Avermektiny

Avermektiny jsou skupinou makrocyklických laktonů odvozených z bakterií rodu streptomyces. Vykazují silné insekticidní, akaricidní a antiparazitiky a jsou široce používány v zemědělství, veterinární medicíně a zdravotnictví. Avermektiny jsou účinné proti širokému spektru škůdců, včetně hmyzu, roztočů, parazitických červů a dalších parazitů, kteří způsobují škody na zemědělských plodinách, domácích zvířatech a lidech.

Cíle a význam využití v zemědělství a zahradnictví

Primárním cílem používání avermektinů je ochrana zemědělských plodin před různými škůdci, a tím zvýšení výnosů a snížení ztrát produktů. V zahradnictví se avermektiny používají k ochraně okrasných rostlin, ovocných stromů a keřů před napadením hmyzem a roztoči, čímž se udržuje jejich zdraví a estetický vzhled. Díky své vysoké účinnosti a širokospektrální účinnosti jsou avermektiny nezbytným nástrojem v integrované ochraně proti škůdcům (IPM), které zajišťují udržitelné a produktivní zemědělství.

Relevance tématu

Studium a správná aplikace avermektinů je v moderním zemědělství a zahradnictví klíčová. S rostoucí globální populací a rostoucí poptávkou po potravinách se účinná ochrana proti škůdcům stává kriticky důležitou. Řádný výzkum a aplikace avermektinových insekticidů pomáhá minimalizovat škody na plodinách, zvyšovat zemědělskou produktivitu a snižovat ekonomické ztráty. Nadměrné a nekontrolované používání avermektinů však může vést k rezistenci škůdců a negativním dopadům na životní prostředí, jako je pokles populací užitečného hmyzu a kontaminace životního prostředí. Proto je nezbytné porozumět mechanismům účinku avermektinů, jejich ekologickému dopadu a vyvinout udržitelné metody aplikace.

Dějiny

Avermektiny jsou skupinou insekticidů a antiparazitik odvozených od sloučenin izolovaných z půdních aktinomycetů. Tyto látky jsou vysoce účinné proti široké škále škůdců a také proti různým parazitům, včetně hlístic a roztočů. Avermektiny hrají významnou roli v kontrole parazitárních chorob a škůdců v zemědělství i medicíně. Jejich historie sahá několik desetiletí a zahrnuje klíčové vědecké objevy.

1. Objev avermektinu

Historie avermektinů začala v roce 1975, kdy japonský vědec Isao Yoshida ze společnosti Merck & Co. začal zkoumat půdní mikroorganismy známé jako aktinomycety. Během svých experimentů Yoshida a jeho kolegové izolovali nové antibiotikum, které mělo silné antiparazitiky. Probiotické vlastnosti, jako je jeho vysoká účinnost proti různým parazitárním infekcím, okamžitě upoutaly pozornost vědců. Toto antibiotikum bylo v roce 1979 pojmenováno avermektin.

2. Vývoj a komerční využití

Po izolaci avermektinu byla studována jeho molekulární struktura a chemickými modifikacemi byly vyvinuty nové formy. Jedna z takových modifikací vedla k vytvoření abamektinů – stabilnější a účinnější formy. Na začátku 80. let 20. století bylo prokázáno, že avermektiny mají výjimečnou aktivitu proti škrkavkám, roztočům a dalším parazitům, což je činí ideálními pro kontrolu různých chorob u hospodářských zvířat i v zemědělství.

V roce 1987 byl uveden na trh první komerční insekticid na bázi avermektinu, malathion, který se rychle stal populárním díky své vysoké účinnosti proti široké škále hmyzu. Používal se v zemědělství a k ochraně veřejného zdraví před chorobami přenášenými hmyzem.

3. Vývoj a použití

Od počátku 50. let 20. století se v zemědělství hojně používají insekticidy na bázi avermektinu. Ve srovnání s mnoha dříve používanými chlorovanými sloučeninami, jako je ddt, měly pro hmyz vyšší toxicitu. 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 aspekty

Ačkoli byly avermektinové insekticidy účinné, jejich použití vedlo k novým ekologickým a toxikologickým problémům. Tyto sloučeniny vykazovaly vysokou toxicitu nejen pro hmyz, ale i pro další organismy, včetně užitečného hmyzu, jako jsou včely a zvířata. Těkavost a schopnost avermektinů hromadit se v ekosystémech a kontaminovat půdu a vodní plochy se staly významným problémem. V důsledku toho se mnoho z těchto sloučenin v některých zemích od konce 70. let 20. století stalo předmětem omezení a zákazů.

5. Moderní přístupy a problémy

Insekticidy na bázi avermektinu se i dnes široce používají, ale jejich použití je omezeno kvůli environmentálním a bezpečnostním požadavkům. Problémy související s rezistencí hmyzu, rezistencí vůči avermektinovým insekticidům a klesající účinností těchto sloučenin se staly hlavními problémy v moderní chemické hubení škůdců. Aby se zabránilo rozvoji rezistence, vědci aktivně vyvíjejí nové formulace a metody, které kombinují insekticidy na bázi avermektinu s biologickými a mechanickými metodami hubení škůdců.

Historie avermektinů je tedy cestou od revolučních objevů a úspěšných aplikací až po poznání jejich ekologických a toxikologických problémů, což vedlo k hledání bezpečnějších a udržitelnějších metod ochrany rostlin.

Klasifikace

Avermektiny se klasifikují 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 škůdců.
• Abamektin: používá se k hubení parazitů u hospodářských zvířat a zemědělských plodin, je známý svou vysokou stabilitou.
• Epirabamektin: používá se ve veterinárním a zemědělském prostředí, účinný proti různým druhům hmyzu a roztočů.
• Milbemektin: používá se k hubení škůdců rostlin a zvířat, vyznačuje se vysokou selektivitou a nízkou toxicitou pro savce.
• Avermektin b1a: specializovaný insekticid účinný proti specifickým škůdcům, jako jsou moli a některé druhy brouků.

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

Mechanismus účinku

Jak insekticidy ovlivňují nervový systém hmyzu

• Avermektiny ovlivňují nervový systém hmyzu vazbou na glutamátem řízené chloridové kanály a GABA receptory v nervových buňkách. To vede k neustálé aktivaci nervových impulsů, což má za následek paralýzu a smrt hmyzu. Na rozdíl od organofosfátů, které inhibují acetylcholinesterázu, avermektiny působí přímo na glutamátové a GABA receptory, čímž poskytují selektivnější a účinnější účinek.

Vliv na metabolismus hmyzu

• Narušení přenosu nervových signálů způsobuje poruchy metabolických procesů u hmyzu, jako je krmení, rozmnožování a pohyb. To má za následek sníženou aktivitu a životaschopnost škůdců, což napomáhá účinné regulaci populace a zabraňuje poškození rostlin.

Příklady molekulárních mechanismů účinku

• Avermektiny, jako je ivermektin, se vážou na glutamátem řízené chloridové kanály, což způsobuje nepřetržitou nervovou excitaci. Jiné avermektiny, jako je abamektin, mohou také interagovat s GABA receptory, blokovat jejich funkci a vyvolávat podobné účinky. Tyto molekulární mechanismy zajišťují vysokou účinnost avermektinů proti různým škůdcům.

Rozdíl mezi kontaktním a systémovým působením

• Avermektiny mohou vykazovat kontaktní i systémový účinek. Kontaktní avermektiny působí přímo po kontaktu s hmyzem, pronikají kutikulou nebo dýchacími cestami a způsobují paralýzu a smrt na místě. Systémové avermektiny se vstřebávají do rostlinných tkání a distribuují se do všech částí rostliny, čímž poskytují dlouhodobou ochranu proti škůdcům, kteří se živí různými částmi rostliny. Systémový účinek umožňuje dlouhodobou ochranu proti škůdcům na větších plochách a po delší dobu.

Příklady produktů v této skupině

Ivermektin
Mechanismus účinku
Váže se na glutamátové a gama-adrenoreceptory, což způsobuje nepřetržitou nervovou excitaci a paralýzu hmyzu.
Příklady produktů

• Avagil
• Ivermektin-20
• 
  Výhody a nevýhody mirimektilinu
  Výhody: široké spektrum účinku, systémové distribuce, nízká toxicita pro savce.
  Nevýhody: toxicita pro užitečný hmyz, riziko vzniku rezistence u škůdců, environmentální rizika.

Abamektin
Mechanismus účinku
Váže se na glutamátové a GABA receptory, což způsobuje paralýzu a smrt parazitů.
Příklady produktů

• Abamet
• Abamektin-10
• 
  Výhody a nevýhody Agroabamu
  Výhody: vysoká účinnost, odolnost vůči degradaci, systémový účinek.
  Nevýhody: toxicita pro včely a další opylovače, potenciální kontaminace půdy a vody, rozvoj rezistence u škůdců.

Milbemektin
Mechanismus účinku
Váže se na glutamátové receptory, což způsobuje nepřetržitou nervovou excitaci a paralýzu.
Příklady produktů

• Milbemektin-2
• Milbegard
• 
  Výhody a nevýhody přípravku Agromil
  Výhody: vysoká selektivita, účinný proti širokému spektru škůdců, nízká toxicita pro savce.
  Nevýhody: toxicita pro užitečný hmyz, potenciální akumulace v životním prostředí, vývoj rezistence u škůdců.

Avermektin b1a
Mechanismus účinku
Váže se na glutamátové a gama receptory, což způsobuje paralýzu a smrt hmyzu.
Příklady produktů

• Avermektin-5
• Agroavermet
• 
  Výhody a nevýhody přípravku Mirimect
  Výhody: účinný proti molům a dalším škůdcům, systémové rozšíření, vysoká odolnost vůči degradaci.
  Nevýhody: toxicita pro včely, potenciální kontaminace vodních zdrojů, vývoj rezistence u škůdců.

Fenitrazol
Mechanismus účinku
Inhibuje acetylcholinesterázu, čímž narušuje přenos nervových impulsů a způsobuje paralýzu a smrt hmyzu.
Příklady produktů

• Fenitrazol-150
• Agrofenit
• 
  Výhody a nevýhody přípravku Fenitrop
  Výhody: vysoká účinnost proti široké škále škůdců, nízká toxicita pro savce.
  Nevýhody: toxicita pro vodní organismy, potenciální akumulace v životním prostředí, vývoj rezistence u škůdců.

Insekticidy a jejich dopad na životní prostředí

Dopad na užitečný hmyz

• Avermektiny mají toxické účinky na užitečný hmyz, včetně včel, vos a dalších opylovačů, a také na dravý hmyz, který přirozeně kontroluje populace škůdců. To vede k poklesu biodiverzity a narušuje rovnováhu ekosystému, což negativně ovlivňuje produktivitu zemědělských plodin a biodiverzitu.

Zbytkové množství insekticidů v půdě, vodě a rostlinách

• Avermektiny mohou v půdě přetrvávat delší dobu, zejména za podmínek vysoké vlhkosti a teploty. To vede ke kontaminaci vodních zdrojů odtokem a infiltrací. V rostlinách jsou avermektiny distribuovány ve všech částech rostlin, včetně listů, stonků a kořenů, čímž poskytují systémovou ochranu, ale také vedou k hromadění insekticidů v potravinách a půdě, což může nepříznivě ovlivnit zdraví lidí a zvířat.

Fotostabilita a degradace insekticidů v přírodě

• Mnoho avermektinů má vysokou fotostabilitu, což zvyšuje jejich perzistenci v prostředí. To brání rychlé degradaci insekticidů na slunci, což přispívá k jejich akumulaci v půdě a vodních ekosystémech. Vysoká odolnost vůči degradaci komplikuje odstraňování avermektinů z prostředí a zvyšuje riziko jejich dopadu na necílové organismy.

Biomagnifikace a akumulace v potravních řetězcích

• Avermektiny se mohou hromadit v tkáních hmyzu a zvířat, kde postupují potravním řetězcem a způsobují biomagnifikaci. To má za následek vyšší koncentrace insekticidu na nejvyšších úrovních potravního řetězce, včetně predátorů a lidí. Biomagnifikace avermektinů vede k závažným ekologickým a zdravotním problémům, protože nahromaděné insekticidy mohou způsobit chronickou otravu a narušení zdraví u zvířat i lidí.

Problém rezistence škůdců vůči insekticidům

Příčiny vzniku rezistence

• Vývoj rezistence škůdců vůči avermektinům je řízen genetickými mutacemi a selekcí rezistentních jedinců opakovaným používáním insekticidu. Častá a nekontrolovaná aplikace avermektinů urychluje šíření rezistentních genů v populacích škůdců. Nedostatečné dodržování dávkování a aplikačních protokolů také urychluje proces vývoje rezistence, čímž se snižuje účinnost insekticidu.

Příklady rezistentních škůdců

• Rezistence vůči avermektinům byla pozorována u různých druhů hmyzího škůdce, včetně molic, mšic, roztočů a některých druhů můr. Tito škůdci vykazují sníženou citlivost vůči insekticidům, což komplikuje jejich kontrolu a vyžaduje použití dražších a toxičtějších látek nebo přechod na alternativní metody ochrany proti škůdcům.

Metody pro prevenci rezistence

• Aby se zabránilo rozvoji rezistence škůdců vůči avermektinům, je nezbytné střídat insekticidy s různými mechanismy účinku, kombinovat chemické a biologické metody ochrany a zavádět integrované strategie ochrany proti škůdcům. Důležité je také dodržovat doporučené dávkování a aplikační schémata, aby se zabránilo selekci rezistentních jedinců a udržela se dlouhodobá účinnost avermektinových přípravků.

Pravidla pro bezpečnou aplikaci insekticidů

Příprava roztoků a dávkování

• Správná příprava roztoků a přesné odměření dávky jsou zásadní pro efektivní a bezpečné používání avermektinů. Je nutné striktně dodržovat pokyny výrobce pro přípravu roztoku a dávkování, aby se zabránilo nadměrné aplikaci nebo nedostatečnému ošetření rostlin. Použití přesných měřicích nástrojů a vysoce kvalitní vody zajišťuje přesnost dávkování a účinnost ošetření.

Používání ochranných prostředků při manipulaci s insekticidy

• Při práci s avermektiny je nezbytné používat vhodné ochranné pomůcky, jako jsou rukavice, masky, ochranné brýle a ochranný oděv, aby se minimalizovalo riziko vystavení lidského těla insekticidu. Ochranné pomůcky pomáhají zabránit kontaktu s kůží a sliznicemi a také vdechování toxických výparů insekticidů.

Doporučení pro ošetření rostlin

• Aplikujte avermektiny na rostliny brzy ráno nebo pozdě večer, abyste zabránili ovlivnění opylovačů, jako jsou včely. Vyhněte se aplikaci za horkého a větrného počasí, protože to může vést k úletu insekticidu a nechtěnému kontaktu s užitečnými rostlinami a organismy. Doporučuje se také zvážit fázi růstu rostlin a vyhnout se aplikaci během období aktivního kvetení a plodnosti.

Dodržování předsklizňových intervalů

• Dodržování doporučených předsklizňových intervalů po aplikaci avermektinů zajišťuje bezpečnost konzumace produktů a zabraňuje vniknutí zbytků insekticidů do potravinářských výrobků. Je důležité dodržovat pokyny výrobce týkající se předsklizňových intervalů, aby se předešlo riziku otravy a byla zajištěna kvalita produktů.

Alternativy k chemickým insekticidům

Biologické insekticidy

• Použití entomofágních organismů, bakteriálních a houbových přípravků nabízí ekologicky bezpečnou alternativu k chemickým insekticidům. Biologické insekticidy, jako je bacillus thuringiensis, účinně bojují proti škůdcům, aniž by poškozovaly užitečné organismy a životní prostředí. Tyto metody podporují udržitelnou ochranu proti škůdcům a chrání biodiverzitu.

Přírodní insekticidy

• Přírodní insekticidy, jako je neemový olej, tabákové extrakty a česnekové roztoky, jsou bezpečné pro rostliny i životní prostředí a používají se k hubení škůdců. Tyto látky mají repelentní a insekticidní vlastnosti, což umožňuje efektivní regulaci populací hmyzu bez použití syntetických chemikálií. Přírodní insekticidy lze použít v kombinaci s jinými metodami pro dosažení optimálních výsledků.

Feromonové pasti a další mechanické metody

• Feromonové pasti přitahují a likvidují škůdce, snižují jejich populaci a zabraňují šíření. Jiné mechanické metody, jako jsou lepové pasti a bariéry, také pomáhají kontrolovat populace škůdců bez použití chemických látek. Tyto metody jsou účinnými a ekologickými způsoby, jak škůdce řešit.

Příklady nejoblíbenějších insekticidů v této skupině

Název produktu	Aktivní složka	Mechanismus účinku	Oblast použití
Ivermektin	Ivermektin	Vazba na glutamátové a gama receptory, což způsobuje paralýzu a smrt hmyzu	Zeleninové plodiny, obiloviny, ovocné stromy
Abamektin	Abamektin	Vazba na nervové impulsy, což způsobuje paralýzu a smrt parazitů	Zeleninové a ovocné plodiny, zahradnictví
Milbemektin	Milbemektin	Vazba na glutamátové receptory, což způsobuje nepřetržitou nervovou excitaci a paralýzu	Zeleninové plodiny, obiloviny, ovocné rostliny
Avermektin b1a	Avermektin b1a	Vazba na glutamátové a gama receptory, což způsobuje paralýzu a smrt hmyzu	Zeleninové, ovocné a okrasné plodiny
Fenitrazol	Fenitrazol	Inhibice acetylcholinesterázy, narušení přenosu nervových impulsů a způsobení paralýzy a smrti hmyzu	Zeleninové, ovocné a okrasné plodiny

Výhody a nevýhody

Výhody

• Vysoká účinnost proti širokému spektru škůdců
• Systémové rozložení v rostlinách, které poskytuje dlouhodobou ochranu
• Nízká toxicita pro savce ve srovnání s jinými třídami insekticidů
• Vysoká fotostabilita zajišťující prodloužený účinek

Nevýhody

• Toxicita pro užitečný hmyz, včetně včel a vos
• Potenciál pro rozvoj rezistence v populacích škůdců
• Možná kontaminace půdy a vodních zdrojů
• Vysoká cena některých formulací ve srovnání s tradičními insekticidy

Rizika a bezpečnostní opatření

Dopad na zdraví lidí a zvířat

• Avermektiny mohou mít při zneužití závažné účinky na zdraví lidí i zvířat. U lidí může expozice způsobit příznaky otravy, jako jsou závratě, nevolnost, zvracení, bolesti hlavy a v závažných případech záchvaty a ztráta vědomí. Zvířata, zejména domácí mazlíčci, jsou také ohrožena otravou, pokud se insekticid dostane do kontaktu s jejich kůží nebo pokud pozřou ošetřené rostliny.

Příznaky otravy insekticidy

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

První pomoc při otravě

• V případě podezření na otravu avermektinem okamžitě přestaňte kontakt s insekticidem a vyplachujte postiženou kůži nebo oči velkým množstvím vody po dobu alespoň 15 minut. V případě vdechnutí přejděte na čerstvý vzduch a vyhledejte lékařskou pomoc. V případě požití volejte záchrannou službu a řiďte se pokyny pro první pomoc uvedenými na etiketě výrobku.

Prevence výskytu škůdců

Alternativní metody hubení škůdců

• Používání kulturních postupů, jako je střídání plodin, mulčování, odstraňování napadených rostlin a výsadba rezistentních odrůd, pomáhá předcházet vzniku škůdců a snižovat potřebu používání insekticidů. Tyto metody vytvářejí nepříznivé podmínky pro škůdce a posilují zdraví rostlin. Účinnými preventivními opatřeními jsou také biologické metody ochrany, včetně používání entomofágních predátorů a dalších přirozených nepřátel škůdců.

Vytváření nepříznivých podmínek pro škůdce

• Zajištění správné závlahy, odstraňování spadaného listí a rostlinných zbytků, udržování čistoty v zahradách a sadech vytváří nepříznivé podmínky pro množení a šíření škůdců. Instalace fyzických bariér, jako jsou sítě a záhony, pomáhá zabránit přístupu škůdců k rostlinám. Pravidelné kontroly rostlin a včasné odstraňování poškozených částí snižují atraktivitu rostlin pro škůdce.

Závěr

Racionální používání avermektinů hraje klíčovou roli v ochraně rostlin a zvyšování výnosů zemědělských a okrasných plodin. Je však nezbytné dodržovat bezpečnostní protokoly a zohledňovat environmentální aspekty, aby se minimalizovaly negativní dopady na ekosystém a užitečné organismy. Integrovaný přístup k ochraně proti škůdcům, kombinující chemické, biologické a kulturní metody ochrany, podporuje udržitelný rozvoj zemědělství a ochranu biodiverzity. Je také důležité pokračovat ve výzkumu vývoje nových insekticidů a metod ochrany zaměřených na snížení zdravotních rizik pro lidi a ekosystémy.

Často kladené otázky (FAQ)

1. Co jsou avermektiny a k čemu se používají?
Avermektiny jsou skupinou makrocyklických laktonů používaných jako insekticidy, akaricidy a antiparazitika. Používají se k ochraně zemědělských plodin, hospodářských zvířat a lidí před různými parazity a škůdci.

2. Jak avermektiny ovlivňují nervový systém hmyzu?
Avermektiny se vážou na glutamátové a gama-adrenoproteinové receptory v nervových buňkách hmyzu, což způsobuje nepřetržitou excitaci nervových impulsů. To vede k paralýze a smrti hmyzu.

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

4. Jak zabránit rozvoji rezistence škůdců vůči avermektinům?
Pro prevenci rezistence střídejte insekticidy s různými mechanismy účinku, kombinujte chemické a biologické metody ochrany a dodržujte doporučené dávkování a aplikační schémata.

5. Jaké environmentální problémy jsou spojeny s používáním avermektinů?
Používání avermektinů vede k úbytku populací užitečného hmyzu, kontaminaci půdy a vody a hromadění insekticidů v potravních řetězcích, což způsobuje vážné ekologické a zdravotní problémy.

6. Mohou být avermektiny použity v ekologickém zemědělství?
Ne, avermektiny nesplňují požadavky ekologického zemědělství kvůli svému syntetickému původu a potenciálnímu negativnímu dopadu na životní prostředí a prospěšné organismy.

7. Jak správně aplikovat avermektiny pro dosažení maximální účinnosti?
Přísně dodržujte pokyny výrobce ohledně dávkování a aplikačních schémat, ošetřujte rostliny brzy ráno nebo pozdě večer, vyhýbejte se aplikaci v období aktivity opylovačů a zajistěte rovnoměrné rozložení insekticidu na rostlinách.

8. Existují alternativy k avermektinům pro hubení škůdců?
Ano, existují biologické insekticidy, přírodní látky (neemový olej, česnekové roztoky), feromonové pasti a mechanické metody hubení, které lze použít jako alternativu k avermektinům.

9. Jak minimalizovat dopad avermektinů na životní prostředí?
Insekticidy používejte pouze v nezbytných případech, dodržujte doporučené dávkování a aplikační schémata, zabraňte úniku insekticidů do vodních zdrojů a zavádějte integrované metody ochrany proti škůdcům, abyste snížili závislost na chemických látkách.

10. Kde lze avermektiny zakoupit?
Avermektiny jsou k dostání ve specializovaných zemědělských obchodech, na online tržištích a u dodavatelů přípravků na ochranu rostlin. Před nákupem se ujistěte o legálnosti a bezpečnosti používaných přípravků.