Piretroidi

Piretroidi su skupina sintetičkih insekticida koji oponašaju djelovanje piretrina, prirodnih tvari ekstrahiranih iz cvjetova krizanteme. Ovi insekticidi se aktivno koriste za suzbijanje raznih štetnih insekata u poljoprivredi, hortikulturi i kućanstvima. Piretroidi su vrlo toksični za insekte, blokiraju im živčani sustav i uzrokuju paralizu, što dovodi do njihove smrti. Za razliku od piretrina, sintetski piretroidi su stabilniji na razgradnju sunčevom svjetlošću, što ih čini učinkovitijima i dugotrajnijima.

Ciljevi i važnost u poljoprivredi i hortikulturi

Primarni cilj korištenja piretroida je zaštita biljaka od štetnika. Ovi insekticidi primjenjuju se za zaštitu širokog raspona poljoprivrednih kultura, od povrća i voća do žitarica i ukrasnog bilja. Piretroidi pomažu u smanjenju populacije insekata koji mogu uzrokovati značajnu štetu u poljoprivrednom sektoru, smanjujući i kvalitetu i količinu uroda. U hortikulturi, piretroidi učinkovito suzbijaju štetnike poput lisnih uši, štitastih mušica i grinja, štiteći ukrasne biljke i poboljšavajući njihovo zdravlje. Pravilna upotreba ovih proizvoda doprinosi povećanju prinosa i minimizira štetu od insekata štetnika.

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 primjene, kako bi se smanjili rizici za korisne insekte i ekosustave u cjelini. Nadalje, podizanje svijesti o piretroidima pomoći će u borbi protiv otpornosti insekata na insekticide, što je jedan od aktualnih problema u poljoprivredi i hortikulturi.

Povijest piretroida

Piretroidi su sintetski insekticidi koji oponašaju djelovanje prirodnih piretrina koji se nalaze u cvjetovima određenih vrsta krizantema. Od svog otkrića i stvaranja 1970-ih, piretroidi se široko koriste u poljoprivredi i vrtlarstvu zbog svoje visoke učinkovitosti, niske toksičnosti za sisavce i brze razgradnje u okolišu. Povijest piretroida započela je proučavanjem prirodnih tvari i razvojem njihovih sintetičkih analoga za sigurnije i učinkovitije suzbijanje štetočina.

1. Rano otkriće i proučavanje piretrina

Prirodni piretrini prvi su put izolirani u 19. stoljeću iz krizantema. Do 1940-ih otkriveno je da piretrini imaju insekticidno djelovanje i mogu učinkovito ubijati insekte. Ove se tvari brzo razgrađuju i imaju minimalan utjecaj na sisavce, što ih čini atraktivnim insekticidima. Međutim, prirodni piretrini imali su ograničenja u stabilnosti i učinkovitosti, što je dovelo do potrage za sintetičkim analozima.

2. Razvoj sintetskih piretroida

U 1970-ima znanstvenici su počeli razvijati sintetske analoge piretrina - piretroide. Piretroidi su stvoreni kako bi se poboljšala stabilnost i produžilo trajanje djelovanja, kao i kako bi se osigurala veća toksičnost za insekte i niža toksičnost za ljude i životinje. Ovi sintetski spojevi oponašali su mehanizme prirodnih piretrina, blokirajući živčane impulse kod insekata, što je dovodilo do paralize i smrti.

Primjer:

• Permetrin – prvi sintetski piretroid razvijen 1970-ih, koji je stekao široko priznanje zbog svoje visoke učinkovitosti i otpornosti na razgradnju. Permetrin je postao jedan od najpopularnijih insekticida za suzbijanje štetnika u poljoprivredi, a također i u kućanstvima za zaštitu od grinja i komaraca.

3. Široko rasprostranjena upotreba piretroida u 1980-ima i 1990-ima

Od 1980-ih, piretroidi se koriste u raznim područjima, uključujući poljoprivredu, suzbijanje štetočina u kućanstvima i veterinarsku medicinu. S porastom upotrebe piretroida započeo je razvoj novih formulacija s poboljšanim karakteristikama, kao što su povećana učinkovitost, stabilnost u okolišu i smanjena toksičnost za organizme kojima nisu namijenjeni.
Primjer:

• Cipermetrin – sintetski piretroid razvijen 1980-ih koji je brzo postao jedan od najpopularnijih insekticida. Koristi se za suzbijanje širokog spektra štetnika u poljoprivredi, a također i za suzbijanje vektora bolesti, poput komaraca koji prenose viruse.
• Deltametrin – još jedan piretroid koji se široko koristio 1990-ih. Bio je poznat po svojoj visokoj učinkovitosti protiv raznih insekata poput žohara, komaraca i muha, a koristio se i za zaštitu poljoprivrednih usjeva od štetnika.

4. Moderne aplikacije i poboljšanja

S napretkom tehnologije u 2000-ima i 2010-ima, piretroidi su se nastavili poboljšavati, postajući sigurniji i učinkovitiji. Nova generacija insekticida ima poboljšanu stabilnost, visoku aktivnost protiv širokog spektra štetnika i smanjene rizike za okoliš i ljudsko zdravlje. Piretroidi i dalje igraju važnu ulogu u integriranim sustavima suzbijanja štetnika, kombinirajući kemijske, biološke i mehaničke metode suzbijanja.

Primjer:

• Lambda-cihalotrin – jedan od modernih piretroida koji je vrlo aktivan protiv širokog spektra štetnika, uključujući insekte otporne na starije insekticide. Ovaj se proizvod koristi u poljoprivredi i sadnji za zaštitu od štetnika poput koloradske krumpirove zlatice i raznih vrsta moljaca.

5. Problemi i izgledi

Unatoč uspjehu piretroida, njihova upotreba nije bez problema. Jedan od najznačajnijih problema je razvoj otpornosti kod insekata, što dovodi do smanjene učinkovitosti proizvoda. Kao odgovor na ovaj problem, znanstvenici nastavljaju razvijati nove formulacije piretroida, kao i kombinirane proizvode, kako bi prevladali otpornost i pružili učinkovitu zaštitu od štetnika.

Suvremeni trendovi u korištenju piretroida

Danas su piretroidi i dalje važni insekticidi u borbi protiv štetnika, ali njihova je upotreba značajno ograničena zbog problema s otpornošću insekata i rizika za okoliš. Suvremena istraživanja usmjerena su na razvoj piretroida s poboljšanim karakteristikama koje će biti učinkovitije protiv otpornih štetnika, kao i na smanjenje njihovog utjecaja na korisne insekte. Kao alternativa i dodatak piretroidima, razvijaju se biološke metode zaštite bilja, uključujući prirodne neprijatelje insekata i upotrebu mikroorganizama.

Dakle, povijest piretroida uključuje njihovo uspostavljanje kao učinkovitih i relativno sigurnih insekticida, kao i razvoj pitanja otpornosti na štetočine i utjecaja na okoliš. Razumijevanje ove povijesti pomaže u potrazi za novim i sigurnijim metodama suzbijanja štetočina.

Klasifikacija

Piretroidi su velika skupina insekticida koji se prvenstveno koriste za suzbijanje štetnih insekata. Sintetički oponašaju piretrine - prirodne insekticide koji se nalaze u cvjetovima krizanteme. Ovisno o njihovoj kemijskoj strukturi, djelovanju i primjeni, piretroidi se mogu klasificirati prema različitim karakteristikama.

1. Po kemijskoj strukturi:

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

• Piretroidi tipa i (klasa i): ova klasa uključuje piretroide koji ne sadrže dodatnu atomsku skupinu, što ih čini otrovnijima za insekte. Primjer je permetrin, koji ima dobru aktivnost i brz učinak.
• Piretroidi tipa II (klasa II): ovi piretroidi sadrže dodatnu atomsku skupinu, što značajno povećava njihovu stabilnost i smanjuje toksičnost za životinje. Cipermetrin je jedan od najpopularnijih primjera tipa II. Koristi se u poljoprivredi za suzbijanje štetnih insekata i u borbi protiv vektora bolesti.

2. Po brzini djelovanja:

Piretroidi se razlikuju po brzini djelovanja na insekte. Ovisno o brzini izazivanja paralize i smrti insekata, mogu se klasificirati na sljedeći način:

• Brzodjelujući piretroidi: ovi insekticidi brzo paraliziraju insekte i počinju djelovati unutar nekoliko minuta od kontakta. Permetrin je primjer brzodjelujućeg piretroida.
• Piretroidi sporog djelovanja: ovi proizvodi djeluju sporije, a njihovi učinci postaju primjetni tek nakon nekoliko sati. Deltametrin je primjer takvih piretroida.

3. Putem obrasca za prijavu:

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

• Sistemski piretroidi: ovi insekticidi prodiru u biljku i šire se po njezinim tkivima, što ih čini učinkovitima protiv insekata koji se hrane biljnim tkivima. Primjer takvog piretroida je landametrin.
• Kontaktni piretroidi: ove tvari djeluju izravno pri kontaktu s kukcem, uzrokujući paralizu i smrt. Cipermetrin je primjer kontaktnog piretroida koji djeluje na vanjske dijelove biljke ili na same kukce.

4. Prema području primjene:

Piretroidi se mogu klasificirati prema području primjene:

• Za poljoprivredu: ovo je najčešće područje primjene piretroida, jer se aktivno koriste za zaštitu poljoprivrednih usjeva od raznih štetnih insekata. Primjer je klorpirifos, koji se široko koristi na povrću, žitaricama i voćarskim kulturama.
• Za kućnu upotrebu: piretroidi se također koriste u kućanstvima, na primjer za zaštitu od unutarnjih štetočina poput žohara, muha, komaraca i drugih insekata. Deltametrin i permetrin često se koriste u kućnim insekticidnim sprejevima.
• Za veterinarsku uporabu: piretroidi se mogu koristiti u veterinarskoj medicini za zaštitu kućnih ljubimaca od parazita poput buha i krpelja. Primjer je fenvalerat, koji se koristi u tretmanima protiv buha za pse i mačke.

5. Po stabilnosti:

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

• Fotostabilni piretroidi: ovi insekticidi se ne razgrađuju brzo pod utjecajem sunčeve svjetlosti, što ih čini učinkovitima za dugotrajnu upotrebu na otvorenim prostorima. Cipermetrin i deltametrin su primjeri takvih fotostabilnih piretroida.
• Fotonestabilni piretroidi: ove tvari gube svoju aktivnost pod utjecajem sunčeve svjetlosti, što ograničava njihovu upotrebu u otvorenim poljoprivrednim uvjetima. Međutim, mogu se koristiti u zatvorenim prostorima ili u kombinaciji s drugim proizvodima koji poboljšavaju stabilnost.

6. Prema toksičnosti:

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

• Visokotoksični piretroidi: proizvodi koji su visokotoksični za insekte i koriste se protiv širokog spektra štetočina. Primjer je permetrin.
• Umjereno toksični piretroidi: ovi insekticidi imaju umjerenu toksičnost i često se koriste za zaštitu osjetljivijih biljaka. Primjer je fenvalerat.

Mehanizam djelovanja

• Kako insekticidi utječu na živčani sustav insekata:

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

• Utjecaj na metabolizam insekata:

Osim izravnog utjecaja na živčani sustav, piretroidi mogu promijeniti metabolizam insekata. Na primjer, neki piretroidi ometaju normalnu funkciju stanica, što može utjecati na energetski metabolizam, usporavajući procese rasta i razvoja. Ove promjene mogu oslabiti sposobnost razmnožavanja štetnika i povećati njihovu osjetljivost na druge stresne čimbenike.

• Primjeri molekularnih mehanizama djelovanja:

1. Djelovanje na acetilkolinesterazu: piretroidi mogu inhibirati aktivnost acetilkolinesteraze, što dovodi do nakupljanja acetilkolina u živčanim sinapsama, čime se poremeti normalan prijenos živčanih impulsa.
2. Djelovanje na natrijeve kanale: piretroidi utječu na natrijeve kanale, uzrokujući njihovo kontinuirano otvaranje, što dovodi do nekontroliranog protoka iona i pobuđivanja živčanih stanica.

Razlika između kontaktnog i sistemskog djelovanja:

• Kontaktni piretroidi djeluju izravno pri kontaktu s površinom tijela kukca. Brzo prodiru u organizam kroz vanjsku ljusku i brzo uzrokuju paralizu.
• Sistemski piretroidi mogu prodrijeti u biljke i širiti se kroz njih, utječući na štetnike ne samo kontaktom s njihovim tijelima već i hranjenjem kada insekti konzumiraju tretirane biljke.

Primjeri proizvoda

Prednosti:

• Brzo djelovanje: piretroidi počinju djelovati unutar nekoliko minuta nakon kontakta, osiguravajući brzu kontrolu populacija štetočina.
• Širok raspon djelovanja: ovi insekticidi su učinkoviti protiv raznih vrsta štetnika, uključujući lisne uši, muhe, grinje i druge insekte.
• Niska toksičnost za sisavce: piretroidi imaju nižu toksičnost za ljude i životinje u usporedbi s drugim insekticidima.

Nedostaci:

• Utjecaj na korisne insekte: piretroidi mogu biti otrovni za pčele i druge korisne insekte, što smanjuje oprašivanje i narušava ekološku ravnotežu.
• Otpornost štetnika: insekti mogu razviti otpornost na piretroide, što zahtijeva rotaciju proizvoda ili korištenje kombiniranih metoda suzbijanja.

Primjeri proizvoda:

• Deltametrin: učinkovit protiv lisnih uši, štitastih mušica i drugih štetnika. Visoko aktivni piretroid s brzim učinkom.
• Cipermetrin: široko se koristi u poljoprivredi za zaštitu povrća i voća od raznih 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 uginuti u kontaktu s piretroidima. To smanjuje bioraznolikost i utječe na ekosustav.

• Preostale količine insekticida u tlu, vodi i biljkama:

Nakon primjene piretroida, rezidualne količine tvari mogu ostati u tlu, vodi i biljkama. To stvara rizik od kontaminacije 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 su otporni na razgradnju sunčevom svjetlošću. To povećava njihovu aktivnost i trajanje djelovanja, ali također doprinosi nakupljanju kemikalija u okolišu.

• Biomagnifikacija i akumulacija u hranidbenim lancima:

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

Problem otpornosti insekata na insekticide

• Uzroci otpora:

Otpornost kod insekata nastaje zbog prirodne selekcije: jedinke koje imaju mutacije koje im omogućuju preživljavanje izloženosti insekticidima prenose te osobine na svoje potomstvo. S vremenom takvi insekti postaju otporni na proizvode, smanjujući njihovu učinkovitost.

• Primjeri otpornih štetnika:

Krumpirova zlatica iz Colorada, lisne uši i drugi insekti postali su otporni na piretroide nakon ponovljene upotrebe tih proizvoda na istom području.

• Metode za sprječavanje otpornosti:

Kako bi se spriječila rezistencija, preporučuje se rotacija insekticida s različitim mehanizmima djelovanja, korištenje kombiniranih proizvoda i primjena integriranih metoda suzbijanja štetočina poput biološke kontrole i korištenja prirodnih neprijatelja.

Sigurnosne upute za upotrebu insekticida

• Priprema otopine i doziranje:

Strogo se pridržavajte navedenih doza, jer višak insekticida može štetiti biljkama i okolišu. Prije primjene važno je pravilno razrijediti insekticid u vodi i dobro promiješati.

• Korištenje zaštitne opreme pri rukovanju insekticidima:

Prilikom korištenja piretroida treba nositi zaštitnu opremu poput rukavica, maski i zaštitnih naočala. To štiti od kontakta kemikalija s kožom i dišnim sustavom.

• Preporuke za tretiranje biljaka:

Tretirajte biljke navečer ili rano ujutro kada su temperature niže, a insekti aktivniji. Izbjegavajte primjenu tijekom kišnog vremena ili jakog vjetra kako biste spriječili ispiranje ili širenje insekticida na druga područja.

• Poštivanje karence prije berbe:

Važno je pridržavati se rokova čekanja navedenih na ambalaži kako bi se spriječio ulazak preostalih kemikalija u hranu.

Alternative kemijskim insekticidima

• Biološki insekticidi:

Upotreba entomofaga, poput grabežljivih grinja, kao i bakterijskih proizvoda poput bacillus thuringiensis, predstavlja učinkovit način suzbijanja štetnika bez upotrebe kemikalija.

• Prirodni insekticidi:

Neemovo ulje, otopine češnjaka i infuzije duhana prirodne su metode koje mogu učinkovito otjerati insekte bez štete za biljke i okoliš.

• Feromonske klopke i druge mehaničke metode:

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

Primjeri popularnih proizvoda iz ove skupine

Naziv proizvoda	Aktivni sastojak	Mehanizam djelovanja	Područje primjene
Bi-58	Deltametrin	Ometa aktivnost natrijevih kanala	Poljoprivreda, hortikultura
Aktara	Tiametoksam	Utječe na nikotinske receptore	Zaštita od sišućih štetnika

Rizici i mjere opreza

• Utjecaj na zdravlje ljudi i životinja:

Piretroidi mogu biti otrovni za ljude i životinje ako se zlouporabe. Prilikom njihove upotrebe potreban je oprez.

• Simptomi trovanja insekticidima:

Trovanje piretroidima manifestira se glavoboljom, mučninom, povraćanjem i vrtoglavicom. U slučaju trovanja treba odmah potražiti liječničku pomoć.

• Prva pomoć kod trovanja:

Isprati usta i oči, pozvati liječničku pomoć i uzeti aktivni ugljen kako bi se ubrzalo uklanjanje toksina iz tijela.

Zaključak

Racionalna upotreba piretroida pomaže u učinkovitom suzbijanju štetnika, ali zahtijeva pažljivu pozornost na sigurnost. Slijeđenje preporuka za doziranje i primjenu minimizira rizike i postiže maksimalnu učinkovitost.

Često postavljana pitanja (FAQ)

• Što su piretroidi?

Piretroidi su sintetski kemijski insekticidi razvijeni iz piretrina, prirodnog spoja ekstrahiranog iz cvjetova krizanteme. Ovi insekticidi se aktivno koriste za suzbijanje širokog spektra štetnih insekata zbog svoje visoke toksičnosti za insekte i relativno niske toksičnosti za sisavce.

• Kako djeluju piretroidi?

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

• Po čemu se piretroidi razlikuju od drugih insekticida?

Piretroidi su vrlo učinkoviti protiv insekata s relativno niskom toksičnošću za sisavce, uključujući ljude. 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: brzo djeluju, učinkoviti su protiv mnogih vrsta insekata, imaju nisku toksičnost za ljude i životinje kada se pravilno koriste i relativno se brzo razgrađuju u okolišu. To ih čini popularnima za upotrebu u poljoprivredi i hortikulturi.

• Koji su nedostaci piretroida?

Glavni nedostatak piretroida je taj što mogu izazvati otpornost kod insekata kada se koriste više puta ili kontinuirano. 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 organizme, što zahtijeva oprez pri upotrebi u blizini vodenih površina.

• Kako piretroidi utječu na ekosustav?

Piretroidi mogu utjecati na korisne insekte, poput pčela, bubamara i entomofaga (prirodnih neprijatelja štetnika), narušavajući ekosustav. Također mogu ući u vodena tijela i oštetiti vodene ekosustave ubijajući ribe i druge vodene organizme. Kako bi se utjecaj na okoliš sveo na najmanju moguću mjeru, važno je slijediti smjernice za uporabu piretroida.

• Koji su insekti najosjetljiviji na piretroide?

Piretroidi su učinkoviti protiv mnogih vrsta insekata, uključujući brašnaste stjenice, lisne uši, grinje, mrave i poljoprivredne štetnike poput koloradske krumpirove zlatice. Koriste se za suzbijanje štetočina u poljoprivredi i kućanstvu.

• Kako se može spriječiti otpornost na piretroide?

Kako bi se spriječila rezistencija, važno je rotirati insekticide s različitim načinima djelovanja, koristiti ih u kombinaciji s drugim metodama suzbijanja (npr. biološkim insekticidima ili mehaničkim metodama) te slijediti preporuke za doziranje i učestalost primjene. Rotacija proizvoda i pravilna upotreba smanjuju vjerojatnost pojave populacija otpornih štetnika.

• Kako se piretroidi trebaju sigurno koristiti?

Prilikom korištenja piretroida važno je slijediti upute na pakiranju i nositi zaštitnu odjeću (rukavice, zaštitne naočale, masku) kako bi se izbjegao kontakt s kožom i dišnim putovima. Također, izbjegavajte njihovu primjenu po jakom vjetru i kiši te se pridržavajte razdoblja čekanja prije berbe kako biste smanjili rizik od ostataka pesticida u proizvodima.

• Postoje li alternative piretroidima?

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