Organophosphorus Insecticides

Insektisida Organophosphorus (OPIS) adalah sekumpulan bahan kimia yang mengandungi fosforus dalam molekul mereka, digunakan secara meluas untuk melindungi tumbuhan dari pelbagai perosak. Insektisida ini berfungsi dengan menghalang enzim penting dalam badan serangga, yang membawa kepada kelumpuhan dan kematian perosak. Mereka mempunyai kesan yang signifikan terhadap pertanian, memberikan perlindungan yang berkesan terhadap pelbagai serangga.

Matlamat dan kepentingan dalam pertanian dan hortikultur

Matlamat utama menggunakan insektisida organophosphorus adalah untuk meningkatkan produktiviti pertanian dengan melindungi tumbuhan dari perosak seperti serangga, hama, dan parasit lain. Dalam hortikultur dan berkebun, mereka digunakan untuk melindungi tanaman seperti buah-buahan, sayur-sayuran, dan tumbuhan hiasan. Insektisida ini dengan ketara mengurangkan kerosakan daripada perosak serangga, yang membawa kepada kualiti yang lebih baik dan hasil tanaman yang lebih besar.

Kaitan topik

Kajian dan penggunaan insektisida organophosphorus yang betul adalah topik yang relevan, kerana penggunaan produk yang berkesan dan selamat memerlukan perhatian yang teliti. Penggunaan atau permohonan yang tidak betul boleh menyebabkan ketahanan dalam serangga, serta memberi kesan negatif terhadap alam sekitar dan kesihatan manusia. Kesedaran insektisida organophosphorus adalah penting untuk meminimumkan risiko dan memastikan kelestarian pertanian.

Sejarah Insektisida Organophosphorus (OPIS)

Insektisida Organophosphorus (OPIS) memainkan peranan utama dalam kawalan perosak dan merupakan bahagian penting dalam pertanian dan perhutanan. Sejarah mereka bermula pada separuh pertama abad ke-20 apabila saintis mula meneroka sebatian organophosphorus, yang bertujuan untuk mewujudkan ejen perlindungan tumbuhan yang lebih berkesan dan tahan lama.

1. Penyelidikan dan penemuan awal

Gelombang minat pertama dalam sebatian organophosphorus berlaku pada tahun 1930-an apabila saintis mula meneroka bahan kimia yang mengandungi fosforus sebagai cara yang berpotensi untuk memusnahkan perosak serangga. Eksperimen awal dengan sebatian organophosphorus difokuskan pada pembangunan alternatif yang lebih selamat kepada insektisida organoklorin, seperti DDT. Pada masa itu, bahan kimia yang mengandungi fosforus menunjukkan ketoksikan yang tinggi terhadap serangga, menjadikannya agen perlindungan yang berpotensi berkesan.

2. Insektisides Organophosphorus yang berjaya secara komersil

Pada tahun 1940-an, di tengah-tengah Perang Dunia II, sebatian organophosphorus menarik perhatian tentera sebagai agen kimia untuk memerangi perosak, termasuk serangga. Selepas perang, penyelidikan komersil berdasarkan perkembangan ketenteraan bermula, yang bertujuan untuk menerapkan insektisida organophosphorus dalam bidang pertanian. Pada tahun 1947, insektisida organophosphorus komersial pertama - Malathion - muncul, dengan cepat menjadi popular kerana keberkesanannya yang tinggi terhadap pelbagai serangga. Ia digunakan dalam bidang pertanian dan untuk melindungi kesihatan manusia dari penyakit bawaan serangga.

3. Pembangunan dan Penggunaan

Sejak awal tahun 1950-an, insektisida organophosphorus digunakan secara meluas dalam pertanian. Mereka memberikan ketoksikan yang lebih tinggi kepada serangga daripada sebatian organoklorin yang digunakan sebelum ini, seperti DDT. Opis menjadi popular dalam memerangi perosak, seperti perosak serangga di pelbagai tanaman, termasuk kapas, tembakau, sayur-sayuran, dan buah-buahan. Beberapa sebatian yang paling terkenal dalam kumpulan ini termasuk parathion, diazinon, dan chlorpyrifos.

4. Masalah Keselamatan dan Ekologi

Walaupun insektisides organophosphorus berkesan, penggunaannya membawa kepada masalah ekologi dan toksikologi baru. Sebatian ini mempamerkan ketoksikan yang tinggi bukan sahaja kepada serangga tetapi juga kepada organisma lain, termasuk serangga yang bermanfaat seperti lebah dan haiwan. Volatiliti yang tinggi dan keupayaan insektisida organofosforus untuk mengumpul ekosistem, mencemarkan badan tanah dan air, menjadi isu penting. Akibatnya, banyak sebatian ini tertakluk kepada sekatan dan larangan di negara-negara tertentu bermula pada akhir 1970-an.

5. Pendekatan dan cabaran moden

Hari ini, insektisides organophosphorus tetap digunakan secara meluas; Walau bagaimanapun, permohonan mereka terhad disebabkan oleh kebimbangan alam sekitar dan keselamatan. Isu-isu dengan rintangan serangga, ketahanan terhadap insektisida organophosphorus, dan keberkesanan penurunannya telah menjadi kebimbangan utama dalam perlindungan tumbuhan moden. Untuk mengelakkan perkembangan rintangan, saintis secara aktif membangunkan sebatian dan kaedah baru, menggabungkan insektisida organophosphorus dengan kaedah kawalan perosak biologi dan mekanikal.

Oleh itu, sejarah insektisida organophosphorus adalah perjalanan dari penemuan revolusioner dan aplikasi yang berjaya untuk pengiktirafan masalah ekologi dan toksikologi mereka, yang membawa kepada pencarian kaedah perlindungan tumbuhan yang lebih selamat dan lebih mampan.

Klasifikasi

Insektisida organophosphorus dibahagikan kepada beberapa kumpulan berdasarkan struktur kimia, mekanisme tindakan, dan kesan terhadap serangga. Ini termasuk:

1. Organophosphates - kumpulan insektisida organofosforus yang paling biasa, termasuk bahan seperti malathion, parathion, dan diazinon. Mereka bekerja dengan menghalang aktiviti acetylcholinesterase, mengganggu penghantaran impuls saraf dalam serangga.
2. Esters fosfo-organik-bahan kimia di mana fosforus terikat kepada karbon melalui pautan ester, seperti triexpen dan pyraclophene.
3. Kelas baru sebatian organophosphorus - sebatian sintetik, seperti garam isopropylamine dan piperazines, dengan mekanisme tindakan tertentu dan rintangan yang tinggi terhadap keadaan luaran.

1. Dengan struktur kimia

Insektisida organophosphorus boleh diklasifikasikan oleh struktur molekul mereka, yang menentukan sifat dan aktiviti fizikokimia mereka terhadap spesies serangga yang berlainan.

• Insektisida organofosforus alifatik: Sebatian kimia ini mengandungi rantai karbon dalam struktur mereka. Contohnya ialah Malathion (salah satu produk pertama yang menggunakan sebatian organophosphorus untuk melindungi tumbuhan).
• Insektisida organophosphorus aromatik: Insektisida ini mempunyai cincin aromatik yang mengandungi atom fosforus. Contohnya ialah Trimethaphos.
• Insektisida Organophosphorus Chlorinated: Dalam produk ini, fosforus disambungkan ke atom klorin. Contohnya ialah chlorpyrifos, yang merupakan insektisida yang popular berdasarkan sebatian organophosphorus.

2. Dengan mekanisme tindakan

Mekanisme utama tindakan insektisides organophosphorus melibatkan menghalang enzim acetylcholinesterase, mengganggu penghantaran saraf normal dan menyebabkan lumpuh serangga. Bergantung pada bagaimana ia mempengaruhi sistem saraf, insektisida organophosphorus boleh diklasifikasikan seperti berikut:

• Insektisida yang menghalang acetylcholinesterase: bahan-bahan ini menghalang aktiviti acetylcholinesterase, yang membawa kepada pengumpulan asetilkolin dalam sinapsis saraf dan gangguan penghantaran saraf saraf. Contoh: Malathion, Metamidophos, Chlorpyrifos.
• Insektisida yang mempengaruhi enzim lain: Sesetengah sebatian organophosphorus mempengaruhi enzim lain yang terlibat dalam penghantaran saraf. Contoh: Dimethoate, Phosphamidon.

3. Dengan tempoh tindakan

Insektisida organophosphorus boleh berbeza-beza dalam tempoh tindakan mereka, yang mempengaruhi kekerapan rawatan tumbuhan dan kecekapan ekonomi.

• Insektisida bertindak panjang: Produk ini mempunyai kesan yang berkekalan dan dapat mengawal populasi perosak selama beberapa minggu atau bulan. Contoh: Chlorpyrifos.
• Insektisida bertindak pendek: Produk ini bertindak dengan cepat, tetapi kesannya memakai dengan cepat, memerlukan rawatan berulang. Contoh: Malathion.

4. Dengan kawasan permohonan

Insektisida Organophosphorus boleh diklasifikasikan berdasarkan kawasan aplikasi mereka:

• Insektisida Pertanian: Produk ini digunakan untuk melindungi tanaman pertanian dari perosak serangga. Contoh: Chlorpyrifos, Malathion.
• Insektisida untuk Perlindungan Kesihatan Awam: Produk ini digunakan untuk menghapuskan vektor penyakit, seperti nyamuk dan lipas. Contoh: Metamidophos, Malathion.
• Insektisida isi rumah: Produk ini digunakan untuk menghapuskan perosak isi rumah. Contoh: Dimethoate.

5. Dengan ketoksikan

Insektisida Organophosphorus boleh diklasifikasikan oleh tahap ketoksikan mereka kepada manusia, haiwan, dan alam sekitar:

• Produk yang sangat toksik: Insektisida ini sangat toksik dan boleh menyebabkan keracunan pada manusia dan haiwan. Contoh: Metamidophos, parathion.
• Produk yang sederhana toksik: Produk ini mempunyai ketoksikan yang sederhana, menjadikannya kurang berbahaya tetapi masih memerlukan berhati-hati apabila digunakan. Contoh: Malathion.
• Produk Toksis Rendah: Produk ini mempunyai ketoksikan yang agak rendah untuk manusia dan haiwan, tetapi mereka masih berkesan terhadap serangga. Contoh: Dimethoate.

6. Dengan jenis kesan

Insektisida Organophosphorus boleh bertindak sama ada sebagai hubungan atau sistemik:

• Hubungi Insektisida: Produk ini bertindak apabila mereka bersentuhan dengan serangga. Mereka dengan cepat menembusi badan serangga melalui penutup luarnya. Contoh: Malathion.
• Insektisida Sistemik: Produk ini menembusi tumbuh-tumbuhan dan tersebar di seluruh mereka, membolehkan mereka mempengaruhi perosak yang memakan sap tumbuhan. Contoh: Phosphamidon.

7. Dengan kaedah aplikasi

Insektisida Organophosphorus boleh diklasifikasikan dengan kaedah permohonan mereka:

• Produk semburan: Insektisida ini digunakan untuk tumbuh-tumbuhan dalam bentuk penyelesaian atau emulsi. Contoh: Chlorpyrifos.
• Produk tanah: Insektisida ini digunakan untuk tanah sebelum menanam atau semasa pertumbuhan tumbuhan. Contoh: Metamidophos.

Mekanisme tindakan

Bagaimana racun serangga mempengaruhi sistem saraf serangga

Insektisida organophosphorus menghalang aktiviti acetylcholinesterase, enzim yang biasanya memecah acetylcholine neurotransmitter dalam sinapsis sel saraf. Ini mengakibatkan pengumpulan acetylcholine, yang menyebabkan rangsangan sel saraf yang berterusan, yang membawa kepada lumpuh serangga. Dalam sesetengah kes, insektisida ini juga boleh menjejaskan saluran natrium dalam sel, mengganggu fungsi sistem saraf normal.

Kesan pada metabolisme serangga

Insektisida organophosphorus juga boleh menjejaskan enzim yang terlibat dalam metabolisme serangga. Ini termasuk perencatan sistem aktiviti antioksidan, yang membawa kepada kerosakan sel dan tisu. Gangguan metabolisme boleh menyebabkan serangga mati akibat keracunan oleh produk sampingan metabolik.

Contoh mekanisme tindakan molekul

• Perencatan acetylcholinesterase: Kebanyakan insektisides organofosforus berfungsi dengan mengikat acetylcholinesterase, menyekat aktivitinya, dan mengganggu penghantaran neuro.
• Kesan pada saluran natrium: Sesetengah insektisida organophosphorus bertindak pada saluran natrium membran, menyebabkan pengaktifan yang tidak normal dan mengakibatkan lumpuh serangga.

Contoh produk dalam kumpulan ini

Kelebihan dan Kekurangan

Produk seperti Malathion, Parathion, dan Diazinon sangat berkesan terhadap pelbagai serangga. Mereka dengan cepat membunuh perosak dan mempunyai spektrum aktiviti yang luas. Walau bagaimanapun, mereka juga mempunyai kelemahan, seperti ketoksikan yang tinggi terhadap serangga yang bermanfaat (mis., Lebah) dan haiwan, serta volatiliti yang tinggi dan penentangan terhadap kemerosotan di alam sekitar, yang boleh menyebabkan pencemaran tanah dan air.

Contoh produk

• Malathion: Digunakan untuk melindungi sayur-sayuran, buah-buahan, dan tanaman dalam hortikultur dan pertanian. Berkesan terhadap aphids, thrips, dan perosak lain.
• Parathion: Digunakan dalam pertanian untuk melindungi daripada pelbagai jenis perosak seperti lalat dan kumbang.
• Diazinon: Berkesan terhadap banyak perosak tanah dan serangga berbahaya seperti larva, thrips, dan lain-lain.

Kesan alam sekitar

• Kesan terhadap serangga yang bermanfaat

Insektisida organophosphorus boleh menjadi toksik kepada serangga yang bermanfaat seperti lebah dan ladybugs. Lebah, yang memainkan peranan penting dalam pendebungaan, boleh mati apabila bersentuhan dengan insektisida, yang mengganggu keseimbangan ekosistem dan mengurangkan hasil tanaman.

• Tahap racun perosak sisa di tanah, air, dan tumbuh-tumbuhan

Sesetengah insektisida organophosphorus boleh kekal di dalam tanah, air, dan tumbuh-tumbuhan untuk jangka masa yang panjang. Ini boleh membawa kepada pencemaran alam sekitar dan pengumpulan bahan toksik dalam rantaian makanan.

• Fotostabiliti dan kemerosotan insektisida

Insektisida organophosphorus mempunyai pelbagai fotostabiliti, yang mempengaruhi kemusnahan mereka. Sesetengah bahan pecah dengan cepat di bawah cahaya matahari, sementara yang lain berterusan di alam sekitar dan boleh mencemarkan ekosistem.

• Biomagnifikasi dan pengumpulan dalam rantai makanan

Insektisida organophosphorus boleh berkumpul di dalam tisu tumbuhan dan haiwan, yang membawa kepada biomagnifikasi dalam rantai makanan. Ini boleh mengakibatkan pengumpulan bahan toksik dalam badan manusia dan haiwan yang memakan produk yang tercemar.

Masalah rintangan serangga terhadap insektisida

Punca rintangan

Serangga boleh membangunkan rintangan kepada insektisides organophosphorus melalui perubahan genetik yang membolehkan mereka bertahan selepas pendedahan kepada insektisida. Ini boleh menyebabkan mutasi yang meningkatkan keupayaan serangga untuk memetabolisme atau mengeluarkan bahan toksik.

Contoh perosak tahan

• Colorado Potato Beetle: Dengan perkembangan rintangan kepada pelbagai insektisida, termasuk produk organophosphorus, kumbang kentang Colorado menjadi sukar untuk dikawal di sesetengah kawasan.
• Aphids: Dalam sesetengah kes, aphids telah membangunkan rintangan kepada insektisida organophosphorus, menjadikannya lebih tahan terhadap rawatan.

Kaedah untuk mencegah rintangan

Untuk mengelakkan rintangan, adalah penting untuk memutar insektisida dengan mod tindakan yang berbeza, menggunakan rawatan gabungan, dan menggunakan kaedah kawalan perosak biologi dan mekanikal.

Penggunaan serangga yang selamat

• Menyediakan penyelesaian dan dos

Apabila menggunakan insektisides organophosphorus, penting untuk mengikuti arahan mengenai pembungkusan mengenai dos. Lebih berlebihan boleh menyebabkan pencemaran alam sekitar dan rintangan dalam perosak.

• Menggunakan peralatan pelindung

Peralatan pelindung seperti sarung tangan, topeng, dan kacamata harus dipakai untuk mengelakkan hubungan dengan insektisida pada kulit dan sistem pernafasan.

• Cadangan untuk rawatan tumbuhan

Rawatan harus dilakukan pada waktu pagi atau petang untuk mengelakkan kesan lebah dan serangga yang bermanfaat. Keadaan cuaca seperti ketiadaan hujan dan angin ringan perlu diambil kira untuk meningkatkan keberkesanan rawatan.

• Tempoh menunggu sebelum menuai

Selepas memohon racun serangga, adalah penting untuk memerhatikan tempoh menunggu sebelum menuai untuk meminimumkan risiko residu racun perosak dalam tanaman.

Alternatif kepada racun serangga kimia

• Insektisida biologi

Menggunakan musuh semulajadi perosak, seperti entomophages (serangga pemangsa), boleh menjadi alternatif yang berkesan untuk insektisida kimia.

• Insektisida semulajadi

Terdapat banyak insektisida semulajadi, seperti minyak neem, infus bawang putih, dan penyelesaian tembakau, yang mesra alam dan selamat untuk manusia.

• Perangkap pheromone dan kaedah mekanikal lain

Perangkap pheromone boleh menarik dan menangkap perosak, meminimumkan keperluan rawatan kimia.

Contoh racun serangga yang paling popular dalam kumpulan ini

Risiko dan langkah berjaga-jaga

• Kesan terhadap kesihatan manusia dan haiwan

Insektisida organophosphorus boleh menjadi toksik kepada manusia dan haiwan, terutamanya dengan hubungan yang berpanjangan atau penggunaan yang tidak wajar.

• Gejala keracunan racun serangga

Keracunan boleh ditunjukkan sebagai sakit kepala, mual, muntah, kelemahan, dan dalam kes yang teruk, sawan dan kehilangan kesedaran.

• Pertolongan cemas untuk keracunan

Sekiranya keracunan berlaku, segera keluarkan orang atau haiwan dari kawasan itu, bilas mata dan kulit, dan dapatkan perhatian perubatan.

Kesimpulan

Insektisida organophosphorus adalah cara yang berkesan untuk melindungi tumbuhan dari perosak. Walau bagaimanapun, penggunaannya memerlukan berhati-hati dan pematuhan kepada garis panduan keselamatan untuk meminimumkan kesan negatif terhadap kesihatan manusia dan alam sekitar.

• Peringatan langkah keselamatan

Mengikuti arahan, menggunakan peralatan pelindung, dan mengamati tempoh menunggu sebelum penuaian adalah langkah penting untuk penggunaan insektisida yang selamat.

• Panggil penggunaan kaedah kawalan perosak yang lebih selamat dan lebih mesra alam

Adalah penting untuk mencari dan melaksanakan kaedah kawalan perosak yang lebih selamat dan lebih mesra alam, seperti kawalan biologi dan penggunaan insektisida semulajadi.

Soalan Lazim (Soalan Lazim)

Apa itu Insektisida Organophosphorus?
Insektisida organophosphorus adalah sekumpulan bahan kimia yang mengandungi fosforus, yang digunakan untuk membunuh perosak serangga. Mereka bekerja dengan menghalang aktiviti enzim acetylcholinesterase, mengganggu penghantaran normal impuls saraf dalam serangga.

Bagaimana insektisides organophosphorus mempengaruhi serangga?
Insektisides organophosphorus mempengaruhi sistem saraf serangga dengan menghalang acetylcholinesterase, enzim yang memecah acetylcholine neurotransmitter. Ini menyebabkan acetylcholine berkumpul dalam sinapsis, yang membawa kepada rangsangan berterusan sel saraf, lumpuh, dan kematian serangga.

Apa racun serangga dalam kumpulan organophosphorus?
Kumpulan ini termasuk produk seperti Malathion, Parathion, Diazinon, dan Chlorpyrifos. Bahan-bahan ini berkesan terhadap pelbagai perosak, termasuk serangga, hama, dan larva.

Apakah kelebihan insektisides organophosphorus?
Insektisida organophosphorus mempunyai ketoksikan yang tinggi untuk serangga, menjadikannya berkesan terhadap pelbagai jenis perosak. Mereka bertindak dengan cepat, membolehkan penghapusan ancaman yang cepat terhadap tanaman pertanian.

Apakah kelemahan insektisides organophosphorus?
Kelemahan termasuk ketoksikan kepada serangga yang bermanfaat (mis., Lebah), haiwan, dan manusia jika tidak digunakan dengan betul. Mereka juga mungkin berterusan di alam sekitar, mencemarkan tanah dan air, yang meningkatkan risiko ekologi.

Bagaimana insektisides organophosphorus mempengaruhi alam sekitar?
Insektisida organophosphorus boleh berkumpul di dalam tanah dan air, yang membawa kepada pencemaran ekosistem. Mereka juga toksik kepada serangga yang bermanfaat, seperti lebah dan serangga pemangsa, mengganggu ekosistem dan mengurangkan biodiversiti.

Apakah biomagnifikasi dalam konteks insektisida organophosphorus?
Biomagnifikasi adalah proses pengumpulan bahan toksik, seperti insektisida organofosforus, dalam rantai makanan. Bahan-bahan ini boleh berkumpul di dalam tisu haiwan dan tumbuh-tumbuhan, meningkatkan kepekatan mereka ketika mereka bergerak ke rantaian makanan.

Bagaimanakah rintangan serangga kepada insektik organophosphorus dicegah?
Untuk mengelakkan rintangan, disyorkan untuk memutar produk dengan mod tindakan yang berbeza, gunakan rawatan gabungan, dan ikuti dos yang disyorkan dan selang aplikasi untuk mengelakkan membuat syarat untuk pembangunan rintangan dalam perosak.

Apakah langkah-langkah keselamatan yang harus diikuti apabila menggunakan insektisides organophosphorus?
Apabila bekerja dengan insektisida organophosphorus, peralatan pelindung (sarung tangan, topeng, gogal) harus digunakan, dos harus diikuti, aplikasi harus dibuat pada waktu yang disyorkan, dan selang penuaian harus diperhatikan untuk meminimumkan tahap sisa dalam tanaman.

Apakah alternatif kepada insektisida organophosphorus?
Alternatif termasuk insektisida biologi (entomophages, bakteria, dan kulat), insektisida semulajadi (mis., Minyak neem, infus bawang putih), dan kaedah mekanikal seperti perangkap pheromone dan racun perosak organik, yang kurang toksik kepada alam sekitar dan organisma yang bermanfaat.