen) en dieren, evenals hoge volatiliteit en weerstand tegen afbraak in het milieu, wat kan leiden tot bodem- en waterverontreiniging.

Voorbeelden van producten

• Malathion: gebruikt om groenten, fruit en gewassen in de tuinbouw en de landbouw te beschermen. Effectief tegen bladluizen, trips en ander ongedierte.
• Parathion: gebruikt in de landbouw om te beschermen tegen een breed scala aan ongedierte zoals vliegen en kevers.
• Diazinon: Effectief tegen veel bodemplagen en schadelijke insecten zoals larven, trips en anderen.

Milieu-impact

• Impact op nuttige insecten

Organofosfor-insecticiden kunnen giftig zijn voor gunstige insecten zoals bijen en lieveheersbeestjes. Bijen, die een belangrijke rol spelen bij de bestuiving, kunnen sterven bij contact met het insecticide, dat de balans van het ecosysteem verstoort en de gewasopbrengsten vermindert.

• Resterende pesticideniveaus in bodem, water en planten

Sommige organofosfor-insecticiden kunnen lange periodes in bodem, water en planten blijven. Dit kan leiden tot milieuverontreiniging en de accumulatie van giftige stoffen in voedselketens.

• Fotostabiliteit en afbraak van insecticiden in de natuur

Organofosfor-insecticiden hebben een variërende fotostabiliteit, die hun afbraak in de natuur beïnvloedt. Sommige stoffen breken snel af onder zonlicht, terwijl andere in de omgeving aanhouden en ecosystemen kunnen besmetten.

• Biomagnificatie en accumulatie in voedselketens

Organofosfor-insecticiden kunnen zich ophopen in de weefsels van planten en dieren, wat leidt tot biomagnificatie in voedselketens. Dit kan leiden tot de accumulatie van giftige stoffen in de lichamen van mensen en dieren die besmette producten consumeren.

Het probleem van insectenweerstand tegen insecticiden

Oorzaken van weerstand

Insecten kunnen resistentie ontwikkelen tegen organofosforinsecticiden door genetische veranderingen waarmee ze kunnen overleven na blootstelling aan het insecticide. Dit kan het gevolg zijn van mutaties die het vermogen van de insecten vergroten om giftige stoffen te metaboliseren of uit te scheiden.

Voorbeelden van resistent ongedierte

• Colorado Potato Beetle: met de ontwikkeling van resistentie tegen verschillende insecticiden, waaronder organofosforproducten, is de Colorado-aardappelkever in sommige regio's moeilijk te controleren geworden.
• Bladliefhebbers: in sommige gevallen hebben bladluizen resistentie ontwikkeld tegen organofosforinsecticiden, waardoor ze beter bestand zijn tegen behandelingen.

Methoden om weerstand te voorkomen

Om weerstand te voorkomen, is het belangrijk om insecticiden te roteren met verschillende werkingswijzen, gecombineerde behandelingen te gebruiken en biologische en mechanische ongediertebestrijdingsmethoden toe te passen.

Veilig gebruik van insecticiden

• Oplossingen en doseringen voorbereiden

Bij het gebruik van organofosfor-insecticiden is het belangrijk om de instructies over de verpakking met betrekking tot doseringen strikt te volgen. Overmatig gebruik kan leiden tot milieuverontreiniging en weerstand bij ongedierte.

• Beschermende apparatuur gebruiken

Beschermende apparatuur zoals handschoenen, maskers en bril moeten worden gedragen om contact met de insecticiden op de huid en ademhalingssysteem te voorkomen.

• Aanbevelingen voor plantenbehandeling

De behandeling moet worden uitgevoerd in de vroege ochtend of avond om te voorkomen dat bijen en andere nuttige insecten worden beïnvloed. Weersomstandigheden zoals afwezigheid van regen en lichte winden moeten in aanmerking worden genomen om de effectiviteit van de behandeling te verbeteren.

• Wachtperioden voor het oogsten

Na het toepassen van insecticiden is het belangrijk om wachtperioden te observeren voor het oogsten om het risico op residuen van pesticiden in gewassen te minimaliseren.

Alternatieven voor chemische insecticiden

• Biologische insecticiden

Het gebruik van natuurlijke vijanden van ongedierte, zoals entomofagen (roofzuchtige insecten), kan een effectief alternatief zijn voor chemische insecticiden.

• Natuurlijke insecticiden

Er zijn veel natuurlijke insecticiden, zoals neemolie, knoflookinfusies en tabaksoplossingen, die milieuvriendelijk en veilig zijn voor mensen.

• Feromoonvallen en andere mechanische methoden

Feromoonvallen kunnen ongedierte aantrekken en vangen, waardoor de behoefte aan chemische behandelingen wordt geminimaliseerd.

Voorbeelden van de meest populaire insecticiden in deze groep

Risico's en voorzorgsmaatregelen

• Impact op de gezondheid van mens en dier

Organofosfor-insecticiden kunnen giftig zijn voor mensen en dieren, vooral met langdurig contact of onjuist gebruik.

• Symptomen van insecticidevergiftiging

Vergiftiging kan zich manifesteren als hoofdpijn, misselijkheid, braken, zwakte en in ernstige gevallen, epileptische aanvallen en bewustzijnsverlies.

• Eerste hulp voor vergiftiging

Als vergiftiging optreedt, verwijdert u de persoon of het dier onmiddellijk uit het gebied, spoel de ogen en de huid en zoek medische hulp.

Conclusie

Organofosfor-insecticiden zijn een effectief middel om planten tegen ongedierte te beschermen. Het gebruik ervan vereist echter voorzichtigheid en naleving van veiligheidsrichtlijnen om negatieve effecten op de menselijke gezondheid en het milieu te minimaliseren.

• Herinnering aan veiligheidsmaatregelen

Volgende instructies, het gebruik van beschermende apparatuur en het observeren van wachttijden vóór het oogsten zijn belangrijke maatregelen voor het veilige gebruik van insecticiden.

• Roep op voor het gebruik van veiliger en meer milieuvriendelijke methoden voor ongediertebestrijding

Het is belangrijk om actief te zoeken en veiligere en milieuvriendelijke methoden voor ongediertebestrijding, zoals biologische controle en het gebruik van natuurlijke insecticiden te zoeken en te implementeren.

Veelgestelde vragen (FAQ)

Wat zijn organofosfor-insecticiden?
Organofosforinsecticiden zijn een groep chemische stoffen die fosfor bevatten, gebruikt om insectenplagen te doden. Ze werken door de activiteit van het enzymacetylcholinesterase te remmen, waardoor de normale overdracht van zenuwimpulsen in insecten wordt verstoord.

Hoe beïnvloeden organofosfor-insecticiden insecten?
Organofosforinsecticiden beïnvloeden het insect zenuwstelsel door acetylcholinesterase te remmen, het enzym dat de neurotransmitter acetylcholine afbreekt. Dit zorgt ervoor dat acetylcholine zich ophoopt in synapsen, wat leidt tot continue stimulatie van zenuwcellen, verlamming en dood van het insect.

Welke insecticiden zijn er in de organofosfor-groep?
Deze groep omvat producten zoals malathion, parathion, diazinon en chloorpyrifos. Deze stoffen zijn effectief tegen verschillende plagen, waaronder insecten, mijten en larven.

Wat zijn de voordelen van organofosfor-insecticiden?
Organofosfor-insecticiden hebben een hoge toxiciteit voor insecten, waardoor ze effectief zijn tegen een breed scala aan ongedierte. Ze handelen snel, waardoor een snelle eliminatie van bedreigingen voor agrarische gewassen mogelijk is.

Wat zijn de nadelen van organofosfor insecticiden?
Nadelen omvatten toxiciteit voor gunstige insecten (bijv. Bijen), dieren en mensen als ze niet correct worden toegepast. Ze kunnen ook blijven bestaan ​​in het milieu, besmettende grond en water, wat ecologische risico's verhoogt.

Hoe beïnvloeden organofosfor-insecticiden de omgeving?
Organofosfor-insecticiden kunnen zich ophopen in bodem en water, wat leidt tot ecosysteemverontreiniging. Ze zijn ook giftig voor gunstige insecten, zoals bijen en roofzuchtige insecten, die het ecosysteem verstoren en de biodiversiteit verminderen.

Wat is biomagnificatie in de context van organofosfor insecticiden?
Biomagnificatie is het proces van het verzamelen van toxische stoffen, zoals organofosforinsecticiden, in voedselketens. Deze stoffen kunnen zich ophopen in de weefsels van dieren en planten, waardoor hun concentratie wordt vergroot naarmate ze de voedselketen omhoog bewegen.

Hoe kan weerstand van insecten tegen organofosfor-insecticiden worden voorkomen?
Om weerstand te voorkomen, wordt het aanbevolen om producten te roteren met verschillende werkingswijzen, gecombineerde behandelingen te gebruiken en de aanbevolen doseringen en applicatie-intervallen te volgen om te voorkomen dat voorwaarden voor de ontwikkeling van weerstand bij ongedierte worden gecreëerd.

Welke veiligheidsmaatregelen moeten worden gevolgd bij het gebruik van organofosfor-insecticiden?
Bij het werken met organofosfor-insecticiden moeten beschermende apparatuur (handschoenen, maskers, bril) worden gebruikt, moeten doseringen worden gevolgd, moeten er tijdens de aanbevolen tijden worden aangebracht, en moeten de oogstintervallen worden waargenomen om de residuenspiegels in gewassen te minimaliseren.

Wat zijn de alternatieven voor organofosfor insecticiden?
Alternatieven omvatten biologische insecticiden (entomofagen, bacteriën en schimmels), natuurlijke insecticiden (bijvoorbeeld neemolie, knoflookinfusies) en mechanische methoden zoals feromoonvallen en organische pesticiden, die minder giftig zijn voor het milieu en nuttige organismen.