Фумиганти

Фумигантите са химични вещества, предназначени да унищожават вредители, патогенни микроорганизми и семена на плевели в почвата, както и да стерилизират пространства от насекоми и други малки организми. Те се използват както в селското стопанство, така и в градинарството за защита на културите от различни заплахи. Фумигантите могат да бъдат в газообразна или течна форма, прилагани в затворени пространства като оранжерии, почви, зърнохранилища и други селскостопански съоръжения.

Цели и значение на употребата в селското стопанство и градинарството

Основната цел на използването на фумиганти е да се осигури ефективна защита на растенията от широк спектър от вредители, включително насекоми, гъбични и бактериални заболявания. В селското стопанство фумигантите се използват за обработка на почвата преди засаждане на култури, унищожаване на вредни организми и увеличаване на добивите. В градинарството те помагат за борба с вредителите по декоративните и овощните растения, запазвайки тяхното здраве и естетическа стойност. Фумигантите се използват и за стерилизиране на зърно, семена и други селскостопански продукти, предотвратявайки разпространението на болести и вредители.

Уместност на темата

С нарастващото население на света и нарастващото търсене на храна, ефективното и устойчиво управление на вредителите е от критично значение. Изучаването и правилното прилагане на фумиганти помага за минимизиране на щетите от вредителите, увеличаване на селскостопанската производителност и намаляване на икономическите загуби. Важно е също така да се вземат предвид екологичните аспекти на използването на фумиганти, за да се предотвратят отрицателните въздействия върху околната среда и полезните организми. Съвременните методи за борба с вредителите имат за цел да намалят употребата на химикали и да преминат към по-екологични и безопасни методи за растителна защита.

История

Фумигантите играят важна роля в превенцията и лечението на растителни болести, както и в санитарната обработка на стоки. Тяхната история обхваща няколко десетилетия и с развитието на технологиите са разработени различни фумиганти, които се различават по състав и механизъм на действие.

Ранни изследвания и първи фумиганти

Употребата на фумиганти датира от 19-ти век, когато са въведени първите химикали, които могат да се прилагат в газообразна форма за елиминиране на вредители. През този период химичните изследвания на фумигантите не са били толкова напреднали, колкото са сега, и приложенията им са били ограничени до експерименти с природни съединения.

• Сяра: един от първите фумиганти, използвани за борба с гъбички, вредители по растенията и за дезинфекция на складове. Сярата е била използвана още в древен Египет за предпазване на храната от насекоми и борба с болести по растенията.

Развитие на фумигацията през 20-ти век

В началото на 20-ти век употребата на фумиганти става по-научно обоснована, тъй като химиците започват да разработват нови вещества, които са по-ефективни и безопасни за хората и животните.

• Циановодород (HCN): в началото на 20-ти век циановодородът е бил широко използван като фумигант, особено за дезинфекция на помещения от насекоми вредители. С напредването на токсикологичните изследвания обаче употребата му е била ограничена поради високата му токсичност за хора и животни.
• Метилбромид (CH3Br): това вещество става популярно през 40-те години на миналия век като ефективен фумигант, използван за защита на селскостопански култури и съхранение на храни. С развитието на екологичните стандарти и признаването на въздействието върху озоновия слой обаче, употребата му започва да намалява.

Екологични проблеми и забрани

През 70-те и 80-те години на миналия век става ясно, че някои фумиганти, като метилбромид, могат значително да нарушат екосистемите. Решено е да се наложат ограничения върху употребата на метилбромид и през 1992 г. е подписан Монреалският протокол, съгласно който страните се ангажират постепенно да прекратят употребата му. Това води до разработването на алтернативни фумиганти, които не оказват такова разрушително въздействие върху околната среда.

• Фосген: разработен през 70-те години на миналия век като алтернативен фумигант за борба с вредители. Използван е в селското стопанство и складовете, но подобно на други химикали, е бил ограничен поради своята токсичност и въздействие върху околната среда.

Съвременни фумиганти и тяхното приложение

Днес много алтернативни фумиганти отговарят на по-строги екологични и безопасни стандарти. Съвременните фумиганти се използват в селското стопанство за защита на хранителните запаси, както и в медицински приложения за дезинфекция и стерилизиране на помещения.

• Сяра (повторна употреба): сярата продължава да се използва като фумигант, особено за борба с гъбични болести по растенията. С развитието на технологиите са разработени нови методи за прилагане на сяра, като например сублимация на сяра, което прави употребата ѝ по-ефективна и по-безопасна.
• Серен флуорид (SF2): с развитието на новите технологии, серният флуорид се използва като алтернатива на метилбромида в борбата с вредителите. Това вещество е по-безопасно за озоновия слой и се използва в различни области като селско стопанство, съхранение на храни и дезинфекция на помещения.
• Етиленов оксид (C2H4O): това газообразно вещество се използва за стерилизация и дезинфекция в различни области, включително медицината и съхранението на храни. Етиленов оксид е ефективен фумигант и се използва както в чиста форма, така и в смеси с други газове.

Бъдещето на фумигацията

С напредъка на науката и технологиите се разработват нови вещества, които могат да се използват като фумиганти с по-малко въздействие върху околната среда. Очаква се в бъдеще фумигантите да бъдат по-безопасни за човешкото здраве и околната среда и да бъдат по-ефективни в борбата с вредителите и болестите.

Пример:

• Алуминиев фосфид: използва се като фумигант в складове и за защита на храни от вредители. Този фумигант е безопасен за употреба в затворени помещения и е ефективен срещу широк спектър от насекоми.

Историята на фумигантите обхваща над век изследвания и употреба на химикали за елиминиране на вредители. Значението на фумигацията в селското стопанство и други индустрии е ясно; с научния прогрес обаче е необходимо да се вземат предвид екологичните и токсикологичните последици, което води до търсенето на безопасни и ефективни алтернативи на традиционните фумиганти.

Класификация

Фумигантите се класифицират според различни критерии, включително химичен състав, механизъм на действие и област на приложение. Основните групи фумиганти включват:

• Органични фумиганти: синтетични органични съединения, като метамфоза и диметилфосфит.
• Неорганични фумиганти: като сероводород и фосфин.
• Биологични фумиганти: използване на биологични агенти за унищожаване на вредители, например бактерии Bacillus thuringiensis.
• Газообразни фумиганти: използват се за стерилизация на почвата и помещенията, например метиленхлорид и етиленов оксид.
• Течни фумиганти: използват се под формата на разтвор за третиране на растения и почва.

В зависимост от механизма на действие, състава и областта на приложение, фумигантите могат да бъдат класифицирани в няколко групи. Нека разгледаме основните категории фумиганти:

Естествени фумиганти

Това са вещества, използвани в газообразна форма и имат естествен произход. Те обикновено се считат за по-малко токсични за околната среда и хората в сравнение със синтетичните фумиганти.

• Сяра: използва се за дезинфекция и борба с вредителите, особено в оранжерии и градинарство. Сярата може да бъде в газообразна или парообразна форма и се използва за борба с гъбички и насекоми вредители.
• Етерични масла: някои етерични масла (напр. евкалиптово масло, ментово или цитрусово) се използват за защита на растенията от насекоми. Тези масла имат репелентни свойства и могат да потиснат развитието на някои микроорганизми.

Синтетични фумиганти

Тази група включва химикали, синтезирани за по-целенасочен контрол на вредителите. Те са силно токсични, но могат да имат странични ефекти като замърсяване на околната среда и повишена устойчивост на вредителите.

• Метилбромид (ch3br): един от най-известните фумиганти. Използва се за защита на селскостопански култури, дезинфекция на помещения и стоки. От края на 90-те години на миналия век обаче употребата му е ограничена поради заплахата от изтъняване на озоновия слой.
• Циановодород (hcn): използва се за дезинфекция и борба с вредители, предимно за третиране на складове и помещения. Циановодородът е силно токсичен и изисква повишено внимание при употреба.
• Метални фосфиди: те включват алуминиев фосфид и магнезиев фосфид. Тези вещества се използват за защита на зърнени храни и други продукти. Те отделят фосфин, токсичен газ, когато влязат в контакт с влага.

Биологични фумиганти

Това са вещества, получени от биологични източници или синтезирани с помощта на живи организми. Биологичните фумиганти са предназначени за борба с вредители с минимално въздействие върху екологията и хората.

• Етиленов оксид (C2H4O): газ, използван за стерилизация и дезинфекция в различни области, като медицината, хранително-вкусовата промишленост и селското стопанство. Той има фумигантни свойства и е ефективен срещу широк спектър от микроорганизми.
• Бактериални и гъбични фумиганти: използват се за борба с гъбични заболявания и някои насекоми. Например, екстракти или препарати на базата на бактерии бацил, които могат да елиминират вредителите в газообразна форма.

Фумиганти с регулиращ растежа ефект

Тези фумиганти се използват за потискане на растежа и развитието на вредители на различни етапи от жизнения им цикъл, както и за дезинфекция.

• Алуминиев фосфид: един от най-разпространените фумиганти за съхранение на зърно и други селскостопански продукти. Това химично вещество освобождава фосфин, който унищожава вредителите, като нарушава дишането и метаболизма им.
• Фосфин: използва се за дезинфекция и борба с вредители в затворени пространства. Фосфинът се използва активно за борба с вредители в складове, складове и промишлени обекти.

Естествено-синтетични фумиганти

Тази категория включва вещества, които могат да бъдат както синтетични, така и естествени. Те имат репелентно или токсично действие върху вредителите и се използват в различни области, като селско стопанство, съхранение на храни и дори в домакинството.

• Карбофос: синтетичен фумигант, който се използва активно за растителна защита в градинарството, както и за дезинфекция на помещения и превозни средства.
• Диметоат: използва се като фумигант за борба с вредители, включително за защита на зеленчуци, плодове и цветя. Има широк спектър на действие и се използва за предотвратяване на болести по растенията.

Механизъм на действие

• Как инсектицидите влияят на нервната система на насекомите

Фумигантите действат върху нервната система на насекомите, като блокират предаването на нервни импулси. Те могат да инхибират ензими, като ацетилхолинестераза, нарушавайки предаването на нервните сигнали и причинявайки парализа на насекомите. Някои фумиганти блокират натриевите канали в нервните клетки, причинявайки непрекъснато възбуждане и смърт на вредителите.

• Въздействие върху метаболизма на насекомите

Фумигантите могат да повлияят на метаболитните процеси на насекомите, като нарушат синтеза на протеини, въглехидрати и липиди. Това води до намалена жизнеспособност и репродуктивна способност на насекомите. Нарушаването на нормалния метаболизъм възпрепятства растежа и развитието, намалявайки популациите на насекомите.

• Примери за молекулярни механизми на действие

Фумиганти като хлорпирифос инхибират ацетилхолинестеразата, което води до натрупване на ацетилхолин и нарушаване на нервното предаване. Други фумиганти могат да действат върху натриевите канали, причинявайки непрекъсната деполяризация на нервните клетки и парализа. Например, органофосфатните фумиганти блокират ензими, необходими за нормалното функциониране на нервната система, което води до смърт на насекоми.

• Разлика между контактни и системни ефекти

Контактните фумиганти действат директно при контакт с вредителите, убивайки ги незабавно. Те проникват в кутикулата или дихателните пътища на насекомите, като засягат нервната им система. Системните фумиганти проникват в растителните тъкани, разпространяват се в цялото растение и осигуряват защита от вредители, които се хранят с растителни тъкани. Системните фумиганти предлагат дългосрочен контрол на вредителите, но изискват по-внимателно дозиране и време на приложение.

Основни групи инсектициди по химичен състав

Органофосфати

Механизъм на действие

Органофосфатите инхибират ацетилхолинестеразата, нарушавайки нервното предаване и причинявайки парализа на насекомите.

Примери за продукти

• Метамфоза
• Фосфентион
• Етилфосфорон

Предимства и недостатъци

Предимства: висока ефективност, широк спектър на действие, бърз ефект.

Недостатъци: висока токсичност за хора и животни, опасности за околната среда, потенциално развитие на резистентност у вредителите.

Пиретроиди

Механизъм на действие

Пиретроидите блокират натриевите канали в нервната система на насекомите, причинявайки парализа и смърт.

Примери за продукти

• Перметрин
• Делтаметрин
• Ламбда-цихалотрин

Предимства и недостатъци

Предимства: ниска токсичност за бозайници, висока ефективност, устойчивост на светлина.

Недостатъци: токсичност за полезни насекоми (пчели, оси), развитие на резистентност у вредителите, възможно натрупване в околната среда.

Неоникотиноиди

Механизъм на действие

Неоникотиноидите действат върху никотиновите ацетилхолинови рецептори, причинявайки непрекъснато възбуждане на нервните клетки.

Примери за продукти

• Имидаклоприд
• Тиаметоксам
• Клотианидин

Предимства и недостатъци

Предимства: системно действие, висока ефективност срещу листни въшки и белокрилки, устойчивост на разлагане.

Недостатъци: токсичност за пчелите и други опрашители, потенциално натрупване във водните екосистеми, развитие на резистентност у вредителите.

Карбамати

Механизъм на действие

Карбаматите инхибират ацетилхолинестеразата, подобно на органофосфатите, нарушавайки нервната система на насекомите.

Примери за продукти

• Карбарил
• Метомил
• Карбендазим

Предимства и недостатъци

Предимства: висока ефективност, широк спектър на действие.

Недостатъци: токсичност за хора и животни, въздействие върху полезни насекоми, рискове за околната среда.

Фенилпиразоли

Механизъм на действие

Фенилпиразолите засягат централната нервна система на насекомите, нарушавайки предаването на нервните сигнали и причинявайки парализа.

Примери за продукти

• Хлорфенапир
• Сулфадиазин

Предимства и недостатъци

Предимства: висока ефективност срещу широк спектър от насекоми вредители, ниска токсичност за бозайници.

Недостатъци: токсичност за водните организми, потенциално натрупване в околната среда.

Инсектициди и тяхното въздействие върху околната среда

• Въздействие върху полезните насекоми

Фумигантите, особено контактните инсектициди, увреждат полезни насекоми като пчели, оси и хищни насекоми, нарушавайки баланса на екосистемата и намалявайки ефективността на биологичния контрол. Унищожаването на полезни насекоми води до намалено опрашване и отслабване на естествените механизми за борба с вредителите.

• Остатъчни нива на инсектициди в почвата, водата и растенията

Фумигантите могат да останат в почвата, водата и растенията за дълго време, причинявайки замърсяване на околната среда и натрупване на токсични вещества в хранителните вериги. Остатъчните инсектициди могат да имат дългосрочно въздействие върху околната среда, намалявайки биоразнообразието и нарушавайки естествените процеси.

• Фотостабилност и разлагане на инсектициди в природата

Много инсектициди са силно фотостабилни, което увеличава тяхната устойчивост, но ги прави трудни за разграждане в природата. Това води до натрупването им в околната среда и потенциална биомагнификация. Например, неоникотиноидите се разграждат бавно под слънчева светлина, което допринася за дългосрочното им присъствие в екосистемата.

• Биомагнификация и натрупване в хранителните вериги

Инсектицидите могат да се натрупват в тъканите на насекоми и животни, което води до биомагнификация и повишена токсичност на по-високите нива в хранителната верига, включително при хората. Това причинява сериозни екологични и здравословни проблеми, тъй като натрупаните инсектициди могат да причинят отравяне и здравословни проблеми при животните и хората.

Проблемът с резистентността на вредителите към инсектициди

• Причини за развитие на резистентност

Честата и неконтролирана употреба на инсектициди допринася за селекцията на резистентни популации от вредители. Генетичните мутации и генният поток между насекомите ускоряват развитието на резистентност. Неспазването на препоръчителните дози и режими на приложение също насърчава развитието на резистентност.

• Примери за устойчиви вредители

Резистентност е развита при вредители като белокрилки, листни въшки, акари и някои видове молци. Тези вредители показват намалена чувствителност към инсектициди, което ги прави трудни за контрол и изисква използването на по-силни и по-токсични продукти.

• Методи за предотвратяване на резистентност

За да се предотврати резистентността, е необходимо да се редуват инсектициди с различни механизми на действие, да се комбинират химични и биологични методи за контрол и да се прилагат интегрирани стратегии за борба с вредителите. Също така е важно да се спазват препоръчителните дози и режими на приложение, за да се избегне селекцията на резистентни индивиди.

Безопасна употреба на инсектициди

• Приготвяне на разтвори и дозировки

Важно е стриктно да се спазват инструкциите на производителя за приготвяне на разтвори и дозиране на инсектициди. Прекомерната употреба може да доведе до екологични проблеми и развитие на резистентност у вредителите. Използването на измервателни инструменти за прецизно дозиране помага да се избегнат грешки и осигурява ефективна и безопасна употреба на инсектициди.

• Използване на предпазни средства

При работа с инсектициди трябва да се носят предпазни средства като ръкавици, маски, очила и защитно облекло, за да се сведе до минимум излагането на хора. Предпазните средства помагат за предотвратяване на контакт с кожата и лигавиците, както и вдишване на токсични инсектицидни пари.

• Препоръки за третиране на растенията

Третирайте растенията рано сутрин или вечер, за да избегнете излагане на инсектициди на пчели и други опрашители. Избягвайте третиране при ветровито време и дъждовни дни, тъй като това може да доведе до разпространение на инсектициди върху полезни растения и организми.

• Периоди на изчакване преди прибиране на реколтата

Необходимо е да се спазват препоръчителните периоди на изчакване преди прибиране на реколтата след прилагане на инсектициди, за да се избегнат химически остатъци в хранителните продукти. Спазването на периодите на изчакване гарантира безопасността на консумацията и предотвратява рискове за човешкото здраве.

Алтернативи на химическите инсектициди

• Биологични инсектициди

Използването на ентомофаги, бактериални и гъбични препарати за борба с насекоми вредители е екологично безопасно.

Алтернатива на химическите инсектициди. Биологичните инсектициди като Bacillus thuringiensis ефективно се борят с вредителите, без да вредят на полезните организми и околната среда.

• Естествени инсектициди

Използването на естествени агенти като масло от нийм, тютюневи настойки и разтвори от чесън ефективно контролира вредителите, без да се използват синтетични химикали. Тези методи отблъскват насекомите и предотвратяват тяхното размножаване, запазвайки здравето на растенията и екосистемата.

• Феромонови капани и други механични методи

Феромоновите капани привличат и унищожават насекоми вредители, намалявайки популациите им и предотвратявайки разпространението им. Други механични методи, като лепкави капани и бариери, също помагат за контрол на популациите на вредителите без използване на химикали.

Примери за популярни инсектициди от тази група

Име на продукта	Активна съставка	Механизъм на действие	Област на приложение
Метаметион	Фосфин	Блокада на дихателните системи	Съхранение на зърно, почва
Органофосфатни фумиганти	Хлорпирифос	Инхибиране на ацетилхолинестеразата	Земеделски култури
Сименда	Сименда	Клетъчна дехидратация	Зеленчукови култури
Сяра	Сяра	Окислителен ефект	Плодови дървета, зеленчукови култури
Метионил	Метионил	Инхибиране на метаболитните процеси	Градински растения, почва

Предимства и недостатъци

Предимства

• Висока ефективност срещу широк спектър от вредители
• Бързи действия, осигуряващи незабавно намаляване на популацията
• Може да се използва в различни условия и върху различни култури

Недостатъци

• Висока токсичност за хора и животни при неправилна употреба
• Екологични опасности, включително замърсяване на почвата и водата
• Възможност за развитие на резистентност към вредители, намаляваща ефективността

Рискове и предпазни мерки

• Въздействие върху здравето на хората и животните

Неправилната или прекомерна употреба на инсектициди може да причини отравяне при хора и животни. Симптомите могат да варират от леко дразнене на кожата и очите до сериозни неврологични и респираторни нарушения. Токсичността на инсектицидите изисква стриктно спазване на правилата за безопасност по време на употреба.

• Симптоми на отравяне с инсектициди

Симптомите на отравяне могат да включват замаяност, гадене, повръщане, слабост, конвулсии, затруднено дишане и загуба на съзнание. Ако инсектицид попадне в очите или кожата, незабавно изплакнете засегнатата област обилно с вода.

• Първа помощ при отравяне

В случай на контакт на инсектицид с кожата или очите, изплакнете засегнатата област с вода в продължение на поне 15 минути. При вдишване, излезте на чист въздух и потърсете медицинска помощ. При поглъщане, обадете се на спешни служби и следвайте инструкциите за първа помощ.

Превенция на вредителите

• Алтернативни методи за борба с вредителите

Използването на културни практики като сеитбообращение, мулчиране и правилна грижа за растенията помага за предотвратяване на огнища на вредители и намалява нуждата от инсектициди. Тези методи създават неблагоприятни условия за вредителите и подобряват здравето на растенията.

• Създаване на неблагоприятни условия за вредители

Правилното напояване, премахването на паднали листа и растителни остатъци, както и поддържането на чистотата в градината, създават неблагоприятни условия за размножаване на вредители и намаляват популациите им. Използването на физически бариери, като мрежи и бордюри, също помага за предотвратяване на достъпа на вредителите до растенията.

Заключение

Рационалното използване на инсектициди играе важна роля в растителната защита и увеличаването на добивите. Спазването на указанията за безопасност и правилната дозировка спомага за минимизиране на въздействието върху околната среда и рисковете за здравето. Важно е също така да се интегрират химични методи с биологични и културни методи за борба с вредителите, за да се постигне устойчиво управление на вредителите и да се поддържа балансът на екосистемата.

Често задавани въпроси (ЧЗВ)

Какво представляват фумигантите?

Фумигантите са химични вещества, използвани за унищожаване на вредители, патогенни микроорганизми и плевелни семена в почвата и по растенията. Те могат да се прилагат като газове или течности и са предназначени за стерилизиране на почва, зърно и селскостопански структури.

Какви видове фумиганти съществуват?

Основните видове фумиганти включват органични фумиганти (напр. метамфоза), неорганични фумиганти (напр. сероводород), биологични фумиганти (напр. бактерии Bacillus thuringiensis) и газообразни фумиганти (напр. метиленхлорид).

Как фумигантите влияят на насекомите?

Фумигантите действат върху нервната система на насекомите, блокирайки предаването на нервни импулси и причинявайки парализа и смърт на вредителите. Те могат да инхибират ензимите или да блокират нервните канали, нарушавайки нормалните жизнени процеси на насекомите.

Могат ли фумиганти да се използват в оранжерии?

Да, фумигантите се използват широко в оранжерии за стерилизация на почвата и борба с вредителите. Трябва обаче да се спазват правилата за безопасност и да се използват подходящи предпазни средства, както и да се дават препоръки за дозировка и време на приложение.

Вредни ли са фумигантите за полезните насекоми?

Да, фумигантите могат да бъдат токсични за полезни насекоми, включително пчели и хищни насекоми. Ето защо е важно фумигантите да се прилагат с повишено внимание, като се избягва прилагането им по време на периоди на активност на опрашителите и се следи внимателно употребата на тези продукти.

Как да се предотврати резистентността на вредителите към фумиганти?

За да се предотврати резистентност, е необходимо да се редуват фумиганти с различни механизми на действие, да се комбинират химични и биологични методи за контрол и да се спазват препоръчителните дози и схеми на приложение.

Могат ли фумигантите да замърсят околната среда?

Да, фумигантите могат да се натрупват в почвата, водата и растенията, което води до замърсяване на екосистемите и натрупване на токсични вещества в хранителните вериги. Това причинява сериозни екологични и здравословни проблеми.

Какви алтернативи на фумигантите съществуват?

Алтернативите включват биологични инсектициди, природни средства (масло от нийм, чеснови разтвори), феромонови капани и механични методи за борба. Тези подходи позволяват ефективен контрол на вредителите, без да се уврежда околната среда и полезните организми.

Как да изберем подходящия фумигант за конкретна култура?

Изборът на фумигант зависи от вида на вредителя, възрастта на растението, условията на околната среда и спазването на правилата за безопасност. Препоръчително е да се консултирате с агрономи и да следвате указанията на производителите за ефективно и безопасно приложение на продукта.

Къде могат да се закупят фумиганти?

Фумигантите се предлагат в специализирани селскостопански магазини, онлайн магазини и от доставчици на продукти за растителна защита. Преди покупка се уверете в законността и безопасността на използваните продукти.