Carbamați

Carbamații sunt un grup de compuși chimici care conțin o grupare carbamoil (-nh-c = o) și sunt utilizate pe scară largă ca insecticide pentru a proteja plantele de dăunători. Aceste substanțe acționează asupra sistemului nervos al insectelor prin inhibarea enzimei acetilcolinesterazei, ceea ce duce la acumularea de acetilcolină la terminațiile nervoase și la perturbarea transmiterii nervilor, ceea ce provoacă paralizie și moartea insectelor. Carbamații au un spectru larg de activitate, ceea ce le face eficiente împotriva unei game largi de dăunători de insecte.

Obiectivele și importanța în agricultură și horticultură

Carbamii joacă un rol semnificativ în agricultură prin protejarea plantelor împotriva dăunătorilor și asigurând o creștere sănătoasă a culturilor. Aceste insecticide sunt adesea folosite pentru a controla dăunătorii, cum ar fi insectele care afectează legume, fructe, cereale și alte culturi. În plus, acestea sunt aplicate în horticultură pentru a proteja plantele ornamentale de dăunători, cum ar fi afide, fluturi albe și acarieni.

Relevanța subiectului

Studierea carbamatelor și aplicarea lor adecvată este crucială pentru controlul eficient al dăunătorilor, reducerea pierderii de culturi și asigurarea sănătății plantelor. Înțelegerea impactului acestora asupra insectelor și ecosistemelor, precum și aderarea la orientările de aplicare sigure, ajută la atenuarea riscurilor de mediu și la creșterea gestionării rezistenței la insecticide. Pe fondul creșterii rezistenței la substanțele chimice din dăunători, cercetarea metodelor alternative de control și utilizarea abordărilor integrate în gestionarea dăunătorilor devine din ce în ce mai importantă.

Istoria carbamatelor

Carbamații sunt un grup de insecticide care au fost dezvoltate pentru prima dată la mijlocul secolului XX și au câștigat rapid popularitate datorită eficacității lor și a spectrului larg de activitate împotriva insectelor dăunătoare. Acești compuși chimici au devenit o parte importantă a agriculturii și a silviculturii, deoarece au oferit o protecție eficientă împotriva diferiților dăunători de insecte.

1. Cercetări timpurii și descoperiri

Dezvoltarea carbamatelor ca insecticide a început în anii '50. În această perioadă, chimiștii au început să exploreze compuși organici care conțin grupuri de carbamidă cu scopul de a crea noi substanțe chimice pentru protecția plantelor. Unul dintre primele etape semnificative a fost descoperirea că substanțele chimice precum metomilul și carbarul ar putea afecta eficient sistemul nervos al insectelor.

2. Dezvoltarea primelor produse comerciale

Carbamații au atras rapid atenția industriilor agricole și chimice. În anii '50, după încercări de laborator de succes, au fost dezvoltate prime produse disponibile în comerț, cum ar fi Carbaryl, care a fost înregistrată în 1956. Această substanță a devenit unul dintre cele mai populare insecticide și a fost folosită pentru a combate o gamă largă de dăunători de insecte din agricultură.

3. Extinderea utilizării carbamate

În anii ’60 -’70, utilizarea carbamatelor s-a extins semnificativ. Aceste produse au devenit unul dintre principalele mijloace de protecție a plantelor utilizate în agricultură, în special pentru protejarea culturilor împotriva dăunătorilor, cum ar fi afidele, gândacii, muștele și alte dăunători. Carbamații au demonstrat o eficiență ridicată și o toxicitate relativ scăzută pentru plante, ceea ce le face adoptate pe scară largă în practica agricolă.

4. Probleme de siguranță și ecologice

În ciuda eficacității lor ridicate, utilizarea carbamatelor a dus la o serie de probleme de mediu și toxicologice. În anii ’70 -’80, a devenit evident că carbamații ar putea fi toxici nu numai pentru insecte, ci și pentru alte organisme benefice, cum ar fi albinele și prădătorii benefici. Acest lucru a ridicat îngrijorări cu privire la impactul lor asupra ecosistemelor și biodiversității. În plus, unii carbamați au început să provoace rezistență la dăunătorii de insecte, ceea ce le-a redus și mai mult eficacitatea.

5. Abordările și utilizarea modernă

Astăzi, carbamații rămân o clasă importantă de insecticide, dar utilizarea lor este limitată de factori precum cerințele de siguranță și protecția ecosistemului. Cercetările moderne se concentrează pe îmbunătățirea siguranței utilizării carbamatelor, la minimizarea impactului acestora asupra insectelor benefice și dezvoltarea strategiilor pentru a preveni rezistența insectelor la aceste insecticide. În unele țări, au fost introduse reglementări stricte pentru a limita utilizarea carbamatelor din cauza riscurilor și toxicității lor de mediu.

6. Probleme de rezistență și inovații

De-a lungul timpului, insectele au început să dezvolte rezistență la carbamați, ceea ce a devenit o provocare semnificativă pentru protecția plantelor chimice. Astăzi, produse noi, mai eficiente și metode integrate de combatere a dăunătorilor, inclusiv carbamați, sunt dezvoltate în mod activ, cu accent pe o utilizare mai sigură și mai durabilă.

Astfel, istoria carbamatelor este o călătorie de la dezvoltarea inițială și popularitatea lor până la realizarea necesității unei abordări mai prudente a utilizării acestor insecticide.

Clasificare

Carbamații sunt o clasă de compuși organici care includ atât substanțe naturale, cât și analogi sintetici. În funcție de structura moleculară și proprietățile chimice, carbamații pot fi clasificați după cum urmează:

• Carbamați alifatici-molecule cu coloană vertebrală cu lanț drept, cum ar fi Carbaryl.
• Arilcarbamate - carbamați care conțin o grupare aromatică, cum ar fi metomil.
• Imidazolin și triazolin-carbamați-carbamați care includ structuri heterociclice care conțin azot.

Aceste clasificări ajută la definirea gamei de acțiune a produselor și stabilitatea acestora la degradare.

1. Prin mecanism de acțiune

Mecanismul de acțiune al carbamatelor se bazează pe blocarea activității acetilcolinesterazei, o enzimă care descompune acetilcolina în sinapsele sistemului nervos. Aceasta duce la acumularea de acetilcolină, perturbarea transmiterii impulsului nervos și paralizia insectelor.

Inhibitori de acetilcolinesterază: Toți carbamații acționează printr-un mecanism similar, inhibând acetilcolinesteraza, care perturbă transmiterea impulsului nervos în corpul insectei. Exemple: Metomil, aldrin.

2. Prin structură chimică

Carbamații pot fi clasificați prin structura moleculelor lor, ceea ce determină proprietățile lor fizico-chimice și activitatea specifică.

Carbamați alifatici: Acești compuși au un lanț de hidrocarburi atașat la o grupare carbamil. Exemplu: Metomil.

Carbamați aromatici: acești compuși conțin inele aromatice, care le oferă proprietăți speciale. Exemplu: fenoxicarb.

3. După tipul de acțiune

Carbamații pot acționa fie contact, fie sistemic, în funcție de modul în care intră în corpul insectei.

CARBAMATE DE CONTACT: Aceste substanțe acționează la contactul direct cu insectele. Exemplu: Metomil.

Carbamați sistemici: acestea sunt substanțe care pătrund în plante și se răspândesc prin țesutul lor, afectând insectele care se hrănesc cu seva vegetală. Exemplu: Carbofuran.

4. Pe durata acțiunii

Carbamații pot diferi în durata efectelor lor, ceea ce determină eficacitatea lor pentru acțiuni pe termen lung sau pe termen scurt.

Substanțe cu acțiune lungă: Aceste insecticide oferă protecție pentru plante împotriva dăunătorilor timp de câteva săptămâni sau luni. Exemplu: Carbofuran.

Substanțe cu acțiune scurtă: Aceste insecticide necesită reaplicare frecventă, deoarece efectul lor dispare rapid. Exemplu: Metomil.

5. Pe zona de cerere

Carbamații sunt utilizați pe scară largă în agricultură, horticultură și pentru protejarea sănătății umane împotriva vectorilor de insecte ale bolilor. Pot fi clasificate prin zona lor de utilizare:

Carbamați agricoli: aceste insecticide sunt utilizate pentru a proteja diverse culturi împotriva dăunătorilor de insecte. Exemplu: Carbofuran, Aldrin.

Carbamați pentru protejarea sănătății umane: aceste substanțe sunt utilizate pentru a elimina vectorii bolii, cum ar fi țânțarii, puricii și paturile de pat. Exemplu: Metomil.

Carbamați pentru utilizare internă: aceste insecticide sunt utilizate pentru controlul insectelor din spațiile rezidențiale. Exemplu: Sevin.

6. Prin toxicitate

Carbamații pot varia în toxicitate pentru oameni, animale și mediu, ceea ce afectează utilizarea lor în siguranță:

Substanțe extrem de toxice: aceste insecticide au o toxicitate ridicată pentru oameni și animale, astfel încât este necesară o precauție specială atunci când le utilizați. Exemplu: Aldrin.

Substanțe moderat toxice: carbamați de toxicitate medie, care sunt mai sigure, dar necesită totuși precauții. Exemplu: Metomil.

Substanțe cu toxicitate scăzută: aceste substanțe au toxicitate relativ scăzută și pot fi utilizate cu riscuri mai mici pentru sănătate. Exemplu: Sevin.

7. Prin metoda aplicației

Carbamații pot varia în funcție de modul în care sunt aplicate la plante și în agronomie:

Substanțe pulverizabile: Aceste insecticide sunt aplicate plantelor sub formă de soluții sau emulsiuni. Exemplu: Metomil, aldrină.

Substanțe de tratare a solului: Aceste insecticide sunt utilizate pentru a proteja plantele în timpul plantării sau creșterii. Exemplu: Carbofuran.

Mecanism de acțiune

• Cum afectează insecticidele sistemul nervos al insectelor:

Carbamații inhibă acțiunea acetilcolinesterazei, o enzimă responsabilă de descompunerea acetilcolinei în sinapsele nervoase. Acumularea de acetilcolină determină stimularea prelungită a celulelor nervoase, ceea ce duce la paralizie și moartea insectei. Acest efect este caracteristic tuturor insecticidelor carbamate.

• Efect asupra metabolismului insectelor:

Carbamii afectează, de asemenea, metabolismul insectelor prin perturbarea capacității lor de a prelucra energie și nutrienți. Acest lucru duce la defecțiuni ale organelor care controlează mișcarea, digestia și respirația.

• Exemple de mecanisme moleculare de acțiune:

Un exemplu de mecanism molecular este inhibarea activității acetilcolinesterazei, care împiedică transmiterea normală a impulsului nervos. Acest lucru determină paralizia, deoarece impulsul nu poate călători de-a lungul fibrei nervoase, perturbând coordonarea mișcărilor insectei.

• Diferența dintre contact și efecte sistemice:

Carbamații pot prezenta ambele acțiuni de contact, unde dăunătorii mor direct la contactul cu insecticidul, cât și acțiunea sistemică, unde insecticidul este absorbit prin sistemul vascular al plantei și afectează dăunătorii care se hrănesc cu acesta.

Exemple de produse din acest grup

Exemple de insecticide carbamate includ:

• CARBARYL (CARBARYL)-Unul dintre cele mai cunoscute și utilizate produse pe scară largă pentru controlul diverselor dăunători, cum ar fi insecte, afide, muște și altele.
• Metomil (metomil) - eficient împotriva unui spectru larg de dăunători, inclusiv gândacul de cartofi din Colorado și muștele.
• Oxamil (oxamil) - utilizat pentru a proteja culturi precum cartofi și legume.

Avantaje și dezavantaje

Avantajele carbamatelor includ eficacitatea lor ridicată față de majoritatea dăunătorilor de insecte și toxicitatea relativ scăzută pentru oameni și animale atunci când urmează instrucțiuni. Cu toate acestea, acestea au dezavantaje, cum ar fi acțiunea pe termen scurt, potențialul de rezistență la insecte și pericol pentru insecte benefice, inclusiv albine și insecte prădătoare.

Impact asupra mediului

• Impact asupra insectelor benefice:

În timp ce carbamații sunt eficienți împotriva dăunătorilor, aceștia pot avea efecte toxice asupra insectelor benefice, cum ar fi albinele și garniturile. Acest lucru poate perturba ecosistemele și poate reduce populațiile de polenizatori.

• Niveluri reziduale de insecticide din sol, apă și plante:

Carbamații pot rămâne în sol și plante, provocând probleme cu concentrații reziduale de insecticide în produse și corpuri de apă. Acest lucru poate reprezenta un risc pentru sănătatea oamenilor și a animalelor.

• Fotostabilitatea și degradarea insecticidelor în natură:

Carbamații au o fotostabilitate relativ ridicată, ceea ce înseamnă că pot persista în mediu chiar și atunci când sunt expuși la lumina soarelui. Cu toate acestea, acestea se degradează în cele din urmă, deși acest proces poate dura mult timp.

• Biomagnalizare și acumulare în lanțurile alimentare:

Ca și alte substanțe chimice, carbamații se pot acumula în lanțuri alimentare, ceea ce duce la biomagnare, în special în ecosistemele acvatice. Acest lucru poate avea impacturi pe termen lung asupra animalelor și plantelor.

Rezistența insectelor la insecticide

• Cauze de rezistență:

Rezistența la insecte apare din cauza utilizării repetate a insecticidelor din același grup, ceea ce duce la selecția evolutivă a indivizilor rezistenți.

• Exemple de dăunători rezistenți:

Exemple includ rezistența la dăunători, cum ar fi afidele, fluturile albe și diverse specii din gândacul de cartofi din Colorado.

• Metode pentru prevenirea rezistenței:

Pentru a preveni rezistența, sunt recomandate metode precum alternarea între produse din diferite clase, utilizarea produselor combinate și aplicarea metodelor de control integrate, inclusiv controlul biologic și mecanic.

Ghiduri de siguranță pentru utilizarea insecticidelor

• Pregătirea soluțiilor și a dozei:

Soluțiile carbamate ar trebui să fie preparate strict conform instrucțiunilor pentru a evita supraconcentrarea substanțelor chimice. Dozele incorecte pot duce la un tratament ineficient sau toxicitate pentru plante.

• Utilizarea echipamentelor de protecție:

Echipamentele de protecție, cum ar fi mănușile, măștile și ochelarii ar trebui să fie purtate pentru a evita contactul cu substanța chimică.

• Recomandări pentru tratarea plantelor:

Condițiile optime pentru tratament sunt orele de dimineață sau de seară, când activitatea solară este minimă. Evitați vremea ploioasă pentru a preveni spălarea produselor.

• Respectarea perioadelor de așteptare înainte de recoltare:

Aderarea la perioadele de așteptare ajută la evitarea acumulării de substanțe reziduale în produse, care pot fi dăunătoare pentru oameni.

Alternative la insecticide chimice

• Insecticide biologice:

Utilizarea dușmanilor naturali ai dăunătorilor, cum ar fi entomofage, preparate bacteriene și fungice, ajută la controlul populațiilor dăunătorilor fără a utiliza substanțe chimice.

• Insecticide naturale:

Utilizarea uleiurilor, cum ar fi uleiul de neem, sau soluțiile de usturoi poate fi o alternativă eficientă pentru a proteja plantele de insecte.

• Capcane de feromoni și alte metode mecanice:

Feromonii sunt folosiți pentru a atrage și captura dăunători, reducând nevoia de insecticide chimice.

Exemple de cele mai populare insecticide din acest grup

Riscuri și precauții

• Impact asupra sănătății umane și a animalelor:

Utilizarea necontrolată poate duce la otrăvirea la om și la animale de companie, provocând boli neurologice și alte boli.

• Simptome de intoxicație cu insecticide:

Simptomele includ dureri de cap, amețeli, greață, vărsături, bătăi de inimă rapide și pierderea coordonării.

• Primul ajutor pentru otrăvire:

Opriți imediat contactul cu substanța, spălați ochii și pielea, apelați un medic și furnizați informații despre substanță.

Concluzie

Carbamații sunt insecticide importante, dar necesită o utilizare atentă datorită consecințelor potențiale asupra mediului și rezistenței la dăunători.

• Memento pentru a urma orientările privind siguranța:

Utilizarea corectă a carbamatelor ajută la evitarea impacturilor negative asupra mediului și a sănătății umane.

• Apelați pentru a utiliza metode mai sigure și ecologice de combatere a dăunătorilor:

Este important să căutați și să implementați în mod activ metode mai sigure și ecologice de control al dăunătorilor, cum ar fi controlul biologic și utilizarea insecticidelor naturale.

FAQ

1. Ce sunt carbamații?

Carbamații sunt un grup de insecticide bazate pe compuși organici care funcționează prin inhibarea enzimei acetilcolinesterazei în sistemul nervos al insectelor. Aceasta duce la acumularea de acetilcolină în sinapsele nervoase, perturbând transmiterea normală a nervului și provocând moartea insectei.

2. Cum afectează carbamații sistemul nervos al insectelor?

Carbamații inhibă enzima acetilcolinesterază, ceea ce duce la acumularea de acetilcolină în terminațiile nervoase. Acest lucru provoacă stimularea prelungită a celulelor nervoase, care la rândul lor perturbă transmiterea nervului, ceea ce duce la paralizie și la moartea insectei.

3. Care sunt cei mai cunoscuți și mai obișnuiți carbamați?

Unele dintre cele mai cunoscute carbamați includ produse precum carbaryl, metomil și oxamil. Aceste insecticide sunt utilizate pentru a controla o gamă largă de dăunători pe culturile agricole și în horticultură.

4. Cum diferă carbamații de alte grupuri de insecticide, cum ar fi organofosfați?

Carbamații, la fel ca organofosfații, inhibă acetilcolinesteraza, dar au o durată mai scurtă de acțiune, ceea ce le face mai puțin toxice pentru oameni și animale în comparație cu organofosfații. Carbamații sunt, de asemenea, mai des utilizați pentru aplicații mai specializate în agricultură și horticultură.

5. Care sunt avantajele carbamatelor?

Principalul avantaj al carbamatelor este eficacitatea lor ridicată față de o gamă largă de dăunători, inclusiv insecte, acarieni și alte artropode. Au o toxicitate relativ mică pentru oameni și animale de companie atunci când sunt utilizate conform instrucțiunilor.

6. Care sunt dezavantajele carbamatelor?

Dezavantajele includ acțiunea lor pe termen scurt, potențialul de rezistență la dezvoltarea insectelor, toxicitatea la insecte benefice (cum ar fi albinele) și riscul de contaminare a mediului prin acumularea în sol și apă.

7. Care sunt principalele riscuri de mediu atunci când utilizați carbamați?

Carbamații pot afecta insectele benefice, cum ar fi albinele și garniturile. În plus, se pot acumula în ecosisteme, contaminând solul, apa și plantele, ceea ce reprezintă un pericol pentru lanțurile alimentare și sănătatea ecosistemelor în general.

8. Cum poate fi prevenită rezistența insectelor la carbamați?

Pentru a preveni rezistența, se recomandă alternarea între produse din diferite clase, utilizați formulări combinate și aplicați metode integrate de gestionare a dăunătorilor, cum ar fi controlul biologic și mecanic.

9. Ce precauții trebuie luate la aplicarea carbamatelor?

Atunci când aplicați carbamați, este important să urmați dozele precise, să utilizați echipamente de protecție, cum ar fi mănuși, ochelari de protecție și măști și să luați în considerare timpul zilei și condițiile meteorologice pentru tratarea plantelor. De asemenea, este crucial să respectați perioadele de așteptare înainte de recoltare.

10. Există alternative la carbamate pentru controlul dăunătorilor?

Da, alternativele includ insecticide biologice (cum ar fi entomofage, preparate bacteriene și fungice), insecticide naturale (cum ar fi ulei de neem, perfuzii de tutun, soluții de usturoi) și metode mecanice, cum ar fi capcanele de feromoni și protecția plantelor fizice.