Инсектициды

Инсектициды: что это такое?

Инсектицид – вещество (или смесь веществ) химического или биологического происхождения, предназначенное для уничтожения вредных насекомых.

Инсектицид – общепринятое в мировой практике собирательное название всех химических средств для защиты растений, которое состоит из двух слов – insect – насекомое и cide – сокращать (смысловой перевод – средства, сокращающие численность насекомых).

История

Полагают, что защита растений от вредителей возникла с появлением и развитием земледелия около 10 тысяч лет тому назад, а защита запасов продуктов от вредителей – еще раньше. Монокультуры обусловили появление огромных по численности популяций вредителей.

До нашей эры. Одним из первых, кто рекомендовал применение инсектицидов, был Аристотель (основатель зо­ологии и энтомологии), описавший действие серы для избавления человека от вшей.

Воины Александра Македонского для уничтожения паразитов применяли порошки некоторых видов горных ромашек (пиретрум).

Средние века. Более подробные сведения о применении химических средств в борьбе с вредителями встречаются в конце XVII в. К этому периоду относятся некоторые рекомендации по использованию в борьбе с вредителями химических препаратов, полученных из ядовитых растений. Мудрые китайцы использовали в качестве инсектицида небольшие количества веществ, содержащих мышьяк, а позднее – настои табака.

XIX век. Более широко химические средства защиты растений начали использовать только с середины XIX в. В 1867 году в борьбе с колорадским жуком успешно применили парижскую зелень. Ее, а впоследствии и другие соединения мышьяка, начали широко ис­пользовать во всех странах мира, и применяли вплоть до 60-х годов XX в.

В 1896 г. для борьбы с сосущими вредителями были предло­жены керосиново-мыльные и керосиново-известковые эмульсии, а в 1905 г. – эмульсия нефтяных минеральных масел. Широко ис­пользовали также препараты растительного происхождения: ана­базин-сульфат и никотин-сульфат.

XX век. В 1874 году был синтезирован дихлордифенилтрихлорэтан (ДДТ), хотя его инсектицидные свойства обнаружили только в 1939 году. В 1942 году Мюллер, Лаугер и Мартин предложили ДДТ в качестве инсектицида и за­патентовали от имени фирмы «Гейги» (Швейцария) (позже «Сиба-Гейги», ныне – «Новартис»). В 1948 году Мюллер получил за создание этого ин­сектицида Нобелевскую премию.

Одновременно группа хлорсодержащих соединений, к которым принадлежал ДДТ, активно исследовалась. В 1942 году она была пополнена эффективным в уничтожении вредителей препаратом – гексахлорциклогексаном (ГХЦГ) и его гамма-изомером – ланданом (ГХЦГ впервые был синтезирован Фарадеем в 1825 году). За 40-летний период, начиная с 1947 года, когда активно заработали заводы поп производству хлорорганических препаратов, их было выпущено 3 628 720 т с содержанием хлора 50-73%.

Во время второй мировой в Германии впервые были разработа­ны фосфорорганические соединения, обладающие инсектицидной актив­ностью, а в 1949 году осуществлен синтез первого пиретроида.

Синтез пиретроидов начали в конце 40-х годов прошлого столетия. В 1949 г. был синтезирован аллетрин, в 1945 г. – тетраметрин, двумя годами позже – ресметрин. На мировом рынке пестицидов в начале 70-х годов они имели серьезный недостаток: сравнительно быстро теряли активность в условиях внешней среды.

Современный ассортимент инсектицидов характеризуется появ­лением новых групп препаратов биогенного происхождения – аналогов природных соединений, содержащихся в живых организ­мах (биологические пестициды) и биологически активных соединений, регулирующих развитие вредных организмов (аттрактанты, феромоны, ювеноиды, хемостерилянты, антифиданты).

Также ведутся поиски препаративных форм, удобных для хранения, использования и менее опасных для персонала. Разрабатываются и более эффективные способы применения инсектицидов. Главный вектор последних десятилетий – разработка и внедрение действенных и менее экологически опасных препаратов.

Классификация инсектицидов

Инсектициды принято разделять по трем принципам:

• объектам применения: в зависимости от того, против каких вредителей их применяют (производственная классификация);
• способности проникать в организм вредителя, характеру и механизму действия;
• химическому составу (химическая классификация).

Производственная классификация инсектицидов

Некоторые инсектициды поражают всех без исключения насекомых. Но существуют также препараты избирательного действия, которые оказывают влияние только на отдельные виды вредителей, не затрагивая безвредных насекомых-опылителей.

• афициды (от лат. афис – тля) – это инсектициды исключительно от тли;
• инсектоакарициды - химические препараты, которые одинаково уничтожают и клещей, и насекомых.
• ларвициды (от лат. ларва – личинка) – вещества, воздействующие на личинки;
• овициды (от лат. овум – яйцо) – вещества, оказывающие действие на яйца насекомых;
• аттрактанты (от лат. аттрахере – привлекать) – вещества, приманивающие насекомых в ловушку;
• феромоны (от греч. феромао – возбуждаю) – вещества экстрагормонального типа, выделяемые в атмосферу насекомыми одного вида в каче­стве сигналов следа, пищи, агрегации, спаривания и т.п.; подобные соединения используют в сельском хозяйстве для привлечения вредителей в ловушки и их последующей обработки инсектицидами;
• репелленты (от лат. репелленс – отталкивающий) – препараты, которые отпугивают вредителей, а не убивают их;
• стерилизаторы (от лат. стерилис – бесплодный) – вещества, действующие на половую систему вредных насекомых и предотвращающие таким обра­зом их размножение, что сокращает численность популяции.
• афиданты (антифиданты, антифидинги) (от англ. фид – питать) – веще­ства, уменьшающие аппетит у вредных насекомых или совсем отпугивающие их от пищи.

Инсектициды могут относиться к какой-либо одной категории или сразу к нескольким, например, одновременно быть инсектоакарицидами, овицидами и содержать в себе аттрактанты – приманивать насекомых, воздействовать на имаго (взрослых особей) и на отложенные ими яйца. 

Афициды и антифиданты практически не встречаются в популярных инсектицидах, так как они лишь регулируют популяции вредителей, не уничтожая их полностью. 

По способу проникновения в организм и характеру действия

Такая классификация дает возможность судить о способах проникновения ядов в организм и, следовательно, о методах их использования. Данная классификация делит инсектициды на системные, кишечные, контактные, дыхательные, бактериальные и акарициды.

• контактные - проникают в организм вредителя через кожу после тщательной обработки зеленого участка. Все насекомые, на которых попадет препарат, погибнут. От соблюдения основных правил нанесения, погоды в этой местности зависит результат борьбы. Многие химикаты подходят для профилактических мероприятий, но только в сухую погоду, так как легко смываются водой. В составе чаще всего содержатся высокотоксичные фосфорорганические соединения;

• кишечные - действующее вещество проникает в пищеварительную систему паразита одновременно с соком поедаемого растения, его зелеными частями. Данные препараты используют против насекомых, имеющих грызущий, сосущий ротовой аппарат, высокоэффективны в борьбе со многими видами жучков, гусениц, личинок. Еще они применяются в качестве профилактики. Средства распределяются по поверхности растения крайне неравномерно, потому их наносят очень тщательно;

• системные - инсектицид поглощается листьями и корнями растения, перемещаясь по его сосудистой системе. Культура становится ядовитой пищей для насекомых. Преимущество системных препаратов заключается в пролонгированном действии. Есть возможность применять состав в любую погоду. Недостаток — действие замедленное, вредитель погибает не сразу. Самые эффективные средства содержат имидаклоприд и фосфорорганические яды;
• дыхательные химикаты иначе называют фумигантами.Фумиганты (fumigo – окуриваю, дымлю) – химические препараты, отравляющие насекомых через дыхательные пути. Фумиганты особенно эффективны против сильного заражения растений. Выпускаются в паро- и газообразном виде.

Помимо химических, сегодня на полках магазинов можно найти немало биологических инсектицидов, действующими веществами которых являются споры грибов, штаммы микроорганизмов и т.п.

Большинство препаратов от вредителей являются либо кишечными, либо контактными, либо сочетают в себе обе функции. Системные инсектициды из-за принципа своего действия используются в садах и сельском хозяйстве. Инсектициды в форме фумигантов – это остротоксичные газы, например, фосфин. Они смертельно опасны не только для насекомых, но и для любых живых существ, которые попадают в радиус их действия, в том числе и для человека. Даже профессиональное их использование допускается только при наличии особой лицензии. 

По механизму действия

Используемые в современных инсектицидах вещества могут приводить к гибели паразитов одним из 4-х способов.

1. Вещества, нарушающие функции нервной системы, приводя к параличу:

• соединения, действующие на ионные каналы (нарушающие про­хождение нервного импульса по аксону), натрий-калиевые кана­лы и обмен кальция: синтетические пиретроиды, галогенпроизводные углеводородов;
• ингибиторы ацетилхолинэстеразы: фосфорорганические соединения, карбаматы

2. Вещества, блокирующие постсинаптические рецепторы, вызывая нервное перевозбуждение:

• холинэргические рецепторы, реагирующие на никотин: неоникотиноиды, бенсултап;
• рецепторы гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) и глутамата: авермектины и фенилпиразолы.

3. Ингибиторы митохондриального дыхания (окислительного фосфорилирования):

• феназахин, пиридабен.

4. Ингибиторы синтеза хитина, за счёт чего вредитель не может развиваться и расти:

• производные бензоилмочевины.

Насекомые-вредители имеют разное биологическое строение, поэтому оптимальный способ воздействия для каждого препарата выбирается в зависимости от того, против каких именно паразитов его планируется использовать. 

Химических действующих веществ, на основе которых могут производиться инсектицидные средства, более сотни. Некоторые из них безнадёжно устаревают и перестают использоваться вовсе, например, такие как ДДТ, другие усовершенствуются, формируя собой новые поколения уже существующих химических веществ, третьи являются абсолютно новыми разработками. Какие конкретно вещества включаются в состав средства зависит от паразитов, на которых они должны воздействовать. 

Способы применения инсектицидов

Основными способами применения инсектицидов являются:

• опрыскивание,
• опыливание (применение порошков, дустирование),
• внесение препаратов в почву в форме гранул или порошков,
• обработка семян пылевидными или жидкими пре­паратами,
• аэрозольные обработки,
• фумигация.

Соотношение различных способов применения зависит от наличия и совершенства аппаратуры, наличия и качества препаративных форм инсектицидов, требований к условиям безопасного использования инсектицидов и т. д.

Инсектициды и окружающая среда

Действие инсектицидов на растения и биоценозы

Инсектициды, проникшие в растения, приводят к их подавляющему, повреждающему или, наоборот, стимулирующему эффекту в общем состоянии, росте и развитии. Если препараты применяют в умеренных дозах при оптимальных условиях температуры, отсутствии дефицита влаги и достаточном количестве доступных растениям питательных веществ, это обусловливает стимулирующее действие инсектицида на защищаемые растения, их рост, развитие и накопление ценных компонентов. Наиболее значительный эффект наблюдается при применении инсектицидов в период интенсивного роста растений.

Применение химических препаратов в повышенных дозировках приводит к глубоким изменениям в обмене веществ. На определенном уровне воздействия пестицида растения не могут преодолеть нарушения физиологических функций, и наступают необратимые процессы, отрицательно влияющие на рост и развитие, а иногда приводящие к их гибели.

При попадании в биоценоз инсектициды взаимодействуют практически со всеми растениями, насекомыми, микрофлорой, земноводными. В процессе интеграции и продвижения по трофическим путям химические препараты попадают в водоемы, накапливаются в животных и птицах.

• К воздействию пестицидов очень чувствительна одна из составных частей биоценоза – микрофлора почвы. Большинство пестицидов, внесенных в оптимальных дозах, не вызывает резких и длительных нарушений в составе почвенной микрофлоры. Наиболее сильное токсическое действие они оказывают в первый период после внесения. Через 6-10 недель после обработки микрофлора восстанавливается.
• Другая уязвимая часть биоценоза – полезные насекомые-энтомофаги, на которых инсектициды оказывают прямое или косвенное влияние (например, при питании погибшими насекомыми). Отрицательное воздействие оказывают инсектициды на насекомых – опылителей: пчел, шмелей, бабочек.
• Третья составная часть биоценоза – водоемы и их обитатели – также испытывают негативное влияние химических веществ. Небольшие концентрации токсикантов вызывают стимуляцию жизненных функций планктона, более высокие их угнетают, еще более высокие ведут к гибели. В то же время водоросли выступают как фактор детоксикации остатков пестицидов, аккумулируя их в своих клетках.

Для биоценозов особо опасен широкий спектр действия инсектицидов, под комплексным воздействием которых происходят изменения популяционного состава в сторону деградации, редукции. При этом упрощается генетическая структура не только отдельных видов, но и ценозов в целом.

Класс опасности инсектицидов

Степень опасности препаратов (канцерогенность, токсичность, эмбриотоксичность, тератогенность, раздражающее действие и т. д.) зависит от степени воздействия действующего компонента на человеческий организм. Чтобы получить экологически чистые и безопасные для здоровья овощи и фрукты, а также не навредить фауне, крайне важно обращать внимание на класс опасности инсектицидов. Выделяют 4 класса опасности: чрезвычайно опасные, высокоопасные, умеренно опасные, малоопасные.

Препараты 1 класса опасности чрезвычайно токсичны, поэтому их применяют лишь в закрытых помещениях. Во избежание несчастных случаев, доступ людей в такие помещения до проветривания должен быть ограничен. К таким веществам относят прежде всего фумиганты (фотоксин и магтоксин).

Препараты 2 класса опасности также обладают высокой степенью опасности. Сюда входят препараты, действующим веществом которых выступает фентион. На сегодняшний день они запрещены для обработки кормовых и пищевых культур. 

Препараты 3 класса опасности умеренно опасны. К их числу относятся разнообразные гранулы, эмульсии, а также мелки против насекомых, таблетки против моли и комаров. Данный класс инсектицидов отличается низкой токсичностью для млекопитающих и птиц, однако чрезвычайно опасен для хладнокровных, в том числе рыб и рептилий.Препараты этого класса встречаются на полках специальных торговых точек наиболее часто. У многих насекомых выработана устойчивость к таким веществам, чего не скажешь о человеке.