Więcej o neonikotynoidach

3 grudnia 2015
W rozwoju chemicznej ochrony roślin, za początek którego uważa się podjęcie masowej produkcji DDT, wyróżnia się często trzy okresy. Pierwszy okres to „era optymizmu”, drugi to „era zwątpienia”, a trzeci to „era integracji metod”. W „erze optymizmu” panowało głębokie przekonanie, że synteza i produkcja chemicznych środków ochrony roślin rozwiąże wszystkie problemy ochrony upraw przed chorobami, szkodnikami i chwastami, a stosowanie tych środków jest całkowicie bezpieczne dla ludzi i środowiska.
Wykrycie ubocznych, niekorzystnych skutków stosowania chemicznych środków ochrony roślin i ich wpływu na człowieka i środowisko spowodowało, że już w połowie lat 60-tych ubiegłego wieku rozpoczął się okres bardzo intensywnej krytyki i żądanie odstąpienia od masowego stosowania chemicznych środków ochrony roślin. Zaistniała wówczas sytuacja doprowadziła do opracowania przez naukę koncepcji integracji metod, która polega na  jednoczesnym wykorzystaniu w ochronie upraw wszystkich dostępnych metod (również poza chemicznych) i ograniczenie stosowania chemicznych środków ochrony roślin. Należy podkreślić, że integrowana ochrona roślin przyjęła się na całym świecie, a o jej znaczeniu może świadczyć fakt, że od 1 stycznia 2014 r. ochrona wszystkich upraw w krajach członkowskich Unii Europejskiej musi się opierać na zasadach integracji.
Jednym z najważniejszych ubocznych skutków przemawiających przeciw nadmiernemu stosowaniu środków chemicznych był zaobserwowany proces uodparniania się organizmów szkodliwych na stosowane substancje aktywne. Proces ten narastał z każdym rokiem i już w roku 1944 odnotowano pierwsze przypadki uodpornienia się owadów na stosowane insektycydy, natomiast pod koniec XX wieku liczba takich przypadków na świecie przekroczyła 500. Podobne zjawisko obserwuje się w odniesieniu do chorób i chwastów. Powstanie zjawiska odporności oraz krytyka stosowanych chemicznych substancji aktywnych wymusiła na producentach środków ochrony roślin potrzebę poszukiwania nowych substancji aktywnych charakteryzujących się ograniczonym wpływem na człowieka i środowisko oraz stosowanych w niższych dawkach.
W ochronie roślin następowała stała zmiana zalecanych środków ochrony roślin i już w latach 70. środki oparte na DDT zostały zastąpione przez substancje z grupy fosforoorganicznych. Na początku lat 70. w zwalczaniu szkodników zaczęto również stosować insektycydy z grupy karbaminianów, a od początku lat 80. z grupy syntetycznych pyretroidów. Na początku XX wieku do ochrony roślin wprowadzona została nowa grupa substancji aktywnych określanych jako neonikotynoidy. Analizując postęp, jaki nastąpił w produkcji chemicznych środków ochrony roślin, pod kątem zagrożenia jakie mogą one stanowić dla człowieka i środowiska, wystarczy porównać dawki środków ochrony roślin z różnych grup chemicznych zalecane na przestrzeni lat do zwalczania szkodników. O ile bowiem DDT i inne środki z grupy chlorowcopochodnych stosowano w dawce do 1,5 kg substancji aktywnej na hektar to insektycydy fosforoorganiczne zalecano już w dawce o połowę niższej a środki zawierające związki z grupy neonikotynoidów stosowane są w dawce poniżej 20 gramów substancji aktywnej na hektar.
Neonikotynoidy jako grupa chemiczna zbliżone są do nikotyny stosowanej w ochronie roślin od bardzo długiego czasu. Napary z nikotyny w formie gotowych produktów zalecane były do zwalczania wielu gatunków szkodników. Powszechne było również zadymianie szklarni poprzez spalanie nikotyny co dawało dobre rezultaty w zwalczaniu mszyc i innych szkodników upraw szklarniowych. Nikotyna stosowana głównie w postaci siarczanu nikotyny, poprzez zagrożenia jakie stwarzała dla ludzi i środowiska, została wycofana z ochrony roślin. Neonikotynoidy natomiast są ukierunkowanym przekształceniem nikotyny w substancje bardziej bezpieczne, ale nadal charakteryzujące się wysoką skutecznością w zwalczaniu wielu gatunków szkodników. Podobnym przykładem w ochronie roślin są syntetyczne pyretroidy dla których pierwowzorem była naturalna pyretryna zbierana z koszyczków kwiatowych niektórych roślin z rodziny złożonych i przez wiele lat była stosowana w ochronie roślin.
W swym mechanizmie działania neonikotynoidy są antagonistami acetylocholiny. Po wniknięciu do organizmu substancja zastępuje acetylocholinę w receptorach nikotynowych i nikotynowo-muskarynowych aktywując je podobnie do acetylocholiny. Po wywołaniu impulsu nie ulega jednak degradacji enzymatycznej. Efektem działania jest nadpobudliwość neuronów objawiająca się drgawkami i konwulsjami mogącymi doprowadzić do śmierci owada.
Neonikotynoidy nie stanowią jednorodnej grupy chemicznej a poszczególne substancje aktywne można podzielić na dwie podstawowe grupy: nitroguanidynowe oraz cyjanoamidynowe. Neonikotynoidy z pierwszej grupy (Rys.1) mają w swojej budowie chemicznej grupy N-nitrowe, które zawierają atomy tlenu i powodują, że te cząsteczki są znacznie bardziej polarne. Do tej grupy należą między innymi imidachlopryd, tiametoksam oraz chlotianidyna. Do grupy neonikotynoidów cyjanoamidowych (Rys.2) należą takie substancje jak acetamipryd czy tiachlopryd. W cząsteczkach tych substancji zamiast grup nitrowych występują grupy cyjanoamidowe, które nie zawierają tlenu i są przez to znacznie mniej polarne i mniej reaktywne.
Różnice w budowie chemicznej związków z obu wyżej wymienionych grup wpływają na ich podatność na rozkład w glebie oraz metabolizm w organizmie owada. Substancje cyjanoamidowe nie nadają się na przykład do stosowania w zaprawach nasiennych gdyż ulegają szybkiemu rozkładowi. Różnice te znajdują również odzwierciedlenie w przypadku poziomu toksyczności dla pszczół. Acetamipryd, dzięki brakowi grup nitrowych, jest łatwo metabolizowany przez organizm pszczoły, przez co jego toksyczność dla tych owadów jest niska. Właściwość ta jest szczególnie ważna w aktualnie toczącej się dyskusji nad znaczeniem neonikotynoidów w występujących upadkach rodzin pszczelich określanych powszechnie jako masowe zamieranie rodzin pszczelich.
Analiza problemu upadków rodzin pszczelich, zarówno w badaniach wykonanych w Polsce jak i na świecie, wykazuje, że zamieranie rodzin pszczelich jest wywoływane przez wiele czynników. Niestety, w opinii środowisk pszczelarskich często główną winę przypisuje się insektycydom z grupy neonikotynoidów. Jakkolwiek brak jest udowodnionego negatywnego wpływu prawidłowo stosowanych neonikotynoidów na pszczoły, to tym bardziej jakiekolwiek zarzuty nie mogą być skierowane pod adresem substancji aktywnych z grupy cyjanoamidowych ponieważ ich budowa chemiczna znacznie ogranicza lub całkowicie eliminuje ich wpływ na pszczołę miodną i inne gatunki owadów nie będące obiektem zwalczania. Należy również podkreślić, że insektycydy przeznaczone do opryskiwania i zawierające substancje aktywne z grupy nitroguanidynowych posiadają w swej etykiecie – instrukcji stosowania zapisy dotyczące ich wysokiej toksyczności dla pszczół podczas gdy insektycydy z grupy cyjanoamidowej takich uwag nie posiadają. Wynika stąd zasadnicza różnica w zalecaniu tych substancji aktywnych zwłaszcza w ochronie upraw, w których może wystąpić zagrożenie dla pszczoły miodnej.
Neonikotynoidy są nową i bardzo obiecującą grupą substancji chemicznych o dużej przyszłości w ochronie roślin przed szkodnikami ale przystępując do ich stosowania należy już obecnie zdawać sobie sprawę z różnic jakie pomiędzy poszczególnymi substancjami występują i decydują o różnym stopniu ich  przydatności w różnych sytuacjach w uprawie.





POWIĄZANE

Mały odłamek kosmicznych śmieci uszkodził Międzynarodową Stację Kosmiczną, a dwi...

Za pomocą dronów o rozmiarach owadów naukowcom japońskim udało się zapylić lilie...

145 kilogramów żywności wartej 360 euro wyrzuca średnio co roku rodzina we Włosz...


Komentarze

Bądź na bieżąco

Zapisz się do newslettera

Każdego dnia najnowsze artykuły, ostatnie ogłoszenia, najświeższe komentarze, ostatnie posty z forum
Jestesmy w spolecznosciach:

Najpopularniejsze tematy

gospodarkapracaprzetargi
Nowy PPR (stopka)
Zgłoś uwagę