Ievads
No brīža, kad sēkla tiek iesēta augsnē, līdz dienai, kad tiek novākta nobriedusi raža, lauksaimniecība nepārtraukti cīnās pret kukaiņu kaitēkļiem. Tūkstošiem kukaiņu sugu ir attīstījušās, lai izmantotu kultūraugus kā galveno pārtikas avotu, apdraudot globālo pārtikas ražošanu, piegādes ķēdes un lauksaimniecības ekonomiku. Ja kukaiņu invāzijas netiek kontrolētas, tās var notīrīt laukus, pārnēsāt iznīcinošus augu vīrusus un pasliktināt pārtikas kvalitāti līdz tādam līmenim, ka tā kļūst netirgojama.
Lai novērstu šo pastāvīgo apdraudējumu, audzētāji lielā mērā paļaujas uz insekticīdiem{0}}daudzveidīgu dabiski iegūtu vai sintētiski izstrādātu ķīmisku savienojumu grupu, kas izstrādāta, lai pārvaldītu, apspiestu vai likvidētu kaitīgo kukaiņu populācijas. Tomēr mūsdienu lauksaimniecības ainava vairs neatbalsta plaša- spektra ķimikāliju bezatlīdzības izmantošanu. Šāda prakse bieži izraisa kaitēkļu atdzimšanu, sekundārus kaitēkļu uzliesmojumus, vides degradāciju un paātrinātu ķīmisko izturību.
Tā vietā mūsdienu augu aizsardzībai nepieciešama precizitāte. Pareiza produkta izvēle ir sarežģīts process, kas atrodas entomoloģijas, ķīmijas un agronomijas krustpunktā. Audzētājiem jāanalizē, kā kaitēklis barojas, kā ķīmiskā viela pārvietojas pa augu un kā molekula izjauc kaitēkļa iekšējo bioloģiju. Šajā visaptverošajā rokasgrāmatā ir aprakstīts, kā izvēlēties pareizos insekticīdus dažādiem kultūraugu kaitēkļiem, nodrošinot, ka lietojumi joprojām ir ļoti efektīvi, ekonomiski dzīvotspējīgi un videi draudzīgi.
Mērķa izpratne: kaitēkļu identificēšana un barošanās
Galvenais solis jebkura ķīmiskā kontroles līdzekļa izvēlē ir precīza kaitēkļa identificēšana kopā ar skaidru izpratni par tā barošanās morfoloģiju. Kukaiņi bojā labību ļoti dažādos veidos atkarībā no to mutes. Šī bioloģiskā iezīme tieši nosaka, kā tie mijiedarbojas ar apstrādātajiem augu audiem un līdz ar to, kādi insekticīdu veidi izrādīsies veiksmīgi.
Košļājamie kaitēkļi
Košļājamie kaitēkļi rada ļoti redzamus draudus lauka kultūrām, augļu dārziem un dārzeņiem. Šajā kategorijā ietilpst kožu un tauriņu kāpuri (kāpuri, piemēram, bruņtārpi, kukurūzas ausu tārpi un cilpiņas), kā arī pieaugušas un kāpurvaboles (piemēram, blusu vaboles un Kolorādo kartupeļu vaboles). Šie kukaiņi izmanto jaudīgus apakšžokļus, lai fiziski plēstu, kostu un apēstu augu audus, atstājot aiz sevis defoliācijas pazīmes, skeletainas lapas vai izurbtus caurumus kātos un augļos.
Tā kā košļājamie kaitēkļi fiziski uzņem lielu daudzumu ārējo augu audu, tie ir ļoti jutīgi pret kuņģa indēm un kontaktinsekticīdiem. Kad kāpurs patērē lapu virsmu, kas pārklāta ar aizsargājošu ķīmisku vielu atlikumu, toksīns iekļūst tā gremošanas sistēmā un aptur tā šūnu funkcijas. Līdz ar to, apkarojot košļājamos kaitēkļus, ļoti svarīgi ir panākt rūpīgu lapotnes virsmas pārklājumu.
Pīrsings{0}}Katēkļu sūcēji
Pretstatā košļājamiem kukaiņiem, caururbjošie -sūcošie kaitēkļi rada bojājumus, kas bieži tiek paslēpti, līdz invāzija ir krietni progresējusi. Tādiem organismiem kā laputīm, baltajām mušiņām, tripšiem, zirnekļa ērcēm un smirdētājiem ir specializētas, adatām līdzīgas mutes daļas, ko sauc par stileņiem. Tie apiet augu lapu ārējos aizsargslāņus, ievietojot savus stieņus tieši asinsvadu sistēmā-īpaši floēmā vai ksilēmā-, lai izvadītu dzīvībai svarīgas barības vielas, cukurus un mitrumu.
Tradicionālās saskares ķimikālijas, kas atrodas tikai lapas ārpusē, bieži vien ir neefektīvas pret caurdurošiem -sūcošiem kaitēkļiem, jo īpaši tiem, kas uzkrājas lapu apakšpusē vai dziļi blīvās augu nojumēs. Turklāt, tā kā šie kukaiņi neuzņem lapu virsmu, tie nepatērē kontakta atliekas. Šo kaitēkļu apkarošanai nepieciešami insekticīdi ar sistēmiskām vai translaminārām īpašībām. Šīs ķīmiskās vielas pārvietojas augu audos, piesārņojot sulu tā, ka kaitēklis barošanās procesā uzņem letālo devu.
Zem-zemes kaitēkļi
Daži no vissarežģītākajiem kukaiņu kaitēkļiem darbojas pilnīgi ārpus redzesloka, zem augsnes virsmas. Augsnē-mājošie kukaiņi, piemēram, stiepļu tārpi, sakņu tārpi, grumbuļi un sēnes, uzbrūk jaunu stādu sakņu arhitektūrai vai izgriež stublājus pie augsnes līnijas. Šis sakņu bojājums ievērojami ierobežo auga spēju absorbēt ūdeni un barības vielas, kā rezultātā tiek kavēta augšana, izgulēšanās un agrīna -sezonas audzes zudums.
Augsnes kaitēkļu apkarošanai nepieciešama pavisam cita pieeja ķīmisko vielu atlasei un piegādei. Lapu aerosoli šeit ir bezjēdzīgi. Tā vietā audzētājiem ir jāizmanto specializēti augsnē{2}}lietoti insekticīdi,šķidrums in-vagā, vai granulēti preparāti, kas ievietoti tieši sēklu zonā. Turklāt mūsdienīga sēklu apstrāde,-kur sēklām pirms stādīšanas tiek uzklāts precīzs sistēmiskā insekticīda pārklājums,-ir kļuvuši par būtisku līdzekli neaizsargātu stādu aizsardzībai to sākotnējās augšanas nedēļās.
Insekticīdu dekodēšana: klasifikācija, mobilitāte un darbības veidi
Kad kaitēklis ir pareizi identificēts un tā barošanās uzvedība ir analizēta, nākamais solis ietver ķīmiskas vielas izvēli ar atbilstošu fizisko mobilitāti un bioķīmisko mehānismu.
Sazināties ar sistēmisku piegādi
Insekticīda fiziskā uzvedība augu audos nosaka tā ilgmūžību un piemērotību konkrētajam kaitēkļa scenārijam.
Kontaktinsekticīdi darbojas galvenokārt tad, kad izsmidzināmā pilīte uzklāšanas laikā fiziski saskaras ar kukaiņa ķermeni vai kad kukainis rāpo pāri izžuvušām ķīmisko vielu atliekām uz lapas virsmas. Šie produkti nodrošina ātru aktīvo kaitēkļu iznīcināšanu, taču tie ir ļoti jutīgi pret vides degradāciju, ko izraisa saules gaisma (UV iedarbība) un lietus -nomazgāšana. Tie arī nespēj aizsargāt jaunas lapas, kas parādās pēc aplikācijas.
Sistēmiskie insekticīdi uzsūcas auga saknēs vai lapotnēs un tiek pārvietoti visā tā asinsvadu sistēmā. Uzklājot uz augsni, tos uztver saknes un virzās uz augšu, lai aizsargātu visu augu. Uzklājot uz lapotnes audiem, daudziem sistēmiskiem produktiem ir translamināra kustība, kas nozīmē, ka ķīmiskā viela iekļūst lapas augšējā virsmā un pārvietojas uz apakšējo virsmu, efektīvi vēršoties pret kaitēkļiem, kas slēpjas apakšpusē. Sistēmiskie produkti pēc uzsūkšanās ir ļoti izturīgi pret lietus un piedāvā pagarinātus atlikušās aizsardzības logus.
Ķīmiskās klases un IRAC sistēma
Insekticīdu rezistences rīcības komiteja (IRAC) klasificē insekticīdus, pamatojoties uz to darbības veidu (MoA) -precīza mērķa vieta kukaiņa bioloģijā, ko ķīmiskā viela izjauc.
Neirotoksīni: vēsturiski visplašāk izmantotās ķīmiskās vielas ir vērstas uz kukaiņu nervu sistēmu. Organofosfāti un karbamāti inhibē acetilholīnesterāzi, izraisot nepārtrauktu nervu sistēmas stimulāciju un ātru paralīzi. Piretroīdi atdarina dabiskos piretrīnus, bet ir izstrādāti tā, lai tie ilgāk kalpotu saules gaismā, saglabājot atvērtus nātrija kanālus nervu šūnās. Neonikotinoīdi saistās ar nikotīna acetilholīna receptoriem, izjaucot nervu transmisiju. Lai gan daudzi tradicionālie neirotoksīni ir ļoti efektīvi, tie saskaras ar pieaugošiem regulējošiem ierobežojumiem to plašās -spektra toksicitātes dēļ pret -nemērķa organismiem.
Kukaiņu augšanas regulatori (IGR): tie ir īpaši mērķtiecīgi, moderni savienojumi, kas nenogalina pieaugušos kukaiņus uzreiz. Tā vietā tie atdarina vai izjauc hormonus, kas ir atbildīgi par kausēšanu, hitīna sintēzi un metamorfozi. Juvenīlā hormona imitācijas un hitīna sintēzes inhibitori neļauj nenobriedušiem kāpuriem vai nimfām pāriet uz nākamo augšanas posmu, efektīvi pārtraucot kaitēkļa dzīves ciklu. IGR ir īpaši droši zīdītājiem un daudziem labvēlīgiem kukaiņiem, tāpēc tie ir ideāli piemēroti ilgstošai-populācijas apspiešanai.
Šūnu elpošanas inhibitori: Savienojumi, piemēram, piroli un alvas organocīdi, traucē kukaiņu spēju radīt enerģiju šūnu līmenī mitohondrijās. Tie bieži tiek izmantoti kā specializēti rīki, lai kontrolētu -kontrolējamus-kaitēkļus, piemēram, zirnekļa ērces, kas ir attīstījušas plašu rezistenci pret standarta neirotoksīniem.
Bioloģiskie un mikrobu insekticīdi
Straujā ilgtspējīgas lauksaimniecības paplašināšanās ir izraisījusi ievērojamu bioloģisko insekticīdu, ko bieži sauc par biopesticīdiem, ieviešanu. Slavenākais piemērs irBacillus thuringiensis(Bt), dabā sastopama augsnes baktērija. Bt ražo specifiskus kristāliskus proteīnus, kas, ja tos uzņem kukainis ar sārmainu zarnu (piemēram, kāpurs), saistās ar kuņģa gļotādu, radot poras, kuru dēļ kukainis pārtrauc barošanos un mirst dažu dienu laikā.
Tā kā Bt olbaltumvielas ir ļoti selektīvas,{0}}kas mērķētas uz konkrētām kaitēkļu ģimenēm, atstājot pilnīgi neskartus cilvēkus, putnus un labvēlīgos plēsējus-, tie ir kļuvuši par organisko un parasto integrētās augu aizsardzības programmu stūrakmeni. Citas bioloģiskās iespējas ietver entomopatogēnas sēnītes (piemēram,Beauveria bassiana), kas aug tieši caur kukaiņu kutikulu, un botāniskās eļļas, kas nosmacē mīkstos -ķermeņa kaitēkļus.
Stratēģiskās atlases matrica: pareizā produkta saskaņošana ar pareizo problēmu
Tā kā tirgū ir pieejami tūkstošiem komerciālu formulējumu, lai izvēlētos pareizo produktu, ir jāfiltrē iespējas, izmantojot praktisku,-pasaules atlases matricu.
Ekonomisko kaitējumu līmeņu un sliekšņu novērtēšana
Dažu kukaiņu klātbūtne laukā automātiski neattaisno izmaksas par smidzinātāja vilkšanu cauri kultūrai. Profesionāli agronomi izmanto ekonomiskā sliekšņa (ET) un ekonomiskās kaitējuma līmeņa (EIL) jēdzienu. EIL ir mazākais kaitēkļu blīvums, kas nodarīs kukaiņu bojājumus, kas ir vienādi ar ķīmiskās kontroles iespēju algošanas un izpildes izmaksām. Ekonomiskais slieksnis ir punkts, kurā jāveic pasākumi, lai neļautu iedzīvotājiem sasniegt šo kritisko EIL.
Ja kaitēkļu populācijas ir krietni zem sliekšņa, audzētājiem vajadzētu atturēties no ķīmiskām iejaukšanās, ļaujot dabiskajiem plēsējiem kontrolēt to skaitu. Ja populācija strauji pieaug virs sliekšņa, var būt nepieciešams ātras darbības kontaktinsekticīds ar spēcīgām iznīcinošām īpašībām, lai novērstu tūlītēju katastrofu. Un otrādi, ja kaitēkļu populācija lēnām veidojas pirms paredzētā maksimuma, stratēģiskāks ieguldījums var būt lēnāk{3}}iedarbojošs, bet-ilgstošs sistēmiskais vai augšanas regulators.
Vides un laikapstākļu mainīgie
Vietējie laikapstākļi lietošanas laikā būtiski ietekmē ķīmiskās īpašības. Augstas temperatūras dēļ noteikti insekticīdi, piemēram, piretroīdi, var ātri sadalīties vai zaudēt savu efektivitāti, savukārt citas klases, piemēram, organofosfāti, var kļūt gaistošāki un pakļauti tvaiku novirzīšanai.
Turklāt nokrišņu laiks ir izšķirošs faktors. Ja dažu stundu laikā pēc lietošanas ir sagaidāma liela vētra, kontaktinsekticīds, visticamāk, pilnībā izskalosies, izraisot nelietderīgu finanšu ieguldījumu un vides aizplūšanu. Šādos gadījumos, lai nodrošinātu ražu, ir svarīgi izvēlēties ļoti sistēmisku produktu, kas nodrošina ātru lietusizturību stundas laikā pēc uzklāšanas.
Darbības ierobežojumi: PHI un REI
Komerciālajiem pārtikas ražotājiem ķīmiskās atlases procesā vissvarīgākie ir tiesiskie drošības ierobežojumi. Katra insekticīda etiķete nosaka stingru pirms-ražas novākšanas intervālu (PHI)-obligāto dienu skaitu, kam jāpaiet starp pēdējo ķīmisko vielu lietošanu un ražas novākšanu. Ja kukaiņu uzliesmojums notiek sezonas beigās, tieši pirms ražas novākšanas, audzētājs nevar izvēlēties ķīmisku vielu ar 21-dienu PHI. Tā vietā viņiem ir jāizvēlas īslaicīgs produkts, kura PHI ir tikai 24–48 stundas, lai nodrošinātu atbilstību pārtikas nekaitīgumam.
Līdzīgi, atgriešanās intervāls (Re{0}}Entry Interval — REI) nosaka, cik ilgi darbiniekiem jāpaliek ārpus apstrādātā lauka, ja vien viņi nevalkā specializētus individuālos aizsardzības līdzekļus (IAL). Kultūrām, kurām nepieciešams intensīvs roku darbs, piemēram, ar rokām -novāktiem augļiem vai intensīviem{3}}dārzeņiem, izvēloties produktu ar zemu REI, tiek samazināta darbības aizkavēšanās un tiek aizsargāts lauka personāls.
Pretestības vadība un vides pārvaldība
Lielākais ilgtermiņa{0}}drauds insekticīdu efektivitātei ir straujā kukaiņu rezistences attīstība. Kukaiņi ir evolūcijas izdzīvotāji; to īsais dzīves cikls un masveida reproduktīvā produkcija nozīmē, ka ģenētiskās mutācijas var izplatīties pa populāciju ar pārsteidzošu ātrumu.
Mehānika un pretestības mazināšana
Ja viena un tā pati ķīmiskā viela vai ķīmisko vielu klase tiek atkārtoti lietota laukā, tā darbojas kā spēcīgs evolūcijas filtrs. Tas iznīcina neaizsargātos kukaiņus, atstājot aiz sevis nelielu daļu indivīdu, kuriem piemīt dabiska, mutācijas spēja detoksicēt ķīmisko vielu. Šie izdzīvojušie vairojas, nododot savus rezistentos gēnus nākamajai paaudzei. Dažu sezonu laikā produkts pilnībā zaudē savu efektivitāti šajā jomā.
Lai aizsargātu šos svarīgos ķīmiskos instrumentus, lauksaimniekiem ir aktīvi jāpraktizē rezistences pārvaldība. Galvenais noteikums nekad nav pēc kārtas lietot produktus no viena un tā paša IRAC režīma-darbības grupas{2}}. Piemēram, ja laputu populāciju agrīnā veģetatīvā stadijā apstrādā ar neonikotinoīdu (4.A grupa), turpmākajā lietošanā vasarā jāizmanto pilnīgi cita klase, piemēram, flonikamīds (29. grupa) vai organofosfāts (1.B grupa). Šī rotācija nodrošina, ka kukaiņi, kas pārdzīvo pirmo ķīmisko vielu, tiek iznīcināti ar unikālo otrās ķīmiskās vielas mehānismu.
Turklāt audzētāji bieži izmanto tvertnes{0}}maisījumus vai iepriekš sagatavotus premiksus, kas apvieno divus atšķirīgus darbības veidus vienā izsmidzināšanā. Šis divvirzienu uzbrukums krasi samazina matemātisko iespējamību, ka kukainis vienlaikus izdzīvos abas aktīvās sastāvdaļas.
Apputeksnētāju un labvēlīgo sugu aizsardzība
Mūsdienu ilgtspējīgā lauksaimniecība atzīst, ka ķīmiskajām vielām ir jābūt atbalsta sistēmai, nevis dabas aizstāšanai. Plaša spektra insekticīdu nekontrolēta izmantošana var izskaust labvēlīgos plēsīgos kukaiņus,-piemēram, mārītes, mežģīnes, plēsīgās ērces un parazitārās lapsenes,{3}}kas nodrošina bezmaksas, dabisku kaitēkļu apkarošanu. Kad šīs labvēlīgās populācijas tiek iznīcinātas, neliela sekundāra kaitēkļu problēma var pāraugt lielā invāzijā, ko sauc par kaitēkļu atdzimšanu.
Turklāt apputeksnētāju, piemēram, medus bišu un vietējo savvaļas bišu aizsardzība ir ļoti svarīga globālajai bioloģiskajai daudzveidībai un augļu ražošanai. Lietojot ķīmiskas vielas, kurās ir brīdinājumi par apputeksnētāju toksicitāti, audzētājiem rūpīgi jāizvēlas produkti ar zemu atlieku toksicitāti vai jāmaina to darbības laiks. Izsmidzināšana vēlu vakarā, kad bites ir pabeigušas barības meklēšanu un atgriezušās savos stropos, ļauj ķīmiskajam aerosolam nožūt nakti, krasi samazinot tiešā kontakta risku.
Secinājums
Pareiza insekticīda izvēle dažādiem kultūraugu kaitēkļiem ir daudz sarežģītāka nekā kļūdas identificēšana un ķīmiskas vielas izsmidzināšana. Tas ir ļoti analītisks uzdevums, kas līdzsvaro bioloģisko ieskatu, ķīmiskās īpašības un stingrus ekspluatācijas drošības noteikumus. Saprotot, vai kaitēklis košļā lapu audus, izspiež augu barības vielas no floēmas vai bojā saknes zem zemes, audzētāji var pieņemt izglītotus lēmumus par produktu izvēli un piegādes metodēm.
Lauksaimniecībai raugoties nākotnē, nozare turpina ieviest jauninājumus, pārejot no ļoti toksiskām, plaša spektra pagātnes ķimikālijām uz ļoti selektīviem, zemas ietekmes{1}}risinājumiem. Mūsdienu ķīmija, bioloģiskie biopesticīdi un izsmalcināti digitālās izpētes rīki ļauj audzētājiem izmantot izejvielas ar nepieredzētu precizitāti.
Galu galā pareizo insekticīdu integrēšana plašākā integrētajā augu aizsardzības sistēmā nodrošina, ka audzētāji var veiksmīgi aizsargāt savas kultūras, uzturēt rentablas darbības un saglabāt apkārtējo ekosistēmu nākamajām paaudzēm.
