Karbamāti

Karbamāti ir ķīmisku savienojumu grupa, kas satur karbamoil grupu (-NH-C = O), un tos plaši izmanto kā insekticīdus, lai aizsargātu augus no kaitēkļiem. Šīs vielas darbojas uz kukaiņu nervu sistēmas, kavējot enzīmu acetilholīnesterāzi, izraisot acetilholīna uzkrāšanos nervu galos un traucējot nervu pārnešanu, kas izraisa paralīzi un kukaiņu nāvi. Karbamātiem ir plašs aktivitātes spektrs, padarot tos efektīvus pret plašu kukaiņu kaitēkļu klāstu.

Mērķi un nozīme lauksaimniecībā un dārzkopībā

Karbamātiem ir nozīmīga loma lauksaimniecībā, aizsargājot augus no kaitēkļiem un nodrošinot veselīgu labības augšanu. Šos insekticīdus bieži izmanto, lai kontrolētu kaitēkļus, piemēram, kukaiņus, kas ietekmē dārzeņus, augļus, graudaugus un citas kultūras. Turklāt tie tiek izmantoti dārzkopībā, lai aizsargātu dekoratīvos augus no kaitēkļiem, piemēram, laputīm, baltām un ērcītēm.

Tēmas atbilstība

Karbamātu un to pareizas pielietojuma izpēte ir būtiska efektīvai kaitēkļu apkarošanai, ražas zudumu samazināšanai un augu veselības nodrošināšanai. Izpratne par to ietekmi uz kukaiņiem un ekosistēmām, kā arī ievērojot drošas lietošanas vadlīnijas, palīdz mazināt vides riskus un uzlabot insekticīdu rezistences pārvaldību. Starp pieaugošo izturību pret ķīmiskām vielām kaitēkļu izpēte, alternatīvu kontroles metožu izpēte un integrētu pieeju izmantošana kaitēkļu apkarošanā kļūst arvien svarīgāka.

Karbamātu vēsture

Karbamāti ir insekticīdu grupa, kas pirmo reizi tika izstrādāta 20. Gadsimta vidū un ātri ieguva popularitāti to efektivitātes un plašā aktivitātes spektra pret kaitīgajiem kukaiņiem dēļ. Šie ķīmiskie savienojumi kļuva par svarīgu lauksaimniecības un mežsaimniecības sastāvdaļu, jo tie nodrošināja efektīvu aizsardzību pret dažādiem kukaiņu kaitēkļiem.

1. Agrīnie pētījumi un atklājumi

Karbamātu kā insekticīdu attīstība sākās piecdesmitajos gados. Šajā periodā ķīmiķi sāka izpētīt organiskos savienojumus, kas satur karbamīda grupas, lai izveidotu jaunas ķīmiskas vielas augu aizsardzībai. Viens no pirmajiem nozīmīgajiem posmiem bija atklājums, ka tādas ķīmiskas vielas kā metomils un karbarils varētu efektīvi ietekmēt kukaiņu nervu sistēmu.

2. Pirmo komerciālo produktu izstrāde

Karbamāti ātri piesaistīja lauksaimniecības un ķīmiskās rūpniecības uzmanību. Piecdesmitajos gados pēc veiksmīgiem laboratorijas izmēģinājumiem tika izstrādāti pirmie komerciāli pieejamie produkti, piemēram, Karbarils, kas tika reģistrēts 1956. Gadā. Šī viela kļuva par vienu no populārākajiem insekticīdiem un tika izmantota, lai apkarotu plašu kukaiņu kaitēkļu klāstu lauksaimniecībā.

3. Karbamāta lietošanas paplašināšana

Sešdesmitajos un 70. Gados karbamātu izmantošana ievērojami paplašinājās. Šie produkti kļuva par vienu no galvenajiem augu aizsardzības līdzekļiem, ko izmanto lauksaimniecībā, īpaši, lai aizsargātu kultūru no kaitēkļiem, piemēram, laputīm, vabolēm, mušām un citiem kaitēkļiem. Karbamāti demonstrēja augstu efektivitāti un salīdzinoši zemu toksicitāti augiem, padarot tos plaši izmantojamus lauksaimniecības praksē.

4. Drošības un ekoloģiskie jautājumi

Neskatoties uz to augsto efektivitāti, karbamātu izmantošana izraisīja virkni vides un toksikoloģiskas problēmas. 70. Un 1980. Gados kļuva skaidrs, ka karbamāti var būt toksiski ne tikai kukaiņiem, bet arī citiem labvēlīgiem organismiem, piemēram, bitēm un labvēlīgiem plēsējiem. Tas izraisīja bažas par to ietekmi uz ekosistēmām un bioloģisko daudzveidību. Turklāt daži karbamāti sāka izraisīt pretestību kukaiņu kaitēkļiem, kas vēl vairāk samazināja to efektivitāti.

5. Mūsdienīgas pieejas un izmantošana

Mūsdienās karbamāti joprojām ir nozīmīga insekticīdu klase, bet to izmantošanu ierobežo tādi faktori kā drošības prasības un ekosistēmas aizsardzība. Mūsdienu pētījumi koncentrējas uz karbamātu izmantošanas drošības uzlabošanu, samazinot to ietekmi uz labvēlīgajiem kukaiņiem un stratēģiju izstrādi, lai novērstu kukaiņu pretestību šiem insekticīdiem. Dažās valstīs ir ieviesti stingri noteikumi, lai ierobežotu karbamātu izmantošanu to vides risku un toksicitātes dēļ.

6. Pretošanās jautājumi un jauninājumi

Laika gaitā kukaiņi sāka attīstīt izturību pret karbamātiem, kas kļuva par nozīmīgu izaicinājumu ķīmisko augu aizsardzībai. Mūsdienās aktīvi tiek izstrādāti jauni, efektīvāki produkti un integrētas kaitēkļu kontroles metodes, ieskaitot karbamātus, koncentrējoties uz drošāku un ilgtspējīgāku izmantošanu.

Tādējādi karbamātu vēsture ir ceļojums no to sākotnējās attīstības un popularitātes līdz vajadzības pēc vajadzības piesardzīgākas pieejas šo insekticīdu izmantošanas izmantošanai.

Klasifikācija

Karbamāti ir organisko savienojumu klase, kas ietver gan dabiskās vielas, gan sintētiskos analogus. Atkarībā no molekulārās struktūras un ķīmiskajām īpašībām karbamātus var klasificēt šādi:

• Alifātiskie karbamāti-molekulas ar taisnas ķēdes oglekļa mugurkaulu, piemēram, karbarilu.
• Arilkarbamāti - karbamāti, kas satur aromātisku grupu, piemēram, metomil.
• Imidazolin- un triazolīna-karbamāti-karbamāti, kas ietver slāpekli saturošas heterocikliskās struktūras.

Šīs klasifikācijas palīdz noteikt produktu darbības diapazonu un to stabilitāti pret degradāciju.

1. Ar darbības mehānismu

Karbamātu darbības mehānisms ir balstīts uz acetilholīnesterāzes aktivitātes bloķēšanu - fermentu, kas nervu sistēmas sinapsēs sadala acetilholīnu. Tas noved pie acetilholīna uzkrāšanās, nervu impulsa pārnešanas traucējumi un kukaiņu paralīze.

Acetilholīnesterāzes inhibitori: visi karbamāti darbojas caur līdzīgu mehānismu, kavējot acetilholīnesterāzi, kas traucē nervu impulsa pārnešanu kukaiņu ķermenī. Piemēri: Metomils, Aldrīns.

2. Pēc ķīmiskās struktūras

Karbamātus var klasificēt pēc to molekulu struktūras, kas nosaka to fizikāli ķīmiskās īpašības un īpašo aktivitāti.

Alifātiskie karbamāti: šiem savienojumiem ir ogļūdeņražu ķēde, kas piestiprināta pie karbamila grupas. Piemērs: metomil.

Aromātiskie karbamāti: Šie savienojumi satur aromātiskus gredzenus, kas tiem piešķir īpašas īpašības. Piemērs: fenoksikarbs.

3. Pēc darbības veida

Karbamāti var rīkoties vai nu kontakti, vai sistemātiski atkarībā no tā, kā tie nonāk kukaiņu ķermenī.

Sazinieties ar karbamātiem: Šīs vielas darbojas tieši saskarē ar kukaiņiem. Piemērs: metomil.

Sistēmiski karbamāti: tās ir vielas, kas iekļūst augos un izplatās caur to audiem, ietekmējot kukaiņus, kas barojas ar augu sulu. Piemērs: Carbofuran.

4. Pēc darbības ilguma

Karbamāti var atšķirties pēc to iedarbības ilguma, kas nosaka to efektivitāti ilgtermiņa vai īstermiņa darbībai.

Ilgstošas ​​darbības vielas: šie insekticīdi vairākas nedēļas vai mēnešus nodrošina augu aizsardzību pret kaitēkļiem. Piemērs: Carbofuran.

Īsas darbības vielas: šiem insekticīdiem ir nepieciešama bieža atkārtota veikšana, jo to ietekme ātri izzūd. Piemērs: metomil.

5. Pēc pielietošanas apgabala

Karbamāti tiek plaši izmantoti lauksaimniecībā, dārzkopībā un cilvēku veselības aizsardzībai no slimību kukaiņu vektoriem. Tos var klasificēt pēc to lietošanas jomas:

Lauksaimniecības karbamāti: Šie insekticīdi tiek izmantoti, lai aizsargātu dažādas kultūras no kukaiņu kaitēkļiem. Piemērs: Carbofuran, Aldrin.

Cilvēka veselības aizsardzības karbamāti: šīs vielas tiek izmantotas, lai novērstu slimību vektorus, piemēram, odus, blusas un gultas bumbas. Piemērs: metomil.

Karbamāti lietošanai vietējā mērogā: Šie insekticīdi tiek izmantoti, lai kontrolētu kukaiņus dzīvojamās telpās. Piemērs: Sevins.

6. Ar toksicitāti

Karbamāti toksicitātē var atšķirties atkarībā no cilvēkiem, dzīvniekiem un videi, kas ietekmē to drošu izmantošanu:

Augsti toksiskas vielas: šiem insekticīdiem ir augsta toksicitāte cilvēkiem un dzīvniekiem, tāpēc, lietojot tos, ir nepieciešama īpaša piesardzība. Piemērs: Aldrīns.

Vidēji toksiskas vielas: vidējas toksicitātes karbamāti, kas ir drošāki, bet joprojām prasa piesardzības pasākumus. Piemērs: metomil.

Zemas toksicitātes vielas: šīm vielām ir salīdzinoši zema toksicitāte, un tās var izmantot ar zemāku veselības risku. Piemērs: Sevins.

7. Pēc lietojumprogrammas metodes

Karbamāti var atšķirties atkarībā no tā, kā tie tiek piemēroti augiem un agronomijā:

Smidzināmas vielas: Šie insekticīdi tiek uzklāti augiem šķīdumu vai emulsiju veidā. Piemērs: metomils, Aldrīns.

Augsnes apstrādes vielas: Šie insekticīdi tiek izmantoti, lai aizsargātu augus stādīšanas vai augšanas laikā. Piemērs: Carbofuran.

Darbības mehānisms

• Kā insekticīdi ietekmē kukaiņu nervu sistēmu:

Karbamāti kavē acetilholīnesterāzes darbību - enzīmu, kas ir atbildīgs par acetilholīna sadalīšanu nervu sinapsēs. Acetilholīna uzkrāšanās izraisa ilgstošu nervu šūnu stimulāciju, izraisot kukaiņa paralīzi un nāvi. Šis efekts ir raksturīgs visiem karbamātu insekticīdiem.

• Ietekme uz kukaiņu metabolismu:

Karbamāti ietekmē arī kukaiņu metabolismu, izjaucot to spēju apstrādāt enerģiju un barības vielas. Tas noved pie darbības traucējumiem orgānos, kas kontrolē kustību, gremošanu un elpošanu.

• Molekulāro darbības mehānismu piemēri:

Viens molekulārā mehānisma piemērs ir acetilholīnesterāzes aktivitātes kavēšana, kas novērš normālu nervu impulsa pārnešanu. Tas izraisa paralīzi, jo impulss nevar ceļot pa nervu šķiedru, izjaucot kukaiņu kustību koordināciju.

• Atšķirība starp kontaktu un sistēmisko efektu:

Karbamāti var uzrādīt gan kontakta darbību, kurā kaitēkļi mirst tieši saskarē ar insekticīdu, gan sistēmisku darbību, kur insekticīds tiek absorbēts caur auga asinsvadu sistēmu un ietekmē kaitēkļus, kas to baro.

Produktu piemēri šajā grupā

Karbamātu insekticīdu piemēri ir:

• Karbarils (karbarils)-viens no vispazīstamākajiem un plaši izmantotajiem produktiem dažādu kaitēkļu, piemēram, kukaiņu, laputu, mušu un citu, kontrolei.
• Metomils (metomils) - efektīvs pret plašu kaitēkļu spektru, ieskaitot Kolorādo kartupeļu vaboņu un mušas.
• Oksamils ​​(oksamilgrupa) - tiek izmantots, lai aizsargātu kultūras, piemēram, kartupeļus un dārzeņus.

Priekšrocības un trūkumi

Karbamātu priekšrocības ir to augstā efektivitāte pret lielāko daļu kukaiņu kaitēkļu un salīdzinoši zemu toksicitāti cilvēkiem un dzīvniekiem, ievērojot instrukcijas. Tomēr viņiem ir trūkumi, piemēram, īstermiņa darbība, pretestības potenciāls kukaiņos un briesmas labvēlīgiem kukaiņiem, ieskaitot bites un plēsīgus kukaiņus.

Ietekme uz vidi

• Ietekme uz labvēlīgiem kukaiņiem:

Kaut arī karbamāti ir efektīvi pret kaitēkļiem, tiem var būt toksiska ietekme uz labvēlīgiem kukaiņiem, piemēram, bitēm un mārītes. Tas var izjaukt ekosistēmas un samazināt apputeksnētāju populācijas.

• Insekticīdu atlikušais līmenis augsnē, ūdenī un augos:

Karbamāti var palikt augsnē un augos, radot problēmas ar insekticīdu atlikušo koncentrāciju produktos un ūdenstilpēs. Tas var radīt risku cilvēku un dzīvnieku veselībai.

• Insekticīdu fotostabilitāte un degradācija dabā:

Karbamātiem ir salīdzinoši augsta fotostabilitāte, kas nozīmē, ka tie var saglabāties vidē pat tad, ja tie ir pakļauti saules gaismai. Tomēr tie galu galā pasliktinās, lai gan šis process var aizņemt daudz laika.

• Biomagnificēšana un uzkrāšanās pārtikas ķēdēs:

Tāpat kā citas ķīmiskas vielas, arī karbamāti var uzkrāties pārtikas ķēdēs, izraisot biomagnificēšanu, īpaši ūdens ekosistēmās. Tam var būt ilgstoša ietekme uz dzīvniekiem un augiem.

Kukaiņu izturība pret insekticīdiem

• Pretestības cēloņi:

Pretestība kukaiņos rodas, atkārtoti lietojot insekticīdus no tās pašas grupas, izraisot izturīgu indivīdu evolūcijas izvēli.

• Izturīgu kaitēkļu piemēri:

Piemēri ir izturība pret kaitēkļiem, piemēram, laputīm, baltajām un dažādas Kolorādo kartupeļu vaboles sugas.

• Pretestības novēršanas metodes:

Lai novērstu rezistenci, ieteicams izmantot tādas metodes kā pārmaiņus starp dažādu klašu produktiem, izmantot kombinētus produktus un ieteicams izmantot integrētās vadības metodes, ieskaitot bioloģisko un mehānisko kontroli.

Drošības vadlīnijas insekticīdu lietošanai

• Risinājumu un devas sagatavošana:

Karbamāta šķīdumi jāsagatavo stingri saskaņā ar instrukcijām, lai izvairītos no ķīmisko vielu pārmērīgas koncentrācijas. Nepareizas devas var izraisīt neefektīvu ārstēšanu vai toksicitāti augiem.

• Aizsardzības aprīkojuma izmantošana:

Lai izvairītos no saskares ar ķīmisko vielu, jāvalkā tādi aizsardzības aprīkojums kā cimdi, maskas un aizsargbrilles.

• Ieteikumi augu ārstēšanai:

Optimālie ārstēšanas apstākļi ir agrā rīta vai vakara stundās, kad saules aktivitāte ir minimāla. Izvairieties no lietaina laika, lai novērstu produkta mazgāšanu no augiem.

• Pirms novākšanas ievērošana gaidīšanas periodos:

Gaidīšanas periodu ievērošana palīdz izvairīties no atlikušo vielu uzkrāšanās produktos, kas var būt kaitīgi cilvēkiem.

Ķīmisko insekticīdu alternatīvas

• Bioloģiskie insekticīdi:

Kaitēkļu, piemēram, entomofāgu, baktēriju un sēnīšu preparātu, dabisko ienaidnieku izmantošana palīdz kontrolēt kaitēkļu populācijas, neizmantojot ķīmiskas vielas.

• Dabiski insekticīdi:

Eļļu, piemēram, neem eļļas vai ķiploku šķīdumu lietošana, var būt efektīva alternatīva, lai aizsargātu augus no kukaiņiem.

• Feromonu slazdi un citas mehāniskās metodes:

Feromonus izmanto, lai piesaistītu un uztvertu kaitēkļus, samazinot vajadzību pēc ķīmiskiem insekticīdiem.

Šīs grupas populārāko insekticīdu piemēri

Riski un piesardzības pasākumi

• Ietekme uz cilvēku un dzīvnieku veselību:

Nekontrolēta lietošana var izraisīt saindēšanos cilvēkiem un mājdzīvniekiem, izraisot neiroloģiskas un citas slimības.

• Saindēšanās ar insekticīdiem simptomi:

Simptomi ir galvassāpes, reibonis, slikta dūša, vemšana, ātra sirdsdarbība un koordinācijas zudums.

• Pirmā palīdzība saindēšanai:

Nekavējoties pārtrauciet kontaktu ar vielu, mazgājiet acis un ādu, piezvaniet ārstam un sniedziet informāciju par vielu.

Secinājums

Karbamāti ir svarīgi insekticīdi, bet nepieciešami rūpīgi izmantot iespējamās sekas videi un izturību pret kaitēkļiem.

• Atgādinājums, lai ievērotu drošības vadlīnijas:

Pareiza karbamātu izmantošana palīdz izvairīties no negatīvas ietekmes uz vidi un cilvēku veselību.

• Zvaniet, lai izmantotu drošākas un videi draudzīgas kaitēkļu kontroles metodes:

Ir svarīgi aktīvi meklēt un ieviest drošākas un videi draudzīgas kaitēkļu kontroles metodes, piemēram, bioloģiskā kontrole un dabisko insekticīdu izmantošana.

FAQ

1. Kas ir karbamāti?

Karbamāti ir insekticīdu grupa, kas balstīta uz organiskiem savienojumiem, kas darbojas, inhibējot fermentu acetilholīnesterāzi kukaiņu nervu sistēmā. Tas noved pie acetilholīna uzkrāšanās nervu sinapsēs, traucējot normālu nervu pārnešanu un izraisot kukaiņa nāvi.

2. Kā karbamāti ietekmē kukaiņu nervu sistēmu?

Karbamāti kavē enzīmu acetilholīnesterāzi, izraisot acetilholīna uzkrāšanos nervu galos. Tas izraisa ilgstošu nervu šūnu stimulēšanu, kas savukārt izjauc nervu pārnešanu, izraisot paralīzi un kukaiņa nāvi.

3. Kādi ir vispazīstamākie un parasti izmantotie karbamāti?

Daži no vispazīstamākajiem karbamātiem ir tādi produkti kā karbarils, metomils un oksamils. Šie insekticīdi tiek izmantoti, lai kontrolētu plašu kaitēkļu klāstu lauksaimniecības kultūrās un dārzkopībā.

4. Kā karbamāti atšķiras no citām insekticīdu grupām, piemēram, organofosfātiem?

Karbamāti, tāpat kā organofosfāti, kavē acetilholīnesterāzi, bet tiem ir īsāks darbības ilgums, padarot tos mazāk toksiskus cilvēkiem un dzīvniekiem, salīdzinot ar organofosfātiem. Arī karbamātus biežāk izmanto specializētākām lietojumiem lauksaimniecībā un dārzkopībā.

5. Kādas ir karbamātu priekšrocības?

Galvenā karbamātu priekšrocība ir to augstā efektivitāte pret plašu kaitēkļu klāstu, ieskaitot kukaiņus, ērces un citus posmkājus. Viņiem ir salīdzinoši zema toksicitāte cilvēkiem un mājdzīvniekiem, ja tos lieto saskaņā ar instrukcijām.

6. Kādi ir karbamātu trūkumi?

Trūkumi ietver to īstermiņa darbību, pretestības potenciālu attīstīties kukaiņos, toksicitāti pret labvēlīgiem kukaiņiem (piemēram, bitēm) un vides piesārņojuma risku, uzkrājot augsni un ūdeni.

7. Kādi ir galvenie vides riski, lietojot karbamātus?

Karbamāti var ietekmēt labvēlīgus kukaiņus, piemēram, bites un mārītes. Turklāt tie var uzkrāties ekosistēmās, piesārņojot augsni, ūdeni un augus, kas rada briesmas pārtikas ķēdēm un ekosistēmu veselībai kopumā.

8. Kā var novērst kukaiņu izturību pret karbamātiem?

Lai novērstu rezistenci, ieteicams pārmaiņus starp dažādām klasēm izstrādājumiem, izmantot kombinētās zāļu formas un izmantot integrētas kaitēkļu apkarošanas metodes, piemēram, bioloģisko un mehānisko kontroli.

9. Kādi piesardzības pasākumi būtu jāveic, uzklājot karbamātus?

Uzklājot karbamātus, ir svarīgi ievērot precīzas devas, izmantot aizsardzības aprīkojumu, piemēram, cimdus, aizsargbrilles un maskas, un apsvērt dienas laiku un laika apstākļus augu ārstēšanai. Pirms ražas novākšanas ir arī svarīgi ievērot gaidīšanas periodus.

10. Vai ir alternatīvas karbamātiem kaitēkļu apkarošanai?

Jā, alternatīvas ietver bioloģiskos insekticīdus (piemēram, entomofāgus, baktēriju un sēnīšu preparātus), dabiskos insekticīdus (piemēram, neem eļļu, tabakas infūzijas, ķiploku šķīdumus) un mehāniskās metodes, piemēram, feromonu slazdi un fiziskā augu aizsardzība.