Insektisida organofosfat

Insektisida organofosforus (OPIS) ialah sekumpulan bahan kimia yang mengandungi fosforus dalam molekulnya, digunakan secara meluas untuk melindungi tumbuhan daripada pelbagai perosak. Racun serangga ini berfungsi dengan menghalang enzim penting dalam badan serangga, menyebabkan kelumpuhan dan kematian perosak. Mereka mempunyai impak yang besar terhadap pertanian, memberikan perlindungan yang berkesan terhadap pelbagai jenis serangga.

Matlamat dan kepentingan dalam pertanian dan hortikultur

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

Perkaitan topik

Kajian dan penggunaan racun serangga organophosphorus yang betul adalah topik yang relevan, kerana penggunaan produk ini yang berkesan dan selamat memerlukan perhatian yang teliti. Penggunaan yang salah atau penggunaan berlebihan boleh menyebabkan rintangan pada serangga, serta memberi kesan negatif kepada alam sekitar dan kesihatan manusia. Kesedaran tentang racun serangga organophosphorus adalah penting untuk meminimumkan risiko dan memastikan kemampanan pertanian.

Sejarah racun serangga organophosphorus (OPIS)

Insektisida organofosforus (OPIS) memainkan peranan penting 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, bertujuan untuk mencipta agen perlindungan tumbuhan yang lebih berkesan dan tahan lama.

1. Penyelidikan dan penemuan awal

Gelombang pertama minat 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 tertumpu pada membangunkan alternatif yang lebih selamat kepada racun serangga organoklorin, seperti ddt. Pada masa itu, bahan kimia yang mengandungi fosforus menunjukkan ketoksikan yang tinggi kepada serangga, menjadikannya agen perlindungan yang berpotensi berkesan.

2. Insektisida organophosphorus pertama yang berjaya secara komersial

Pada tahun 1940-an, di tengah-tengah perang dunia kedua, sebatian organophosphorus menarik perhatian tentera sebagai agen kimia untuk memerangi perosak, termasuk serangga. Selepas perang, penyelidikan komersial berdasarkan perkembangan ketenteraan bermula, bertujuan untuk menggunakan racun serangga organophosphorus dalam pertanian. Pada tahun 1947, racun serangga organophosphorus komersial yang pertama - malathion - muncul, dengan cepat menjadi popular kerana keberkesanannya yang tinggi terhadap pelbagai jenis serangga. Ia digunakan dalam pertanian dan untuk melindungi kesihatan manusia daripada penyakit bawaan serangga.

3. Pembangunan dan penggunaan

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

4. Isu keselamatan dan ekologi

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

5. Pendekatan dan cabaran moden

Hari ini, racun serangga organophosphorus kekal digunakan secara meluas; walau bagaimanapun, penggunaannya adalah terhad kerana kebimbangan alam sekitar dan keselamatan. Isu tentang rintangan serangga, penentangan terhadap racun serangga organophosphorus, dan keberkesanannya yang merosot telah menjadi kebimbangan utama dalam perlindungan tumbuhan moden. Untuk mengelakkan perkembangan rintangan, saintis secara aktif membangunkan sebatian dan kaedah baru, menggabungkan racun serangga organofosforus dengan kaedah kawalan perosak biologi dan mekanikal.

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

Pengelasan

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

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

1. Dengan struktur kimia

Insektisida organofosforus boleh dikelaskan mengikut struktur molekulnya, yang menentukan sifat fizikokimia dan aktivitinya terhadap spesies serangga yang berbeza.

• Insektisida organophosphorus alifatik: sebatian kimia ini mengandungi rantai karbon dalam strukturnya. Contohnya ialah malathion (salah satu produk pertama menggunakan sebatian organophosphorus untuk melindungi tumbuhan).
• Insektisida organophosphorus aromatik: racun serangga ini mempunyai cincin aromatik yang mengandungi atom fosforus. Contohnya ialah trimethaphos.
• Insektisida organophosphorus berklorin: dalam produk ini, fosforus disambungkan kepada atom klorin. Contohnya ialah chlorpyrifos, iaitu racun serangga yang popular berdasarkan sebatian organophosphorus.

2. Dengan mekanisme tindakan

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

• Insektisida yang menghalang acetylcholinesterase: bahan ini menyekat aktiviti acetylcholinesterase, yang membawa kepada pengumpulan asetilkolin dalam sinaps saraf dan gangguan penghantaran impuls saraf. Contoh: malathion, metamidophos, chlorpyrifos.
• Insektisida menjejaskan enzim lain: beberapa sebatian organophosphorus menjejaskan enzim lain yang terlibat dalam penghantaran saraf. Contoh: dimethoate, fosfamidon.

3. Mengikut tempoh tindakan

Insektisida organophosphorus boleh berbeza dalam tempoh tindakannya, yang menjejaskan kekerapan rawatan tumbuhan dan kecekapan ekonomi.

• Insektisida bertindak panjang: produk ini mempunyai kesan yang berkekalan dan boleh mengawal populasi perosak selama beberapa minggu atau bulan. Contoh: klorpirifos.
• Insektisida bertindak pendek: produk ini bertindak dengan cepat, tetapi kesannya hilang dengan cepat, memerlukan rawatan berulang. Contoh: malathion.

4. Mengikut kawasan permohonan

Insektisida organophosphorus boleh dikelaskan berdasarkan kawasan penggunaannya:

• Racun serangga pertanian: produk ini digunakan untuk melindungi tanaman pertanian daripada perosak serangga. Contoh: chlorpyrifos, malathion.
• Racun serangga untuk perlindungan kesihatan awam: produk ini digunakan untuk menghapuskan vektor penyakit, seperti nyamuk dan lipas. Contoh: metamidophos, malathion.
• Racun serangga isi rumah: produk ini digunakan untuk menghapuskan perosak isi rumah. Contoh: dimethoate.

5. Oleh ketoksikan

Insektisida organophosphorus boleh dikelaskan mengikut tahap ketoksikannya kepada manusia, haiwan, dan alam sekitar:

• Produk yang sangat toksik: racun serangga ini sangat toksik dan boleh menyebabkan keracunan pada manusia dan haiwan. Contoh: metamidophos, parathion.
• Produk sederhana toksik: produk ini mempunyai ketoksikan sederhana, menjadikannya kurang berbahaya tetapi masih memerlukan berhati-hati apabila digunakan. Contoh: malathion.
• Produk ketoksikan rendah: produk ini mempunyai ketoksikan yang agak rendah untuk manusia dan haiwan, tetapi ia masih berkesan terhadap serangga. Contoh: dimethoate.

6. Mengikut jenis kesan

Insektisida organophosphorus boleh bertindak sama ada sebagai sentuhan atau sistemik:

• Racun serangga kenalan: produk ini bertindak apabila bersentuhan dengan serangga. Mereka cepat menembusi badan serangga melalui penutup luarnya. Contoh: malathion.
• Racun serangga sistemik: produk ini menembusi tumbuh-tumbuhan dan merebak ke seluruhnya, membolehkan mereka menjejaskan perosak yang memakan getah tumbuhan. Contoh: fosfamidon.

7. Dengan kaedah permohonan

Insektisida organophosphorus boleh dikelaskan mengikut kaedah penggunaannya:

• Produk semburan: racun serangga ini digunakan pada tumbuhan dalam bentuk larutan atau emulsi. Contoh: klorpirifos.
• Hasil tanah: racun serangga ini digunakan pada tanah sebelum menanam atau semasa pertumbuhan tumbuhan. Contoh: metamidophos.

Mekanisme tindakan

Bagaimana racun serangga menjejaskan sistem saraf serangga

Insektisida organophosphorus menyekat aktiviti acetylcholinesterase, enzim yang biasanya memecah neurotransmitter acetylcholine dalam sinaps sel saraf. Ini mengakibatkan pengumpulan asetilkolin, yang menyebabkan rangsangan berterusan sel-sel saraf, menyebabkan kelumpuhan serangga. Dalam sesetengah kes, racun serangga ini juga boleh menjejaskan saluran natrium dalam sel, mengganggu fungsi sistem saraf yang 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 hasil sampingan metabolik.

Contoh mekanisme tindakan molekul

• Perencatan asetilkolinesterase: kebanyakan racun serangga organophosphorus berfungsi dengan mengikat asetilkolinesterase, menyekat aktivitinya, dan mengganggu penghantaran neuro.
• Kesan pada saluran natrium: beberapa racun serangga organophosphorus bertindak ke atas 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 jenis serangga. Mereka cepat membunuh perosak dan mempunyai spektrum aktiviti yang luas. Walau bagaimanapun, ia juga mempunyai kelemahan, seperti ketoksikan yang tinggi kepada serangga yang bermanfaat (cth, lebah) dan haiwan, serta kemeruapan yang tinggi dan ketahanan terhadap degradasi dalam alam sekitar, yang boleh membawa kepada pencemaran tanah dan air.

Contoh produk

• Malathion: digunakan untuk melindungi sayur-sayuran, buah-buahan, dan tanaman dalam hortikultur dan pertanian. Berkesan terhadap kutu daun, 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 kepada serangga yang berfaedah

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

• Tahap sisa racun perosak dalam tanah, air dan tumbuhan

Sesetengah racun serangga organophosphorus boleh kekal di dalam tanah, air, dan tumbuhan untuk jangka masa yang lama. Ini boleh menyebabkan pencemaran alam sekitar dan pengumpulan bahan toksik dalam rantai makanan.

• Kestabilan foto dan degradasi racun serangga dalam alam semula jadi

Insektisida organophosphorus mempunyai kestabilan foto yang berbeza-beza, yang menjejaskan kemerosotan mereka secara semula jadi. Sesetengah bahan terurai dengan cepat di bawah cahaya matahari, manakala yang lain kekal di alam sekitar dan boleh mencemari ekosistem.

• Biomagnifikasi dan pengumpulan dalam rantai makanan

Insektisida organophosphorus boleh terkumpul dalam tisu tumbuhan dan haiwan, yang membawa kepada biopembesaran dalam rantai makanan. Ini boleh mengakibatkan pengumpulan bahan toksik dalam badan manusia dan haiwan yang mengambil produk tercemar.

Masalah ketahanan serangga terhadap racun serangga

Punca rintangan

Serangga boleh membina ketahanan terhadap racun serangga organophosphorus melalui perubahan genetik yang membolehkan mereka bertahan selepas terdedah kepada racun serangga. Ini boleh disebabkan oleh mutasi yang meningkatkan keupayaan serangga untuk memetabolismekan atau mengeluarkan bahan toksik.

Contoh perosak yang tahan

• Kumbang kentang Colorado: dengan perkembangan rintangan terhadap pelbagai racun serangga, termasuk produk organophosphorus, kumbang kentang colorado telah menjadi sukar dikawal di beberapa wilayah.
• Kutu daun: dalam beberapa kes, kutu daun telah mengembangkan daya tahan terhadap racun serangga organofosforus, menjadikannya lebih tahan terhadap rawatan.

Kaedah untuk mencegah rintangan

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

Penggunaan racun serangga dengan selamat

• Menyediakan penyelesaian dan dos

Apabila menggunakan racun serangga organophosphorus, adalah penting untuk mematuhi arahan pada pembungkusan dengan ketat mengenai dos. Penggunaan berlebihan boleh membawa kepada pencemaran alam sekitar dan rintangan dalam perosak.

• Menggunakan peralatan pelindung

Peralatan pelindung seperti sarung tangan, topeng, dan cermin mata hendaklah dipakai untuk mengelakkan sentuhan dengan racun serangga pada kulit dan sistem pernafasan.

• Cadangan untuk rawatan tumbuhan

Rawatan perlu dilakukan pada awal pagi atau petang untuk mengelakkan kesan lebah dan serangga berfaedah lain. Keadaan cuaca seperti ketiadaan hujan dan angin sepoi-sepoi perlu diambil kira bagi meningkatkan keberkesanan rawatan.

• Tempoh menunggu sebelum menuai

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

Alternatif kepada racun serangga kimia

• Racun serangga biologi

Menggunakan musuh semula jadi perosak, seperti entomophage (serangga pemangsa), boleh menjadi alternatif yang berkesan kepada racun serangga kimia.

• Racun serangga semulajadi

Terdapat banyak racun serangga semulajadi, seperti minyak neem, infusi bawang putih, dan larutan tembakau, yang mesra alam dan selamat untuk manusia.

• Perangkap feromon dan kaedah mekanikal lain

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

Contoh racun serangga yang paling popular dalam kumpulan ini

Nama produk	Bahan aktif	Mekanisme tindakan	Kawasan permohonan
Malathion	Malathion	Perencatan asetilkolinesterase	Pertanian, hortikultur
Parathion	Parathion	Perencatan asetilkolinesterase	Perlindungan tanaman sayuran
Diazinon	Diazinon	Perencatan asetilkolinesterase	Pertanian, hortikultur

Risiko dan langkah berjaga-jaga

• Kesan kepada kesihatan manusia dan haiwan

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

• Gejala keracunan racun serangga

Keracunan mungkin nyata sebagai sakit kepala, loya, muntah, lemah, dan dalam kes yang teruk, sawan dan kehilangan kesedaran.

• Pertolongan cemas untuk keracunan

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

Kesimpulan

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

• Peringatan langkah keselamatan

Mematuhi arahan, menggunakan peralatan perlindungan, dan memerhati tempoh menunggu sebelum menuai adalah langkah penting untuk penggunaan racun serangga yang selamat.

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

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

Soalan lazim (FAQ)

Apakah racun serangga organophosphorus?
Insektisida organophosphorus ialah sekumpulan bahan kimia yang mengandungi fosforus, digunakan untuk membunuh serangga perosak. Mereka berfungsi dengan menghalang aktiviti enzim acetylcholinesterase, mengganggu penghantaran normal impuls saraf dalam serangga.

Bagaimanakah racun serangga organophosphorus menjejaskan serangga?
Insektisida organophosphorus menjejaskan sistem saraf serangga dengan menghalang acetylcholinesterase, enzim yang memecahkan neurotransmitter acetylcholine. Ini menyebabkan asetilkolin terkumpul dalam sinaps, membawa kepada rangsangan berterusan sel saraf, lumpuh, dan kematian serangga.

Apakah racun serangga yang terdapat dalam kumpulan organophosphorus?
Kumpulan ini termasuk produk seperti malathion, parathion, diazinon, dan chlorpyrifos. Bahan ini berkesan terhadap pelbagai perosak, termasuk serangga, hama dan larva.

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

Apakah keburukan racun serangga organophosphorus?
Kelemahan termasuk ketoksikan kepada serangga yang bermanfaat (cth, lebah), haiwan, dan manusia jika tidak digunakan dengan betul. Mereka juga mungkin berterusan dalam alam sekitar, mencemarkan tanah dan air, yang meningkatkan risiko ekologi.

Bagaimanakah racun serangga organophosphorus menjejaskan alam sekitar?
Insektisida organophosphorus boleh terkumpul di dalam tanah dan air, yang membawa kepada pencemaran ekosistem. Ia juga toksik kepada serangga yang bermanfaat, seperti lebah dan serangga pemangsa, mengganggu ekosistem dan mengurangkan kepelbagaian biologi.

Apakah biopembesaran dalam konteks racun serangga organophosphorus?
Biomagnifikasi ialah proses pengumpulan bahan toksik, seperti racun serangga organophosphorus, dalam rantai makanan. Bahan-bahan ini boleh terkumpul dalam tisu haiwan dan tumbuhan, meningkatkan kepekatannya apabila mereka bergerak ke atas rantai makanan.

Bagaimanakah ketahanan serangga terhadap racun serangga organophosphorus boleh dicegah?
Untuk mengelakkan rintangan, disyorkan untuk memutar produk dengan mod tindakan yang berbeza, menggunakan rawatan gabungan, dan mengikut dos yang disyorkan dan selang penggunaan untuk mengelakkan mewujudkan keadaan untuk pembangunan rintangan dalam perosak.

Apakah langkah keselamatan yang perlu dipatuhi apabila menggunakan racun serangga organophosphorus?
Apabila bekerja dengan racun serangga organophosphorus, peralatan perlindungan (sarung tangan, topeng, cermin mata) hendaklah digunakan, dos hendaklah diikuti, penggunaan hendaklah dibuat semasa masa yang disyorkan, dan selang penuaian perlu diperhatikan untuk meminimumkan tahap sisa dalam tanaman.

Apakah alternatif kepada racun serangga organophosphorus?
Alternatif termasuk racun serangga biologi (entomofaj, bakteria dan kulat), racun serangga semulajadi (cth, minyak neem, infusi bawang putih), dan kaedah mekanikal seperti perangkap feromon dan racun perosak organik, yang kurang toksik kepada alam sekitar dan organisma yang bermanfaat.