Organophosphorinsektizide

Organophosphor-Insektizide (OPIs) sind eine Gruppe chemischer Substanzen, die Phosphor in ihren Molekülen enthalten, die häufig zum Schutz von Pflanzen vor verschiedenen Schädlingen verwendet werden. Diese Insektizide arbeiten, indem es wesentliche Enzyme im Körper des Insekts hemmt, was zu Lähmungen und dem Tod der Schädlinge führt. Sie haben erhebliche Auswirkungen auf die Landwirtschaft und bieten einen wirksamen Schutz vor einer Vielzahl von Insekten.

Ziele und Bedeutung in der Landwirtschaft und im Gartenbau

Das Hauptziel der Verwendung von Organophosphorinsektiziden ist die Steigerung der landwirtschaftlichen Produktivität, indem sie Pflanzen vor Schädlingen wie Insekten, Milben und anderen Parasiten schützen. Im Gartenbau und Garten werden sie zum Schutz von Pflanzen wie Obst, Gemüse und Zierpflanzen verwendet. Diese Insektizide reduzieren die Schäden durch Insektenschädlinge erheblich, was zu einer besseren Qualität und größeren Ernteerträgen führt.

Relevanz des Themas

Die Studie und die ordnungsgemäße Verwendung von Organophosphor-Insektiziden sind ein relevantes Thema, da die effektive und sichere Verwendung dieser Produkte sorgfältige Aufmerksamkeit erfordert. Eine falsche Verwendung oder Über-Anwendung kann zu Widerstand bei Insekten führen und sich negativ auf die Umwelt und die menschliche Gesundheit auswirken. Das Bewusstsein für Organophosphorinsektizide ist wichtig, um Risiken zu minimieren und die landwirtschaftliche Nachhaltigkeit zu gewährleisten.

Die Geschichte von Organophosphorinsektiziden (OPIs)

Organophosphorinsektizide (OPIs) spielen eine Schlüsselrolle bei der Schädlingsbekämpfung und sind ein wichtiger Teil der Landwirtschaft und der Forstwirtschaft. Ihre Geschichte begann in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts, als Wissenschaftler Organophosphorverbindungen erforschen, um effektivere und lang anhaltende Pflanzenschutzmittel zu schaffen.

1. Frühe Forschung und Entdeckungen

Die erste Welle von Interesse an Organophosphorverbindungen trat in den 1930er Jahren auf, als Wissenschaftler Phosphor-haltige Chemikalien als potenzielle Mittel zur Zerstörung von Insektenschädlingen untersuchen. Erste Experimente mit Organophosphorverbindungen konzentrierten sich darauf, sicherere Alternativen zu Organochlorinsektiziden wie DDT zu entwickeln. Zu dieser Zeit zeigten Phosphor-haltige Chemikalien für Insekten eine hohe Toxizität, was sie potenziell wirksame Schutzmittel machte.

2. Die ersten kommerziell erfolgreichen Organophosphor-Insektizide

In den 1940er Jahren erregte Organophosphorverbindungen inmitten des Zweiten Weltkriegs die Aufmerksamkeit des Militärs als chemische Mittel zur Bekämpfung von Schädlingen, einschließlich Insekten. Nach dem Krieg begannen kommerzielle Forschung, die auf militärischen Entwicklungen basierten, die darauf abzielten, Organophosphorinsektizide in der Landwirtschaft anzuwenden. 1947 erschien das erste kommerzielle Organophosphor-Insektizid - Malathion - aufgrund seiner hohen Wirksamkeit gegen eine breite Palette von Insekten schnell beliebt. Es wurde in der Landwirtschaft verwendet und die menschliche Gesundheit vor von Insekten übertragenen Krankheiten schützen.

3. Entwicklung und Verwendung

Seit den frühen 1950er Jahren wurden Organophosphorinsektizide in der Landwirtschaft häufig eingesetzt. Sie lieferten Insekten höhere Toxizität als viele zuvor verwendete Organochlorverbindungen wie DDT. Opis wurde im Kampf gegen Schädlinge wie Insektenschädlinge auf verschiedenen Kulturen, einschließlich Baumwolle, Tabak, Gemüse und Obst, beliebt. Einige der bekanntesten Verbindungen dieser Gruppe umfassen Parathion, Diazinon und Chlorpyrifos.

4.. Sicherheits- und ökologische Probleme

Obwohl Organophosphorinsektizide wirksam waren, führte ihre Verwendung zu neuen ökologischen und toxikologischen Problemen. Diese Verbindungen zeigten eine hohe Toxizität nicht nur für Insekten, sondern auch für andere Organismen, einschließlich vorteilhafter Insekten wie Bienen und Tieren. Die hohe Volatilität und Fähigkeit von Organophosphor-Insektiziden, sich in Ökosystemen zu akkumulieren, die den Boden und die Gewässer verschmutzen, wurden zu erheblichen Problemen. Infolgedessen wurden viele dieser Verbindungen in bestimmten Ländern Ende der 1970er Jahre Einschränkungen und Verbote ausgesetzt.

5. Moderne Ansätze und Herausforderungen

Heute bleiben Organophosphorinsektizide weit verbreitet; Ihre Anwendung ist jedoch aufgrund von Umwelt- und Sicherheitsbedenken begrenzt. Probleme mit Insektenresistenz, Resistenz gegen Organophosphorinsektizide und ihre rückläufige Wirksamkeit sind zu großen Bedenken hinsichtlich des modernen Pflanzenschutzes geworden. Um die Entwicklung von Resistenz zu verhindern, entwickeln Wissenschaftler aktiv neue Verbindungen und Methoden und kombinieren Organophosphorinsektizide mit biologischen und mechanischen Schädlingsbekämpfungsmethoden.

Die Geschichte von Organophosphorinsektiziden ist daher eine Reise von revolutionären Entdeckungen und erfolgreichen Anwendungen auf die Erkennung ihrer ökologischen und toxikologischen Probleme, die zur Suche nach sichereren und nachhaltigeren Methoden des Pflanzenschutzes führte.

Einstufung

Organophosphor-Insektizide werden auf der Grundlage der chemischen Struktur, des Wirkungsmechanismus und der Auswirkungen auf Insekten in mehrere Gruppen unterteilt. Dazu gehören:

1. Organophosphate - die häufigste Gruppe von Organophosphorinsektiziden, einschließlich Substanzen wie Malathion, Parathion und Diazinon. Sie arbeiten durch die Hemmung der Acetylcholinesteraseaktivität und stören die Übertragung von Nervenimpulsen bei Insekten.
2. Phospho-organische Ester-Chemikalien, bei denen Phosphor über eine Esterverbindung wie Triexpen und Pyraclophen an Kohlenstoff gebunden ist.
3. Neue Klassen von Organophosphorverbindungen - synthetische Verbindungen wie Isopropylaminsalze und Piperazine mit spezifischen Wirkmechanismen und hoher Resistenz gegen externe Bedingungen.

1. Durch chemische Struktur

Organophosphor-Insektizide können durch die Struktur ihrer Moleküle klassifiziert werden, die ihre physikalisch-chemischen Eigenschaften und ihre Aktivität gegen verschiedene Insektenarten bestimmt.

• Aliphatische Organophosphorinsektizide: Diese chemischen Verbindungen enthalten Kohlenstoffketten in ihrer Struktur. Ein Beispiel ist Malathion (eines der ersten Produkte mit Organophosphorverbindungen zum Schutz von Pflanzen).
• Aromatische Organophosphorinsektizide: Diese Insektizide haben einen aromatischen Ring, der Phosphoratome enthält. Ein Beispiel ist Trimethaphos.
• Chlorierte Organophosphorinsektizide: In diesen Produkten ist Phosphor mit Chloratomen verbunden. Ein Beispiel ist Chlorpyrifos, ein beliebtes Insektizid, das auf Organophosphorverbindungen basiert.

2. Durch Wirkungsmechanismus

Der primäre Wirkungsmechanismus von Organophosphorinsektiziden besteht darin, die Enzymacetylcholinesterase zu hemmen, die normale Nervenübertragung zu stören und eine Paralyse von Insekten zu verursachen. Abhängig davon, wie sie sich auf das Nervensystem auswirken, können Organophosphorinsektizide wie folgt klassifiziert werden:

• Insektizide, die Acetylcholinesterase hemmen: Diese Substanzen blockieren die Aktivität von Acetylcholinesterase, was zur Akkumulation von Acetylcholin bei Nervensynapsen und einer Störung der Nervenimpulsübertragung führt. Beispiele: Malathion, Metamidophos, Chlorpyrifos.
• Insektizide, die andere Enzyme beeinflussen: Einige Organophosphorverbindungen beeinflussen andere Enzyme, die an der Nervenübertragung beteiligt sind. Beispiele: Dimethoat, Phosphamidon.

3. Durch Aktionsdauer

Organophosphor-Insektizide können in ihrer Wirkdauer variieren, was die Häufigkeit von Pflanzenbehandlungen und die wirtschaftliche Effizienz beeinflusst.

• Langwirksame Insektizide: Diese Produkte haben einen dauerhaften Effekt und können die Schädlingsbevölkerung für mehrere Wochen oder Monate kontrollieren. Beispiel: Chlorpyrifos.
• Kurzwirksame Insektizide: Diese Produkte wirken schnell, aber ihr Effekt wird schnell abnimmt und wiederholte Behandlungen erfordern. Beispiel: Malathion.

4. Nach Anmeldebereich

Organophosphor-Insektizide können anhand ihres Anwendungsbereichs klassifiziert werden:

• Landwirtschaftliche Insektizide: Diese Produkte werden verwendet, um landwirtschaftliche Pflanzen vor Insektenschädlingen zu schützen. Beispiel: Chlorpyrifos, Malathion.
• Insektizide für den Schutz der öffentlichen Gesundheit: Diese Produkte werden verwendet, um Krankheitsvektoren wie Mücken und Kakerlaken zu beseitigen. Beispiel: Metamidophos, Malathion.
• Haushaltsinsektizide: Diese Produkte werden verwendet, um Haushaltsschädlinge zu beseitigen. Beispiel: Dimethoate.

5. Durch Toxizität

Organophosphor-Insektizide können durch ihren Toxizitätsniveau auf Menschen, Tiere und die Umwelt klassifiziert werden:

• Hochgiftige Produkte: Diese Insektizide sind sehr giftig und können zu einer Vergiftung bei Menschen und Tieren führen. Beispiele: Metamidophos, Parathion.
• Mäßig giftige Produkte: Diese Produkte weisen eine mäßige Toxizität auf und machen sie weniger gefährlich, müssen jedoch bei der Verwendung immer noch vorsichtig sein. Beispiel: Malathion.
• Produkte mit niedriger Toxizität: Diese Produkte haben für Menschen und Tiere eine relativ geringe Toxizität, sind jedoch immer noch gegen Insekten wirksam. Beispiel: Dimethoate.

6. Nach Art der Wirkung

Organophosphor-Insektizide können entweder als Kontakt oder systemisch wirken:

• Wenden Sie sich an Insektizide: Diese Produkte handeln, wenn sie mit einem Insekt in Kontakt kommen. Sie durchdringen schnell in den Körper des Insekts durch seine äußere Bedeckung. Beispiel: Malathion.
• Systemische Insektizide: Diese Produkte dringen in die Pflanzen ein und verteilten sich überall, sodass sie Schädlinge beeinflussen, die sich vom Saft der Anlage ernähren. Beispiel: Phosphamidon.

7. Mit der Anwendungsmethode

Organophosphor-Insektizide können nach der Methode ihrer Anwendung klassifiziert werden:

• Sprühprodukte: Diese Insektizide werden auf Pflanzen in Form von Lösungen oder Emulsionen angewendet. Beispiel: Chlorpyrifos.
• Bodenprodukte: Diese Insektizide werden vor dem Pflanzen oder während des Pflanzenwachstums auf den Boden angewendet. Beispiel: Metamidophos.

Wirkungsmechanismus

Wie Insektizide das Insektennervensystem beeinflussen

Organophosphorinsektizide blockieren die Aktivität von Acetylcholinesterase, einem Enzym, das normalerweise den Neurotransmitter Acetylcholin in Synapsen von Nervenzellen abbricht. Dies führt zur Akkumulation von Acetylcholin, das eine konstante Stimulation von Nervenzellen verursacht, was zu einer Paralyse des Insekts führt. In einigen Fällen können diese Insektizide auch Natriumkanäle in Zellen beeinflussen und das normale Nervensystemfunktion stören.

Auswirkung auf den Insektenstoffwechsel

Organophosphorinsektizide können auch Enzyme beeinflussen, die am Stoffwechsel von Insekten beteiligt sind. Dies beinhaltet die Hemmung des antioxidativen Aktivitätssystems, was zu Zell- und Gewebeschäden führt. Eine Störung des Stoffwechsels kann dazu führen, dass das Insekt an der Vergiftung durch metabolische Nebenprodukte stirbt.

Beispiele für molekulare Wirkmechanismen

• Acetylcholinesterase-Hemmung: Die meisten Organophosphor-Insektizide arbeiten, indem sie an Acetylcholinesterase binden, ihre Aktivität blockieren und die Neuroübertragung stören.
• Auswirkung auf Natriumkanäle: Einige Organophosphorinsektizide wirken auf Membran-Natriumkanäle, was zu ihrer abnormalen Aktivierung und zu einer Insektenlähmung führt.

Beispiele für Produkte in dieser Gruppe

Vor- und Nachteile

Produkte wie Malathion, Parathion und Diazinon sind gegen eine breite Palette von Insekten sehr effektiv. Sie töten schnell Schädlinge und haben ein breites Aktivitätsspektrum. Sie haben jedoch auch Nachteile, wie z. B. Eine hohe Toxizität für nützliche Insekten (z. B. Bienen) und Tiere sowie eine hohe Volatilität und eine hohe Volatilität und Resistenz gegen den Umweltverfall, der zu Boden- und Wasserverunreinigungen führen kann.

Beispiele für Produkte

• Malathion: Wird zum Schutz von Gemüse, Obst und Ernte in Gartenbau und Landwirtschaft verwendet. Wirksam gegen Blattläuse, Thrips und andere Schädlinge.
• Parathion: In der Landwirtschaft verwendet, um vor einer Vielzahl von Schädlingen wie Fliegen und Käfern zu schützen.
• Diazinon: Wirksam gegen viele Bodenschädlinge und schädliche Insekten wie Larven, Thrips und andere.

Umweltauswirkungen

• Auswirkungen auf vorteilhafte Insekten

Organophosphorinsektizide können für nützliche Insekten wie Bienen und Marienkäfer toxisch sein. Bienen, die eine wichtige Rolle bei der Bestäubung spielen, können bei Kontakt mit dem Insektizid sterben, das das Gleichgewicht des Ökosystems stört und die Ernteerträge verringert.

• Restpestizidspiegel in Boden, Wasser und Pflanzen

Einige Organophosphor-Insektizide können für lange Zeit in Boden, Wasser und Pflanzen bleiben. Dies kann zu Umweltverschmutzung und der Ansammlung toxischer Substanzen in Lebensmittelketten führen.

• Photostabilität und Verschlechterung von Insektiziden in der Natur

Organophosphor-Insektizide weisen eine unterschiedliche Photostabilität auf, die ihren Abbau in der Natur beeinflusst. Einige Substanzen brechen schnell unter Sonnenlicht zusammen, während andere in der Umwelt bestehen und Ökosysteme kontaminieren können.

• Biomagnifizierung und Akkumulation in Lebensmittelketten

Organophosphor-Insektizide können sich in den Geweben von Pflanzen und Tieren ansammeln, was zu Biomagnifikation in Lebensmittelketten führt. Dies kann zur Akkumulation toxischer Substanzen im Körper von Menschen und Tieren führen, die kontaminierte Produkte konsumieren.

Das Problem der Insektenresistenz gegen Insektizide

Ursachen des Widerstands

Insekten können Resistenz gegen Organophosphorinsektizide durch genetische Veränderungen entwickeln, die es ihnen ermöglichen, nach Exposition gegenüber dem Insektizid zu überleben. Dies kann aus Mutationen resultieren, die die Fähigkeit der Insekten erhöhen, toxische Substanzen zu metabolisieren oder auszuscheiden.

Beispiele für resistente Schädlinge

• Colorado Kartoffelkäfer: Mit der Entwicklung der Resistenz gegen verschiedene Insektizide, einschließlich Organophosphorprodukte, ist der Colorado-Kartoffelkäfer in einigen Regionen schwer zu kontrollieren.
• Blattläuse: In einigen Fällen haben Blattläuse eine Resistenz gegen Organophosphorinsektizide entwickelt, wodurch sie gegen Behandlungen resistenter sind.

Methoden zur Vorbeugung von Widerstand

Um Resistenz zu verhindern, ist es wichtig, Insektizide mit unterschiedlichen Wirkungsmethoden zu drehen, kombinierte Behandlungen zu verwenden und biologische und mechanische Schädlingsbekämpfungsmethoden anzuwenden.

Sicherer Einsatz von Insektiziden

• Vorbereitung von Lösungen und Dosierungen

Bei Verwendung von Organophosphor-Insektiziden ist es wichtig, die Anweisungen zur Verpackung in Bezug auf Dosierungen strikt zu befolgen. Überbeanspruchung kann zu Umweltverschmutzung und Resistenz bei Schädlingen führen.

• Verwenden von Schutzausrüstung

Schutzausrüstung wie Handschuhe, Masken und Schutzbrillen sollten getragen werden, um den Kontakt mit den Insektiziden auf der Haut und des Atemwegs zu verhindern.

• Empfehlungen für die Pflanzenbehandlung

Die Behandlung sollte am frühen Morgen oder am Abend durchgeführt werden, um zu vermeiden, dass Bienen und andere nützliche Insekten betroffen sind. Wetterbedingungen wie das Fehlen von Regen und leichte Winde sollten berücksichtigt werden, um die Wirksamkeit der Behandlung zu verbessern.

• Wartezeiten vor der Ernte

Nach Anwendung von Insektiziden ist es wichtig, die Wartezeit vor der Ernte zu beobachten, um das Risiko von Pestizidresten in Pflanzen zu minimieren.

Alternativen zu chemischen Insektiziden

• Biologische Insektizide

Die Verwendung von natürlichen Feinden von Schädlingen wie Entomophagen (räuberische Insekten) kann eine wirksame Alternative zu chemischen Insektiziden sein.

• Natürliche Insektizide

Es gibt viele natürliche Insektizide wie Neemöl, Knoblauchinfusionen und Tabaklösungen, die umweltfreundlich und sicher für den Menschen sind.

• Pheromonfallen und andere mechanische Methoden

Pheromonfallen können Schädlinge anziehen und erfassen, wodurch die Notwendigkeit chemischer Behandlungen minimiert werden.

Beispiele für die beliebtesten Insektizide in dieser Gruppe

Risiken und Vorsichtsmaßnahmen

• Auswirkungen auf die Gesundheit von Menschen und Tier

Organophosphor-Insektizide können für Menschen und Tiere giftig sein, insbesondere bei längerem Kontakt oder unsachgemäßer Verwendung.

• Symptome einer Insektizidvergiftung

Die Vergiftung kann sich als Kopfschmerzen, Übelkeit, Erbrechen, Schwäche und in schweren Fällen, Anfällen und Bewusstseinsverlust manifestieren.

• Erste Hilfe für die Vergiftung

Wenn eine Vergiftung auftritt, entfernen Sie sofort die Person oder das Tier aus dem Bereich, spülen Sie die Augen und die Haut aus und suchen Sie medizinische Hilfe.

Abschluss

Organophosphorinsektizide sind ein wirksames Mittel zum Schutz von Pflanzen vor Schädlingen. Ihre Verwendung erfordert jedoch Vorsicht und Einhaltung der Sicherheitsrichtlinien, um negative Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt zu minimieren.

• Erinnerung an Sicherheitsmaßnahmen

Die folgenden Anweisungen, die Verwendung von Schutzausrüstung und die Beobachtung von Wartezeiten vor der Ernte sind wichtige Maßnahmen für die sichere Verwendung von Insektiziden.

• Fordern Sie die Verwendung sicherer und umweltfreundlicherer Schädlingsbekämpfungsmethoden auf

Es ist wichtig, sicherere und umweltfreundlichere Schädlingsbekämpfungsmethoden wie die biologische Kontrolle und die Verwendung natürlicher Insektizide aktiv zu suchen und umzusetzen.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Was sind Organophosphorinsektizide?
Organophosphor-Insektizide sind eine Gruppe chemischer Substanzen, die Phosphor enthalten, die zum Abtöten von Insektenschädlingen verwendet werden. Sie hemmen die Aktivität des Enzyms Acetylcholinesterase und stören die normale Übertragung von Nervenimpulsen bei Insekten.

Wie wirken sich Organophosphorinsektizide insekten aus?
Organophosphor-Insektizide beeinflussen das Insektennervensystem durch Hemmung der Acetylcholinesterase, des Enzyms, das den Neurotransmitter Acetylcholin abbricht. Dies führt dazu, dass sich Acetylcholin in Synapsen ansammelt, was zu einer kontinuierlichen Stimulation von Nervenzellen, Lähmung und dem Tod des Insekts führt.

Welche Insektizide befinden sich in der Organophosphorgruppe?
Diese Gruppe umfasst Produkte wie Malathion, Parathion, Diazinon und Chlorpyrifos. Diese Substanzen sind gegen verschiedene Schädlinge wirksam, einschließlich Insekten, Milben und Larven.

Was sind die Vorteile von Organophosphor-Insektiziden?
Organophosphorinsektizide haben eine hohe Toxizität für Insekten, was sie gegen eine breite Palette von Schädlingen wirksam macht. Sie handeln schnell und ermöglichen eine schnelle Beseitigung von Bedrohungen für landwirtschaftliche Pflanzen.

Was sind die Nachteile von Organophosphorinsektiziden?
Zu den Nachteilen gehört die Toxizität gegenüber nützlichen Insekten (z. B. Bienen), Tiere und Menschen, wenn sie nicht korrekt angewendet werden. Sie können auch in der Umwelt bestehen und Boden und Wasser kontaminieren, was die ökologischen Risiken erhöht.

Wie wirken sich Organophosphorinsektizide auf die Umwelt aus?
Organophosphor-Insektizide können sich in Boden und Wasser ansammeln, was zu einer Kontamination von Ökosystemen führt. Sie sind auch giftig für nützliche Insekten wie Bienen und räuberische Insekten, die das Ökosystem stören und die biologische Vielfalt verringern.

Was ist Biomagnifikation im Kontext von Organophosphorinsektiziden?
Die Biomagnifizierung ist der Prozess der Ansammlung toxischer Substanzen wie Organophosphorinsektizide in Lebensmittelketten. Diese Substanzen können sich in den Geweben von Tieren und Pflanzen ansammeln und ihre Konzentration erhöhen, wenn sie die Nahrungskette nach oben bewegen.

Wie kann die Resistenz von Insekten gegen Organophosphorinsektizide verhindert werden?
Um Widerstand zu verhindern, wird empfohlen, Produkte mit unterschiedlichen Wirkmodi zu drehen, kombinierte Behandlungen zu verwenden und empfohlene Dosierungen und Anwendungsintervalle zu befolgen, um die Erzeugung von Bedingungen für die Entwicklung von Resistenz bei Schädlingen zu vermeiden.

Welche Sicherheitsmaßnahmen sollten bei der Verwendung von Organophosphor-Insektiziden befolgt werden?
Bei der Arbeit mit Organophosphor-Insektiziden sollten Schutzausrüstung (Handschuhe, Masken, Schutzbrillen) verwendet werden, Dosierungen beobachtet werden, Anwendungen in den empfohlenen Zeiten erfolgen und Ernteintervalle sollten beobachtet werden, um die Rückstände in Kulturen zu minimieren.

Was sind die Alternativen zu Organophosphor-Insektiziden?
Alternativen umfassen biologische Insektizide (Entomophagen, Bakterien und Pilze), natürliche Insektizide (z. B. Neemöl, Knoblauchinfusionen) und mechanische Methoden wie Pheromon-Fallen und organische Pestizide, die für die Umwelt und nützliche Organismen weniger toxisch sind.