Avermektiny

Avermektiny jsou skupina makrocyklických laktonů odvozených z bakterií rodu Streptomyces. Vykazují silné insekticidní, akaricidní a antiparazitické vlastnosti a jsou široce používány v zemědělství, veterinárním lékařství a zdravotní péči. Avermektiny jsou účinné proti širokému spektru škůdců, včetně hmyzu, roztočů, parazitických červů a dalších parazitů, které způsobují poškození zemědělských plodin, domácích zvířat a lidí.

Cíle a význam použití v zemědělství a zahradnictví

Primárním cílem používání avermektinů je chránit zemědělské plodiny před různými škůdci, čímž se zvyšuje výnos a snižuje ztráty produktu. V zahradnictví se používají avermektiny k ochraně okrasných rostlin, ovocných stromů a keřů z zamoření hmyzu a roztočů, což udržuje jejich zdraví a estetickou přitažlivost. Vzhledem k jejich vysoké účinnosti a aktivitě široce spektra jsou avermektiny nezbytným nástrojem v integrovaném managementu škůdců (IPM), což zajišťuje udržitelné a produktivní zemědělství.

Relevance tématu

Studium a správné použití avermektinů je v moderním zemědělství a zahradnictví zásadní. S rostoucím globální populací a poptávkou po rostoucí potravě se efektivní management škůdců stává kriticky důležitým. Správný výzkum a použití insekticidů avermektinu pomáhá minimalizovat poškození plodin, zvyšovat zemědělskou produktivitu a snižovat ekonomické ztráty. Nadměrné a nekontrolované použití avermektinů však může vést k odolnosti proti škůdcům a negativním dopadům na životní prostředí, jako je pokles prospěšných populací hmyzu a kontaminace životního prostředí. Proto je nezbytné pochopit mechanismy působení avermektinů, jejich ekologický dopad a rozvíjet udržitelné metody aplikací.

Dějiny

Avermektiny jsou skupina insekticidů a antiparazitických látek odvozených ze sloučenin izolovaných z půdních aktinomycetů. Tyto látky jsou vysoce účinné proti široké škále škůdců, stejně jako různé parazity, včetně nematod a roztočů. Avermektiny hrály významnou roli při kontrole parazitických chorob a škůdců v zemědělství i medicíně. Jejich historie trvá několik desetiletí a zahrnuje klíčové vědecké objevy.

1. Objev avermektinu

Historie avermektinů začala v roce 1975, kdy japonský vědec Isao Yoshida v Merck & amp; CO. Začal zkoumat půdní mikroorganismy známé jako Actinomycetes. Během jeho experimentů Yoshida a jeho kolegové izolovali nové antibiotikum, které mělo silné antiparazitické vlastnosti. Probiotické vlastnosti, jako je jeho vysoká účinnost proti různým parazitickým infekcím, okamžitě upoutaly pozornost vědců. Toto antibiotikum bylo pojmenováno avermektin v roce 1979.

2. Vývoj a komerční použití

Po izolaci avermektinu byla studována jeho molekulární struktura a prostřednictvím chemických modifikací byly vyvinuty nové formy. Jedna taková modifikace vedla k vytvoření abamectinů - stabilnější a silnější formy. Na začátku 80. Let bylo prokázáno, že avermektiny měly výjimečnou aktivitu proti zaokrouhlením, roztočů a dalším parazitům, což z nich činí ideální pro kontrolu různých nemocí v hospodářských a zemědělstvích.

V roce 1987 byl představen první komerční insekticid na bázi avermektinu, Malathion, který se rychle stal populární díky své vysoké účinnosti proti široké škále hmyzu. Byl používán v zemědělství a k ochraně veřejného zdraví před nemocemi přenášenými hmyzem.

3. Vývoj a použití

Od počátku padesátých let se insekticidy na bázi avermektinu v zemědělství široce používají. Poskytovali vyšší toxicitu pro hmyz ve srovnání s mnoha dříve používanými chlorovanými sloučeninami, jako je DDT. Avermektiny se staly populárními v boji proti škůdcům, jako je hmyz na různých plodinách, včetně bavlny, tabáku, zeleniny a ovoce. Mezi nejznámější chemikálie v této skupině patří parathion, diazinon a chlorpyrifos.

4. Bezpečnostní a environmentální obavy

Ačkoli insekticidy avermektinu byly účinné, jejich použití vedlo k novým ekologickým a toxikologickým problémům. Tyto sloučeniny vykazovaly vysokou toxicitu nejen pro hmyz, ale také pro jiné organismy, včetně prospěšného hmyzu, jako jsou včely a zvířata. Volatilita a schopnost avermektinů se hromadit v ekosystémech, kontaminování půdy a vodních útvarů se staly významnými obavami. V důsledku toho bylo mnoho z těchto sloučenin podrobeno omezením a zákazům v některých zemích od konce 70. Let.

5. Moderní přístupy a problémy

Dnes zůstávají insekticidy na bázi avermektinu široce používány, ale jejich použití je omezeno kvůli požadavkům na životní prostředí a bezpečnost. Problémy související s rezistencí na hmyz, odolností vůči insekticidy avermektinu a klesající účinnost těchto sloučenin se staly hlavními obavami při moderní chemické kontrole škůdců. Aby se zabránilo rozvoji odporu, vědci aktivně vyvíjejí nové formulace a metody a kombinují insekticidy na bázi avermektinu s biologickými a mechanickými metodami kontroly škůdců.

Historie avermektinů je tedy cesta z revolučních objevů a úspěšných aplikací k uznání jejich ekologických a toxikologických problémů, což vedlo k hledání bezpečnějších a udržitelnějších metod ochrany rostlin.

Klasifikace

Avermektiny jsou klasifikovány na základě různých kritérií, včetně chemického složení, mechanismu účinku a spektra aktivity. Mezi hlavní skupiny avermektinů patří:

• Ivermektin: Jeden z nejpoužívanějších zástupců, účinný proti širokému spektru parazitů, včetně roztočů, červů a hmyzu škůdců.
• Abamectin: Zaměstnanný pro kontrolu parazitů v hospodářských a zemědělských plodinách, známý pro svou vysokou stabilitu.
• Epirabamektin: Používá se ve veterinární a zemědělské prostředí, účinné proti různým druhu hmyzu a roztočů.
• Milbemektin: Používán pro kontrolu rostlin a škůdců, charakterizovaný vysokou selektivitou a nízkou toxicitou savců.
• Avermektin B1A: Specializovaný insekticid účinný proti specifickým škůdcům, jako jsou můry a určité druhy brouků.

Každá z těchto skupin má jedinečné vlastnosti a mechanismy účinku a umožňuje jejich použití za různých podmínek a pro různé typy plodin.

Mechanismus působení

Jak insekticidy ovlivňují nervový systém hmyzu

• Avermektiny ovlivňují nervový systém hmyzu vazbou na chloridové kanály s glutamátem a receptory GABA v nervových buňkách. To vede k nepřetržité aktivaci nervových impulsů, což vede k ochrnutí a smrti hmyzu. Na rozdíl od organofosfátů, které inhibují acetylcholinesterázu, působí avermektiny přímo na receptory glutamátu a GABA, což poskytuje selektivnější a účinnější účinek.

Dopad na metabolismus hmyzu

• Narušení přenosu nervového signálu způsobuje selhání v metabolických procesech u hmyzu, jako je krmení, reprodukce a pohyb. To má za následek sníženou aktivitu a životaschopnost škůdců, což pomáhá efektivní kontrole populace a prevenci poškození rostlin.

Příklady molekulárních mechanismů účinku

• Avermektiny, jako je ivermektin, se vážou na chloridové kanály s glutamátem, což způsobuje kontinuální excitaci nervů. Jiné avermektiny, jako je abamectin, mohou také interagovat s GABA receptory, blokovat jejich funkci a vytvářet podobné účinky. Tyto molekulární mechanismy zajišťují vysokou účinnost avermektinů proti různým hmyzu škůdců.

Rozdíl mezi kontaktním a systémovým působením

• Avermektiny mohou vykazovat kontaktní i systémovou akci. Kontaktní avermektiny působí přímo na kontakt s hmyzem, proniknutím skrz kutikulu nebo dýchací dráhy, což způsobuje ochrnutí a smrt na místě. Systémové avermektiny jsou absorbovány do rostlinných tkání a distribuovány ve všech částech, což poskytuje dlouhotrvající ochranu proti škůdcům, kteří se živí různými částmi rostliny. Systémová akce umožňuje prodlouženou kontrolu škůdců nad většími oblastmi a delší doby.

Příklady produktů v této skupině

Ivermektin
Mechanismus účinku
Váže se na receptory glutamátu a GABA, což způsobuje kontinuální excitaci nervů a ochrnutí hmyzu.
Příklady produktů

• Avagil
• Ivermektin-20
• Mirimetlilin
  Výhody a nevýhody
  Výhody: široké spektrum aktivity, systémové rozdělení, nízká toxicita pro savce.
  Nevýhody: toxicita pro prospěšná hmyz, riziko rozvoje odporu u škůdců, environmentální rizika.

Abamectin
Mechanismus účinku
Váže se na receptory glutamátu a GABA, což způsobuje ochrnutí a smrt parazitů.
Příklady produktů

• Abamet
• Abamectin-10
• Agroabam
  Výhody a nevýhody
  Výhody: Vysoká účinnost, odolnost vůči degradaci, systémové účinky.
  Nevýhody: toxicita pro včely a další opylovače, potenciální kontaminace půdy a vody, rozvoj odporu u škůdců.

Milbemektin
Mechanismus účinku
Váže se na glutamátové receptory, což způsobuje kontinuální excitaci nervů a ochrnutí.
Příklady produktů

• Milbemektin-2
• Milbegard
• Agromil
  Výhody a nevýhody
  Výhody: Vysoká selektivita, účinná proti širokému rozsahu škůdců, nízká toxicita pro savce.
  Nevýhody: Toxicita pro prospěšný hmyz, potenciální akumulace životního prostředí, rozvoj odporu u škůdců.

Avermektin B1a
Mechanismus účinku
Váže se na receptory glutamátu a GABA, což způsobuje ochrnutí a smrt hmyzu.
Příklady produktů

• Avermektin-5
• Agroavermet
• Mirimect
  Výhody a nevýhody
  Výhody: Efektivní proti můrám a jiným škůdcům, systémové rozdělení, vysoká odolnost vůči degradaci.
  Nevýhody: Toxicita pro včely, Potenciální kontaminace zdrojů vody, vývoj odporu u škůdců.

Fenitrazol
Mechanismus účinku
Inhibuje acetylcholinesterázu, narušuje přenos nervu a způsobuje ochrnutí a smrt hmyzu.
Příklady produktů

• Fenitrazol-150
• Agrofenit
• Fenitrop
  Výhody a nevýhody
  Výhody: Vysoká účinnost proti široké škály škůdců, nízká toxicita pro savce.
  Nevýhody: toxicita pro vodní organismy, potenciální akumulace životního prostředí, vývoj odporu u škůdců.

Insekticidy a jejich dopad na životní prostředí

Dopad na prospěšný hmyz

• Avermektiny mají toxické účinky na prospěšný hmyz, včetně včel, vos a dalších opylovačů, jakož i na dravé hmyz, který přirozeně kontrolují populace škůdců. To vede k poklesu biologické rozmanitosti a narušuje rovnováhu ekosystémů, což negativně ovlivňuje produktivitu zemědělských plodin a biologické rozmanitosti.

Zbytková množství insekticidů v půdě, vodě a rostlinách

• Avermektiny mohou přetrvávat v půdě po delší dobu, zejména za podmínek vysoké vlhkosti a teploty. To má za následek kontaminaci zdrojů vody odtokem a infiltrací. V rostlinách jsou avermektiny distribuovány ve všech částech, včetně listů, stonků a kořenů, což poskytuje systémovou ochranu, ale také vede k akumulaci insekticidů v potravinářských výrobcích a půdě, což může nepříznivě ovlivnit zdraví lidí a zvířat.

Fotostabilita a degradace insekticidů v přírodě

• Mnoho avermektinů má vysokou fotostabilitu a zvyšuje jejich přetrvávání životního prostředí. To brání rychlé degradaci insekticidů při expozici slunečního světla a přispívá k jejich akumulaci v půdě a vodních ekosystémech. Vysoká odolnost vůči degradaci komplikuje odstranění avermektinů z prostředí a zvyšuje riziko jejich dopadu na necílové organismy.

Biomagnifikace a akumulace v potravinových řetězcích

• Avermektiny se mohou akumulovat v tkáních hmyzu a zvířat, postupovat skrz potravinový řetězec a způsobit biomagnifikaci. To má za následek vyšší koncentrace insekticidu na nejvyšší úrovni potravinového řetězce, včetně predátorů a lidí. Biomagnifikace avermektinů vede k závažným ekologickým a zdravotním problémům, protože akumulované insekticidy mohou způsobit chronické otravy a zdravotní poruchy u zvířat a lidí.

Problém odolnosti proti škůdcům vůči insekticidům

Příčiny rozvoje odporu

• Vývoj rezistence u škůdců na avermektiny je poháněn genetickými mutacemi a výběrem rezistentních jedinců opakovaným použitím insekticidu. Časté a nekontrolované použití avermektinů urychluje šíření rezistentních genů v populacích škůdců. Nedostatečné dodržování protokolů pro dávkování a aplikaci také zrychluje proces vývoje odporu, což je insekticid méně efektivní.

Příklady odolných škůdců

• Odolnost vůči avermektinu byla pozorována u různých druhů hmyzu škůdců, včetně molicích, mšic, roztočů a některých druhů můry. Tyto škůdci vykazují sníženou citlivost na insekticidy, komplikují jejich kontrolu a vyžadují použití dražších a toxických látek nebo přechod k alternativním metodám řízení škůdců.

Metody, jak zabránit odporu

• Aby se zabránilo rozvoji odolnosti u škůdců na avermektiny, je nezbytné otáčet insekticidy s různými mechanismy účinku, kombinovat chemické a biologické kontrolní metody a implementovat integrované strategie řízení škůdců. Je také důležité dodržovat doporučené dávky a plány aplikací, aby se zabránilo výběru rezistentních jedinců a udržovalo dlouhodobou účinnost avermektinových produktů.

Pravidla pro bezpečné použití insekticidů

Příprava řešení a dávek

• Správná příprava roztoků a přesného měření dávky jsou kriticky důležité pro efektivní a bezpečné používání avermektinů. Je nutné přísně dodržovat pokyny výrobce pro přípravu a dávkování řešení, aby se zabránilo nadměrné aplikaci nebo nedostatečné zpracování rostlin. Použití přesných měřicích nástrojů a vysoce kvalitní vody zajišťuje přesnost dávky a účinnost léčby.

Použití ochranného vybavení při manipulaci s insekticidy

• Při práci s avermektiny je nezbytné používat vhodné ochranné vybavení, jako jsou rukavice, masky, brýle a ochranný oděv, aby se minimalizovalo riziko expozice insekticidu lidskému tělu. Ochranné vybavení pomáhá předcházet kontaktu s kůží a slizničními membránami a inhalací toxických insekticidních párů.

Doporučení pro ošetření rostlin

• Použijte avermektiny na rostliny během časných ranních nebo pozdních večerních hodin, abyste se vyhnuli ovlivňování opylovačů, jako jsou včely. Vyvarujte se aplikace během horkého a větrného počasí, protože to může vést k unášení insekticidů a nezamýšleného kontaktu s užitečnými rostlinami a organismy. Doporučuje se také zvážit fázi růstu rostlin a vyhýbat se aplikaci během období aktivního kvetení a ovoce.

Dodržování intervalů před sklizvem

• Dodržování doporučených intervalů před sklizni po aplikaci avermektinů zajišťuje bezpečnost konzumace produktu a zabraňuje vstupu do potravinářských výrobků. Je důležité dodržovat pokyny výrobce ohledně intervalů před sklizni, abyste se vyhnuli otravě rizik a zajistili kvalitu produktu.

Alternativy k chemickým insekticidům

Biologické insekticidy

• Použití entomofagních organismů, bakteriálních a plísňových formulací nabízí environmentálně bezpečnou alternativu k chemickým insekticidům. Biologické insekticidy, jako je Bacillus thuringiensis, účinně bojují proti hmyzu škůdců bez poškození prospěšných organismů a životního prostředí. Tyto metody podporují udržitelné řízení škůdců a zachovávají biologickou rozmanitost.

Přírodní insekticidy

• Přírodní insekticidy, jako je olej z Neem, extrakty z tabáku a česnekové roztoky, jsou bezpečné pro rostliny a životní prostředí a používají se k řízení škůdců. Tyto látky mají odpuzující a insekticidní vlastnosti, což umožňuje efektivní řízení populací hmyzu bez použití syntetických chemikálií. Přírodní insekticidy mohou být použity v kombinaci s jinými metodami k dosažení optimálních výsledků.

Feromonové pasti a další mechanické metody

• Feromonové pasti přitahují a eliminují hmyz škůdců, snižují jejich populaci a zabraňují šíření. Jiné mechanické metody, jako jsou lepivé pasti a bariéry, také pomáhají kontrolovat populace škůdců bez použití chemických látek. Tyto metody jsou efektivní a ekologicky šetrné způsoby řízení škůdců.

Příklady nejoblíbenějších insekticidů v této skupině

Výhody a nevýhody

Výhody

• Vysoká účinnost proti širokému spektru hmyzu škůdců
• Systémové rozdělení v rostlinách, poskytování dlouhodobé ochrany
• Nízká toxicita pro savce ve srovnání s jinými třídami insekticidů
• Vysoká fotostabilita, zajištění prodlouženého účinku

Nevýhody

• Toxicita pro prospěšný hmyz, včetně včel a vos
• Potenciál pro rozvoj odporu u populací škůdců
• Možná kontaminace zdrojů půdy a vody
• Vysoké náklady na některé formulace ve srovnání s tradičními insekticidy

Rizika a preventivní opatření

Dopad na zdraví člověka a zvířat

• Avermektiny mohou mít vážné účinky na zdraví člověka a zvířat, pokud jsou zneužívány. U lidí může expozice způsobit příznaky otravy, jako je závratě, nevolnost, zvracení, bolesti hlavy a v závažných případech, záchvaty a ztráta vědomí. Zvířata, zejména domácí domácí zvířata, jsou také ohroženy otravou, pokud insekticid přijde do kontaktu s jejich kůží nebo pokud požívají rostliny ošetřené.

Příznaky otravy insekticidem

• Mezi příznaky otravy avermektinu patří závratě, bolesti hlavy, nevolnost, zvracení, slabost, potíže s dýcháním, záchvaty a ztráta vědomí. Kontakt s očima nebo kůží může způsobit podráždění, zarudnutí a pocity pálení. Požití insekticidu vyžaduje okamžitou lékařskou pomoc.

První pomoc pro otravu

• V případě podezření na otravu avermektinu okamžitě přestaňte kontakt s insekticidem, opláchnutím pokožku nebo očima s dostatkem vody po dobu nejméně 15 minut. Pokud je vdechován, přesuňte se na čerstvý vzduch a vyhledejte lékařskou pomoc. Pokud se požívá, zavolejte na pohotovostní služby a postupujte podle pokynů pro první pomoc uvedené na štítku produktu.

Prevence vzniku škůdců

Alternativní metody řízení škůdců

• Použití kulturních praktik, jako je otáčení plodin, mulčování, odstranění zamořených rostlin a odrůdy odolných proti výsadbě, pomáhá zabránit vzniku škůdců a snižovat potřebu používání insekticidů. Tyto metody vytvářejí nepříznivé podmínky pro hmyz škůdců a posilují zdraví rostlin. Účinná preventivní opatření jsou také metody biologické kontroly, včetně použití entomofagních predátorů a dalších přirozených nepřátel hmyzu škůdců.

Vytváření nepříznivých podmínek pro škůdce

• Zajištění správného zavlažování, odstranění padlých listů a rostlinných zbytků, udržování čistoty v zahradách a sadech vytváří nepříznivé podmínky pro reprodukci a šíření škůdců. Instalace fyzických bariér, jako jsou sítě a hranice, pomáhá předcházet přístupu škůdců k rostlinám. Pravidelné inspekce rostlin a včasné odstranění poškozených částí snižují přitažlivost rostlin na škůdce.

Závěr

Racionální použití avermektinů hraje klíčovou roli při ochraně rostlin a zvyšování výnosu zemědělských a okrasných plodin. Je však nezbytné dodržovat bezpečnostní protokoly a zvážit environmentální aspekty, aby se minimalizovaly negativní dopady na ekosystém a prospěšné organismy. Integrovaný přístup k řízení škůdců, kombinující metody chemické, biologické a kulturní kontroly, podporuje udržitelný rozvoj zemědělství a zachování biologické rozmanitosti. Je také důležité pokračovat v výzkumu vývoje nových insekticidů a kontrolních metod zaměřených na snížení zdravotních rizik pro lidi a ekosystémy.

Často kladené otázky (FAQ)

1. Na co jsou avermektiny a na co se používají?
Avermektiny jsou skupina makrocyklických laktonů používaných jako insekticidy, akaricidy a antiparazitické látky. Jsou zaměstnáni k ochraně zemědělských plodin, hospodářských zvířat a lidí z různých parazitů a škůdců.

2. Jak ovlivňují avermektiny nervový systém hmyzu?
Avermektiny se vážou na receptory glutamátu a GABA v nervových buňkách hmyzu, což způsobuje nepřetržité excitace nervových impulsů. To vede k ochrnutí a smrti hmyzu.

3. Jsou avermektiny škodlivé pro prospěšný hmyz, jako jsou včely?
Ano, avermektiny jsou toxické pro prospěšný hmyz, včetně včel a vos. Jejich použití vyžaduje přísné dodržování předpisů, aby se minimalizovalo dopad na prospěšný hmyz.

4. Jak zabránit rozvoji odporu u škůdců na avermektiny?
Aby se zabránilo odporu, otočte insekticidy s různými mechanismy účinku, kombinujte metody chemické a biologické kontroly a dodržujte doporučené dávky a aplikační plány.

5. Jaké environmentální problémy jsou spojeny s použitím avermektinů?
Použití avermektinů vede k poklesu prospěšných populací hmyzu, kontaminace půdy a vody a akumulaci insekticidů v potravinových řetězcích, což způsobuje závažné ekologické a zdraví.

6. Lze avermektiny použít v ekologickém zemědělství?
Ne, avermektiny nesplňují požadavky ekologického zemědělství kvůli jejich syntetickému původu a potenciálnímu negativnímu dopadu na životní prostředí a prospěšné organismy.

7. Jak správně aplikovat avermektiny pro maximální účinnost?
Přísně dodržujte pokyny výrobce pro dávkování a plány aplikací, ošetřte rostliny během časných ranních nebo pozdních večerních hodin, vyhýbejte se aplikaci během období aktivity opylovače a zajistěte rovnoměrné rozdělení insekticidů na rostlinách.

8. Existují alternativy k avermektiny pro kontrolu škůdců?
Ano, existují biologické insekticidy, přírodní látky (olej neemových, česnekových roztoků), pasti feromonu a metody mechanické kontroly, které lze použít jako alternativy k avermektinu.

9. Jak minimalizovat dopad avermektinů na životní prostředí?
Používejte insekticidy pouze v případě potřeby, dodržujte doporučené dávky a plány aplikací, zabraňte odtoku insekticidů do zdrojů vody a implementujte integrované metody řízení škůdců ke snížení spoléhání na chemické látky.

10. Kde lze zakoupit avermektiny?
Avermektiny jsou k dispozici ve specializovaných zemědělských obchodech, online trzích a od dodavatelů produktů na ochranu rostlin. Před nákupem zajistěte zákonnost a bezpečnost použitých produktů.