Karbamaatit

Karbamaatit ovat ryhmä kemiallisia yhdisteitä, jotka sisältävät karbamoyyliryhmän (-nh-c = o) ja joita käytetään laajasti hyönteismyrkkyinä kasvien suojaamiseksi tuholaisilta. Nämä aineet vaikuttavat hyönteisten hermostoon estämällä asetyylikoliiniesteraasia, mikä johtaa asetyylikoliinin kertymiseen hermopäätteissä ja häiritä hermon leviämistä, mikä aiheuttaa halvauksen ja hyönteisten kuoleman. Karbamaateilla on laaja aktiivisuus, mikä tekee niistä tehokkaita monenlaisia ​​hyönteisten tuholaisia ​​vastaan.

Tavoitteet ja merkitys maataloudessa ja puutarhaviljelyssä

Karbamaateilla on merkittävä rooli maataloudessa suojelemalla kasveja tuholaisilta ja varmistamalla terveellisen kasvun. Näitä hyönteismyrkkyjä käytetään usein tuholaisten, kuten vihannesten, hedelmien, viljojen ja muiden viljelykasvien vaikuttavien hyönteisten, hallintaan. Lisäksi niitä sovelletaan puutarhaviljelyssä koristekasvien suojelemiseksi tuholaisilta, kuten kirvoilta, sivelyiltä ja punkkeilta.

Aiheen merkitys

Karbamaattien ja niiden asianmukaisen soveltamisen tutkiminen on ratkaisevan tärkeää tuholaistorjuntaan, sadon menetyksen vähentämiselle ja kasvien terveyden varmistamiselle. Ymmärtäminen niiden vaikutuksista hyönteisiin ja ekosysteemeihin sekä turvallisen soveltamisohjeiden noudattaminen auttaa lieventämään ympäristöriskejä ja tehostavat hyönteismyrkkyjen resistenssin hallintaa. Tuholaisten kemikaalien resistenssin lisääntymisen keskellä, vaihtoehtoisten ohjausmenetelmien tutkimisesta ja integroitujen lähestymistapojen käyttämisestä tuholaistorjunnassa on yhä tärkeämpää.

Karbamaattien historia

Karbamaatit ovat ryhmä hyönteismyrkkyjä, jotka kehitettiin ensimmäisen kerran 1900-luvun puolivälissä ja saivat nopeasti suosionsa niiden tehokkuuden ja laajan aktiivisuuden vuoksi haitallisia hyönteisiä vastaan. Näistä kemiallisista yhdisteistä tuli tärkeä osa maataloutta ja metsätaloutta, koska ne tarjosivat tehokasta suojaa erilaisilta hyönteisten tuholailta.

1. Varhainen tutkimus ja löytöt

Karbamaattien kehitys hyönteismyrkkyinä alkoi 1950-luvulla. Tänä aikana kemistit alkoivat tutkia orgaanisia yhdisteitä, jotka sisälsivät karbamidiryhmiä, tavoitteena luoda uusia kemikaaleja kasvinsuojeluun. Yksi ensimmäisistä merkittävistä vaiheista oli havainto, että kemikaalit, kuten metomyyli ja karbaryyli, voivat vaikuttaa tehokkaasti hyönteisten hermostoon.

2. Ensimmäisten kaupallisten tuotteiden kehittäminen

Karbamaatit herättivät nopeasti maatalous- ja kemianteollisuuden huomion. 1950-luvulla onnistuneiden laboratoriokokeiden jälkeen kehitettiin ensimmäiset kaupallisesti saatavat tuotteet, kuten Carbary, joka rekisteröitiin vuonna 1956. Tästä aineesta tuli yksi suosituimmista hyönteismyrkkyistä ja sitä käytettiin torjumaan maatalouden laajan hyönteisten tuholaisia.

3. Karbamaatin käytön laajennus

1960- ja 1970-luvuilla karbamaattien käyttö laajeni merkittävästi. Näistä tuotteista tuli yksi tärkeimmistä kasvinsuojeluvälineistä, joita käytettiin maataloudessa, etenkin kasvien suojelemiseksi tuholaisilta, kuten kirvoilta, kovakuoriaisilta, kärpäsiltä ja muilta tuholaisilta. Karbamaatit osoittivat korkeaa hyötysuhdetta ja suhteellisen alhaisen myrkyllisyyden kasveihin, mikä teki niistä laajalti omaksun maatalouden käytännössä.

4. Turvallisuus- ja ekologiset kysymykset

Huolimatta niiden korkeasta tehokkuudesta, karbamaattien käyttö johti moniin ympäristö- ja toksikologisiin ongelmiin. 1970- ja 1980-luvuilla kävi ilmi, että karbamaatit voivat olla myrkyllisiä hyönteisten lisäksi myös muille hyödyllisille organismeille, kuten mehiläisille ja hyödyllisille saalistajille. Tämä herätti huolta niiden vaikutuksista ekosysteemeihin ja biologiseen monimuotoisuuteen. Lisäksi jotkut karbamaatit alkoivat aiheuttaa vastustuskykyä hyönteisten tuholaisissa, mikä vähensi niiden tehokkuutta entisestään.

5. Nykyaikaiset lähestymistavat ja käyttö

Nykyään karbamaatit ovat edelleen tärkeä hyönteismyrkkyjen luokka, mutta niiden käyttöä rajoittavat sellaiset tekijät, kuten turvallisuusvaatimukset ja ekosysteemien suojaus. Nykyaikainen tutkimus keskittyy karbamaatin käytön turvallisuuden parantamiseen, niiden vaikutuksen minimoimiseen hyödyllisiin hyönteisiin ja kehittämään strategioita hyönteisten vastustuskyvyn estämiseksi näille hyönteismyrkkeille. Joissakin maissa on annettu tiukat määräykset karbamaattien käytön rajoittamiseksi niiden ympäristöriskien ja myrkyllisyyden vuoksi.

6. Resistanssikysymykset ja innovaatiot

Ajan myötä hyönteiset alkoivat kehittää resistenssiä karbamaateille, josta tuli merkittävä haaste kemialliselle kasvinsuojelulle. Nykyään kehitetään aktiivisesti uusia, tehokkaampia tuotteita ja integroituja tuholaistorjuntamenetelmiä, mukaan lukien karbamaatit, keskittyen turvallisempaan ja kestävämpaan käyttöön.

Siten karbamaattien historia on matka heidän alkuperäisestä kehityksestään ja suosiostaan ​​tarvetta varovaisempaan lähestymistapaan näiden hyönteismyrkkyjen käyttämiseen.

Luokitus

Karbamaatit ovat orgaanisia yhdisteitä, jotka sisältävät sekä luonnolliset aineet että synteettiset analogit. Molekyylirakenteesta ja kemiallisista ominaisuuksista riippuen karbamaatit voidaan luokitella seuraavasti:

• Alifaattiset karbamaatit-molekyylit, joissa on suoraketjuinen hiilirunko, kuten karbaryyli.
• Aryylkarbamaatit - karbamaatit, jotka sisältävät aromaattisen ryhmän, kuten metomyyli.
• Imidatsoliini- ja triatsoliinikarbamaatit-karbamaatit, jotka sisältävät typpeä sisältävää heterosyklisiä rakenteita.

Nämä luokitukset auttavat määrittelemään tuotteiden vaikutusvalikoiman ja niiden stabiilisuuden hajoamiseen.

1. Toimintamekanismin mukaan

Karbamaattien vaikutusmekanismi perustuu asetyylikoliiniesteraasin aktiivisuuden, entsyymin, joka hajottaa asetyylikoliinin synapsissa, estämiseen. Tämä johtaa asetyylikoliinin kertymiseen, hermoimpulssin leviämisen häiriöihin ja hyönteisten halvaantumiseen.

Asetyylikoliiniesteraasin estäjät: Kaikki karbamaatit toimivat samanlaisen mekanismin kautta estäen asetyylikoliiniesteraasia, joka häiritsee hermoimpulssinsiirtoa hyönteisen kehossa. Esimerkkejä: metomyyli, aldriini.

2. Kemiallisella rakenteella

Karbamaatit voidaan luokitella niiden molekyylien rakenteella, mikä määrittää niiden fysikaalis-kemialliset ominaisuudet ja spesifiset aktiivisuudet.

Alifaattiset karbamaatit: Näissä yhdisteissä on hiilivetyketju, joka on kiinnitetty karbamyyliryhmään. Esimerkki: metomyyli.

Aromaattiset karbamaatit: Nämä yhdisteet sisältävät aromaattisia renkaita, jotka antavat niille erityisiä ominaisuuksia. Esimerkki: fenoxycarb.

3. Toiminnan tyypin mukaan

Karbamaatit voivat toimia joko kontaktissa tai systeemisesti riippuen siitä, kuinka he tulevat hyönteisen vartaloon.

Karbamaatit: Nämä aineet toimivat suoraan kosketuksessa hyönteisten kanssa. Esimerkki: metomyyli.

Systeemiset karbamaatit: Nämä ovat aineita, jotka tunkeutuvat kasveihin ja leviävät kudoksensa läpi, vaikuttavat hyönteisiin, jotka ruokkivat kasvimehua. Esimerkki: Carbofuran.

4. Toiminnan keston mukaan

Karbamaatit voivat poiketa niiden vaikutusten keston suhteen, mikä määrittää niiden tehokkuuden pitkäaikaiseen tai lyhytaikaiseen toimintaan.

Pitkävaikutteiset aineet: Nämä hyönteismyrkyt tarjoavat kasveja tuholaisia ​​vastaan ​​useita viikkoja tai kuukausia. Esimerkki: Carbofuran.

Lyhytaikaiset aineet: Nämä hyönteismyrkyt vaativat usein uudelleenkäyttöä, koska niiden vaikutus katoaa nopeasti. Esimerkki: metomyyli.

5. Sovellusalueella

Karbamaatteja käytetään laajasti maataloudessa, puutarhaviljelyssä ja ihmisten terveyden suojelemiseen hyönteisten vektorilta. Ne voidaan luokitella käyttöalueellaan:

Maatalouden karbamaatit: Näitä hyönteismyrkkyjä käytetään suojaamaan erilaisia ​​kasveja hyönteisten tuholaisilta. Esimerkki: Carbofuran, Aldrin.

Karbamaatit ihmisten terveyden suojelemiseksi: Näitä aineita käytetään sairausvektoreiden, kuten hyttysten, kirppujen ja luukkien, poistamiseen. Esimerkki: metomyyli.

Karbamaatit kotimaan käyttöön: Näitä hyönteismyrkkyjä käytetään hyönteisten hallintaan asuintiloissa. Esimerkki: Sevin.

6. Myrkyllisyyden mukaan

Karbamaatit voivat vaihdella myrkyllisyytenä ihmisille, eläimille ja ympäristölle, mikä vaikuttaa heidän turvalliseen käyttöön:

Erittäin myrkylliset aineet: näillä hyönteismyrkkyillä on korkea toksisuus ihmisille ja eläimille, joten niitä käytetään erityisesti varovaisuutta. Esimerkki: Aldrin.

Kohtalaisen myrkylliset aineet: Keskipitkän myrkyllisyyden karbamaatit, jotka ovat turvallisempia, mutta vaativat silti varotoimenpiteitä. Esimerkki: metomyyli.

Matalat myrkyllisyysaineet: Näillä aineilla on suhteellisen alhainen toksisuus ja niitä voidaan käyttää alhaisempien terveysriskien kanssa. Esimerkki: Sevin.

7. Sovellusmenetelmällä

Karbamaatit voivat vaihdella kuinka niitä sovelletaan kasveihin ja agronomiaan:

Suihkuttavat aineet: Nämä hyönteismyrkkyt levitetään kasveihin liuoksien tai emulsioiden muodossa. Esimerkki: metomyyli, aldrin.

Maaperänkäsittelyaineet: Näitä hyönteismyrkkyjä käytetään kasvien suojaamiseen istutuksen tai kasvun aikana. Esimerkki: Carbofuran.

Toimintamekanismi

• Kuinka hyönteismyrkyt vaikuttavat hyönteisten hermostoon:

Karbamaatit estävät asetyylikoliiniesteraasin, entsyymin, joka vastaa asetyylikoliinin hajottamisesta hermosynapsissa, vaikutusta. Asetyylikoliinin kertyminen aiheuttaa hermosolujen pitkäaikaisen stimulaation, mikä johtaa hyönteisen halvaantumiseen ja kuolemaan. Tämä vaikutus on ominaista kaikille karbamaattihyönteismyrkkyille.

• Vaikutus hyönteisten aineenvaihduntaan:

Karbamaatit vaikuttavat myös hyönteisten aineenvaihduntaan häiritsemällä niiden kykyä käsitellä energiaa ja ravintoaineita. Tämä johtaa elinten toimintahäiriöihin, jotka hallitsevat liikettä, ruuansulatusta ja hengitystä.

• Esimerkkejä molekyylimekanismeista:

Yksi esimerkki molekyylimekanismista on asetyylikoliiniesteraasiaktiivisuuden estäminen, mikä estää normaalin hermoimpulssinsiirron. Tämä aiheuttaa halvauksen, koska impulssi ei voi kulkea hermokuitua pitkin, mikä häiritsee hyönteisten liikkeiden koordinointia.

• Ero kontaktin ja systeemisten vaikutusten välillä:

Karbamaateilla voi olla molemmat kontaktivaikutukset, joissa tuholaiset kuolevat suoraan kosketuksessa hyönteismyrkkyyn että systeemiseen vaikutukseen, jossa hyönteismyrkky imeytyy kasvin verisuonijärjestelmän kautta ja vaikuttaa siihen ruokkiviin tuholaisiin.

Esimerkkejä tämän ryhmän tuotteista

Esimerkkejä karbamaattihyönteismyrkkyistä ovat:

• Carbaryl (Carbaryyli)-yksi tunnetuimmista ja laajimmin käytetyistä tuotteista erilaisten tuholaisten, kuten hyönteisten, kirvien, kärpästen ja muiden hallitsemiseksi.
• Metomyyli (metomyyli) - tehokas laajaa tuholaispesä, mukaan lukien Coloradon perunakehittimet ja kärpäset.
• Oksamyyli (oksamyyli) - käytetään kasvien, kuten perunoiden ja vihannesten, suojaamiseen.

Edut ja haitat

Karbamaattien etuja ovat niiden korkea tehokkuus useimpien hyönteisten tuholaisten suhteen ja suhteellisen alhainen toksisuus ihmisille ja eläimille ohjeita noudattaessa. Heillä on kuitenkin haittoja, kuten lyhytaikainen vaikutus, hyönteisten vastustuskyvyn potentiaali ja hyödyllisten hyönteisten vaara, mukaan lukien mehiläiset ja saalistavat hyönteiset.

Ympäristövaikutukset

• Vaikutus hyödyllisiin hyönteisiin:

Vaikka karbamaatit ovat tehokkaita tuholaisia ​​vastaan, niillä voi olla myrkyllisiä vaikutuksia hyödyllisiin hyönteisiin, kuten mehiläisiin ja leppäkerttuihin. Tämä voi häiritä ekosysteemejä ja vähentää pölyttäjien populaatioita.

• Hyönteismyrkkyjen jäljellä olevat tasot maaperässä, vedessä ja kasveissa:

Karbamaatit voivat jäädä maaperään ja kasveihin aiheuttaen ongelmia hyönteismyrkkyjen jäännöspitoisuuksilla tuotteissa ja vesistöissä. Tämä voi aiheuttaa riskin ihmisten ja eläinten terveydelle.

• Hyönteismyrkkyjen valonkestävyys ja hajoaminen luonteeltaan:

Karbamaateilla on suhteellisen korkea valonkestävyys, mikä tarkoittaa, että ne voivat jatkua ympäristössä jopa auringonvalolle altistuessa. He kuitenkin lopulta hajoavat, vaikka tämä prosessi voi viedä kauan.

• Elintarvikeketjujen biomagnointi ja kertyminen:

Kuten muutkin kemikaalit, myös karbamaatit voivat kertyä elintarvikeketjuihin, mikä johtaa biomagnifikaatioon, etenkin vesiekosysteemeissä. Tällä voi olla pitkäaikaisia ​​vaikutuksia eläimiin ja kasveihin.

Hyönteisten vastus hyönteismyrkkyihin

• Resistenssin syyt:

Hyönteisten vastus tapahtuu saman ryhmän hyönteismyrkkyjen toistuvan käytön vuoksi, mikä johtaa resistenttien yksilöiden evoluutiovalintaan.

• Esimerkkejä kestävistä tuholaisista:

Esimerkkejä ovat resistenssi tuholaisissa, kuten kirvoissa, whitefliesissä ja Coloradon perunakuoriaisen lajeissa.

• Menetelmät vastustuskyvyn estämiseksi:

Resistenssin estämiseksi suositellaan menetelmiä eri luokkien tuotteiden välillä, käyttämällä yhdistettyjä tuotteita ja integroitujen ohjausmenetelmien soveltamista, mukaan lukien biologinen ja mekaaninen hallinta.

Hyönteismyrkkyjen käytön turvallisuusohjeet

• Ratkaisujen ja annosten valmistelu:

Karbamaattiliuokset tulisi laatia tiukasti kemikaalien ylikuormituksen välttämiseksi. Virheelliset annokset voivat johtaa tehottomaan hoitoon tai kasvien myrkyllisyyteen.

• Suojalaitteiden käyttö:

Suojavarusteita, kuten käsineitä, naamioita ja suojalasit, tulisi käyttää välttääkseen kosketusta kemiallisen aineen kanssa.

• Suositukset kasvien käsittelyyn:

Optimaaliset hoidon olosuhteet ovat aikaisin aamulla tai ilta-tuntia, kun aurinkoaktiivisuus on minimaalinen. Vältä sateista säätä estääksesi tuotteen pesemästä kasveja.

• Odotusjaksojen noudattaminen ennen sadonkorjuuta:

Odotusjaksojen noudattaminen auttaa välttämään jäännösaineiden kertymistä tuotteisiin, mikä voi olla haitallista ihmisille.

Vaihtoehtoja kemiallisille hyönteismyrkkyille

• Biologiset hyönteismyrkyt:

Tuholaisten luonnollisten vihollisten käyttö, kuten entomofagit, bakteeri- ja sienivalmisteet, auttaa hallitsemaan tuholaispopulaatioita käyttämättä kemikaaleja.

• Luonnolliset hyönteismyrkkyt:

Öljyjen, kuten neemöljyn tai valkosipuliliuojen, käyttö voi olla tehokas vaihtoehto kasvien suojaamiseksi hyönteisiltä.

• Feromonilokut ja muut mekaaniset menetelmät:

Feromoneja käytetään tuholaisten houkuttelemiseen ja sieppaamiseen, mikä vähentää kemiallisten hyönteismyrkkyjen tarvetta.

Esimerkkejä tämän ryhmän suosituimmista hyönteismyrkkyistä

Riskit ja varotoimet

• Vaikutus ihmisen ja eläinten terveyteen:

Hallitsematon käyttö voi johtaa myrkytykseen ihmisillä ja lemmikkeillä, aiheuttaen neurologisia ja muita sairauksia.

• Hyönteismyrkytyksen oireet:

Oireita ovat päänsärky, huimaus, pahoinvointi, oksentelu, nopea syke ja koordinaation menetys.

• Ensiapu myrkytykseen:

Lopeta heti kosketus aineen kanssa, pese silmät ja iho, soita lääkärille ja anna tietoa aineesta.

Johtopäätös

Karbamaatit ovat tärkeitä hyönteismyrkkyjä, mutta vaativat huolellista käyttöä mahdollisten ympäristövaikutusten ja tuholaistenkestävyyden vuoksi.

• Muistutus turvallisuusohjeiden noudattamisesta:

Karbamaattien asianmukainen käyttö auttaa välttämään kielteisiä vaikutuksia ympäristöön ja ihmisten terveyteen.

• Soita käyttää turvallisempia ja ympäristöystävällisiä tuholaistorjuntamenetelmiä:

On tärkeää etsiä ja toteuttaa aktiivisesti turvallisempia ja ympäristöystävällisiä tuholaistorjuntamenetelmiä, kuten biologista hallintaa ja luonnollisten hyönteismyrkkyjen käyttöä.

Faq

1. Mitä karbamaatit ovat?

Karbamaatit ovat ryhmä hyönteismyrkkyjä, jotka perustuvat orgaanisiin yhdisteisiin, jotka toimivat estämällä entsyymiasetyylikoliiniesteraasia hyönteisten hermostossa. Tämä johtaa asetyylikoliinin kertymiseen hermosynapseihin, häiritsee normaalia hermon leviämistä ja aiheuttaa hyönteisen kuoleman.

2. Kuinka karbamaatit vaikuttavat hyönteisten hermostoon?

Karbamaatit estävät asetyylikolinesteraasia, mikä johtaa asetyylikoliinin kertymiseen hermopäätteisiin. Tämä aiheuttaa hermosolujen pitkäaikaisen stimulaation, mikä puolestaan ​​häiritsee hermon siirtymistä, mikä johtaa halvaantumiseen ja hyönteisen kuolemaan.

3. Mitkä ovat tunnetuimmat ja yleisesti käytetyt karbamaatit?

Joitakin tunnetuimmista karbamaateista ovat tuotteet, kuten karbaryyli, metomyyli ja oksamyyli. Näitä hyönteismyrkkyjä käytetään hallitsemaan monenlaisia ​​tuholaisia ​​maatalouskasveissa ja puutarhaviljelyssä.

4. Kuinka karbamaatit eroavat muista hyönteismyrkkyjen, kuten organofosfaattien, ryhmistä?

Karbamaatit, kuten organofosfaatit, estävät asetyylikolinesteraasia, mutta niillä on lyhyempi vaikutus, mikä tekee niistä vähemmän myrkyllisiä ihmisille ja eläimille verrattuna organofosfaateihin. Karbamaatteja käytetään myös yleisemmin erikoistuneempiin sovelluksiin maataloudessa ja puutarhaviljelyssä.

5. Mitkä ovat karbamaattien edut?

Karbamaattien tärkein etu on niiden suuri tehokkuus laajalle tuholaisille, mukaan lukien hyönteiset, punkit ja muut niveljalkaiset. Heillä on suhteellisen alhainen myrkyllisyys ihmisille ja lemmikkeille, kun niitä käytetään ohjeiden mukaisesti.

6. Mitkä ovat karbamaattien haitat?

Haitat sisältävät niiden lyhytaikaisen vaikutuksen, hyönteisten kehittymisen potentiaalin, toksisuuden hyödyllisille hyönteisille (kuten mehiläisille) ja ympäristön saastumisen riski kerääntyä maaperään ja veteen.

7. Mitkä ovat tärkeimmät ympäristöriskit karbamaatteja käytettäessä?

Karbamaatit voivat vaikuttaa hyödyllisiin hyönteisiin, kuten mehiläisiin ja leppäkerttuihin. Lisäksi ne voivat kertyä ekosysteemeihin, saastumiseen maaperään, veteen ja kasveihin, mikä aiheuttaa vaaran ruokaketjuille ja yleensä ekosysteemien terveydelle.

8. Kuinka hyönteisten vastus karbamaateille voidaan estää?

Resistenssin estämiseksi on suositeltavaa vuorotella eri luokkien tuotteiden välillä, käyttää yhdistettyjä formulaatioita ja soveltaa integroituja tuholaistorjuntamenetelmiä, kuten biologista ja mekaanista hallintaa.

9. Mitä varotoimenpiteitä tulisi toteuttaa karbamaatteja?

Karbamaatteja levitettäessä on tärkeää seurata tarkkoja annoksia, käyttää suojalaitteita, kuten käsineitä, suojalaseja ja naamioita, ja harkita kellonaikaa ja sääolosuhteita kasvien käsittelyyn. On myös ratkaisevan tärkeää noudattaa odotusjaksoja ennen sadonkorjuuta.

10. Onko karbamaateille vaihtoehtoja tuholaistorjunnassa?

Kyllä, vaihtoehdot sisältävät biologiset hyönteismyrkkyt (kuten entomofagit, bakteeri- ja sienivalmisteet), luonnolliset hyönteismyrkkyt (kuten Neem-öljy, tupakkainfuusiot, valkosipuliliuokset) ja mekaaniset menetelmät, kuten feromonin ansoja ja fyysinen kasvinsuojaus.