Pyrethroidy

Pyrethroidy jsou skupinou syntetických insekticidů, které napodobují účinek pyrethrinů, přirozeně se vyskytujících látek extrahovaných z květů chryzantém. Tyto insekticidy se aktivně používají k hubení různých škůdců v zemědělství, zahradnictví a v domácnostech. Pyrethroidy jsou pro hmyz vysoce toxické, blokují jeho nervový systém a způsobují paralýzu, která vede k jeho smrti. Na rozdíl od pyrethrinů jsou syntetické pyrethroidy stabilnější vůči degradaci slunečním zářením, takže jsou účinnější a mají dlouhodobější účinek.

Cíle a význam v zemědělství a zahradnictví

Primárním cílem používání pyrethroidů je ochrana rostlin před škůdci. Tyto insekticidy se používají k ochraně široké škály zemědělských plodin, od zeleniny a ovoce až po obiloviny a okrasné rostliny. Pyretroidy pomáhají snižovat populaci hmyzu, který může v zemědělském sektoru způsobit značné škody a snížit jak kvalitu, tak kvantitu úrody. V zahradnictví pyrethroidy účinně bojují proti škůdcům, jako jsou mšice, molice a roztoči, čímž chrání okrasné rostliny a zlepšují jejich zdraví. Správné používání těchto produktů přispívá ke zvýšení výnosů a minimalizuje škody způsobené škůdci.

Relevance tématu

Studium pyrethroidů je nesmírně důležité, protože nesprávné používání těchto insekticidů může vést k rozvoji rezistence u hmyzu a negativně ovlivnit životní prostředí. Je zásadní naučit se správně vybírat insekticidy, dodržovat dávkování a pravidla aplikace, aby se minimalizovala rizika pro užitečný hmyz a ekosystémy jako celek. Zvyšování povědomí o pyrethroidech navíc pomůže v boji proti rezistenci hmyzu vůči insekticidům, což je jeden z aktuálních problémů v zemědělství a zahradnictví.

Historie pyrethroidů

Pyrethroidy jsou syntetické insekticidy, které napodobují účinek přírodních pyrethrinů nacházejících se v květech některých druhů chryzantém. Od svého objevu a vytvoření v 70. letech 20. století se pyrethroidy široce používají v zemědělství a zahradničení díky své vysoké účinnosti, nízké toxicitě pro savce a rychlému rozkladu v životním prostředí. Historie pyrethroidů začala studiem přírodních látek a vývojem jejich syntetických analogů pro bezpečnější a účinnější hubení škůdců.

1. Raný objev a studium pyrethrinů

Přírodní pyrethriny byly poprvé izolovány v 19. století z chryzantém. Ve 40. letech 20. století bylo zjištěno, že pyrethriny mají insekticidní účinek a mohou účinně hubit hmyz. Tyto látky se rychle rozkládají a mají minimální dopad na savce, což je činí atraktivními insekticidy. Přírodní pyrethriny však měly omezenou stabilitu a účinnost, což vedlo k hledání syntetických analogů.

2. Vývoj syntetických pyrethroidů

V 70. letech 20. století začali vědci vyvíjet syntetické analogy pyrethrinů – pyretroidy. Pyretroidy byly vytvořeny za účelem zlepšení stability a prodloužení doby účinku a také za účelem zajištění vyšší toxicity pro hmyz a nižší toxicity pro lidi a zvířata. Tyto syntetické sloučeniny napodobovaly mechanismy přírodních pyrethrinů, blokovaly nervové impulsy u hmyzu, což vedlo k paralýze a smrti.

Příklad:

• Permethrin – první syntetický pyrethroid vyvinutý v 70. letech 20. století, který si získal široké uznání pro svou vysokou účinnost a odolnost vůči degradaci. Permethrin se stal jedním z nejoblíbenějších insekticidů pro hubení škůdců v zemědělství a také v domácnostech na ochranu proti roztočům a komárům.

3. Rozšířené používání pyrethroidů v 80. a 90. letech 20. století

Od 80. let 20. století se pyrethroidy používají v různých oblastech, včetně zemědělství, hubení škůdců v domácnostech a veterinární medicíny. S nárůstem používání pyrethroidů začal vývoj nových formulací se zlepšenými vlastnostmi, jako je zvýšená účinnost, stabilita vůči životnímu prostředí a snížená toxicita pro necílové organismy.
Příklad:

• Cypermethrin – syntetický pyrethroid vyvinutý v 80. letech 20. století, který se rychle stal jedním z nejoblíbenějších insekticidů. Používá se k hubení široké škály škůdců v zemědělství a také k hubení přenašečů chorob, jako jsou komáři přenášející viry.
• Deltamethrin – další pyrethroid, který se široce používal v 90. letech 20. století. Byl známý svou vysokou účinností proti různým druhům hmyzu, jako jsou švábi, komáři a mouchy, a používal se také k ochraně zemědělských plodin před škůdci.

4. Moderní aplikace a vylepšení

S pokrokem technologií v roce 2000 a 2010 se pyrethroidy dále zlepšovaly, stávaly se bezpečnějšími a účinnějšími. Nová generace insekticidů se vyznačuje zlepšenou stabilitou, vysokou aktivitou proti široké škále škůdců a sníženými riziky pro životní prostředí a lidské zdraví. Pyretroidy i nadále hrají důležitou roli v integrovaných systémech ochrany proti škůdcům, které kombinují chemické, biologické a mechanické metody kontroly.

Příklad:

• Lambda-cyhalothrin – jeden z moderních pyrethroidů, který je vysoce účinný proti široké škále škůdců, včetně hmyzu odolného vůči starším insekticidům. Tento produkt se používá v zemědělství a pěstování rostlin k ochraně proti škůdcům, jako je mandelinka bramborová a různé druhy molů.

5. Problémy a perspektivy

Navzdory úspěchu pyrethroidů není jejich používání bezproblémové. Jedním z nejvýznamnějších problémů je rozvoj rezistence u hmyzu, což vede ke snížení účinnosti přípravků. V reakci na tento problém vědci nadále vyvíjejí nové formulace pyrethroidů a také kombinované přípravky, které rezistenci překonají a poskytnou účinnou ochranu proti škůdcům.

Moderní trendy v používání pyrethroidů

Pyretroidy dnes zůstávají důležitými insekticidy v boji proti škůdcům, ale jejich použití je výrazně omezeno kvůli problémům s rezistencí hmyzu a environmentálním rizikům. Moderní výzkum se zaměřuje na vývoj pyretroidů se zlepšenými vlastnostmi, které budou účinnější proti rezistentním škůdcům a zároveň sníží jejich dopad na užitečný hmyz. Jako alternativa a doplněk k pyretroidům se vyvíjejí biologické metody ochrany rostlin, včetně přirozených nepřátel hmyzu a využití mikroorganismů.

Historie pyrethroidů tedy zahrnuje jejich zavedení jako účinných a relativně bezpečných insekticidů, stejně jako vývoj problematiky odolnosti vůči škůdcům a jejich dopadu na životní prostředí. Pochopení této historie pomáhá při hledání nových a bezpečnějších metod hubení škůdců.

Klasifikace

Pyrethroidy jsou velkou skupinou insekticidů používaných především k hubení škůdců. Synteticky napodobují pyrethriny – přírodní insekticidy nacházející se v květech chryzantém. V závislosti na jejich chemické struktuře, účinnosti a použití lze pyrethroidy klasifikovat podle různých charakteristik.

1. Podle chemické struktury:

Pyretroidy lze klasifikovat na základě jejich chemické struktury, která je určena přítomností určitých funkčních skupin. Nejběžnější třídy jsou:

• Pyrethroidy typu I (třída I): tato třída zahrnuje pyrethroidy, které neobsahují další atomovou skupinu, což je činí toxičtějšími pro hmyz. Příkladem je permethrin, který má dobrou aktivitu a rychlý účinek.
• Pyrethroidy typu II (třída II): tyto pyrethroidy obsahují další atomovou skupinu, která výrazně zvyšuje jejich stabilitu a snižuje toxicitu pro zvířata. Cypermethrin je jedním z nejoblíbenějších příkladů typu II. Používá se v zemědělství k hubení škůdců a v boji proti přenašečům chorob.

2. Podle rychlosti účinku:

Pyrethroidy se liší v rychlosti účinku na hmyz. V závislosti na rychlosti, s jakou vyvolávají paralýzu a smrt hmyzu, je lze rozdělit následovně:

• Rychle působící pyrethroidy: tyto insekticidy rychle paralyzují hmyz a začínají působit během několika minut po kontaktu. Permethrin je příkladem rychle působícího pyrethroidu.
• Pomalu působící pyrethroidy: tyto přípravky účinkují pomaleji a jejich účinky se projeví až po několika hodinách. Příkladem takových pyrethroidů je deltamethrin.

3. Prostřednictvím formuláře žádosti:

Pyretroidy lze klasifikovat podle formy, ve které se používají:

• Systémové pyrethroidy: tyto insekticidy pronikají do rostliny a šíří se v jejích tkáních, díky čemuž jsou účinné proti hmyzu, který se živí rostlinnými tkáněmi. Příkladem takového pyrethroidu je landamethrin.
• Kontaktní pyrethroidy: tyto látky působí přímo při kontaktu s hmyzem a způsobují paralýzu a smrt. Cypermethrin je příkladem kontaktního pyrethroidu, který působí na vnější části rostliny nebo na samotný hmyz.

4. Podle oblasti použití:

Pyretroidy lze rozdělit podle oblasti použití:

• Pro zemědělství: toto je nejběžnější oblast použití pyrethroidů, protože se aktivně používají k ochraně zemědělských plodin před různými škůdci. Příkladem je chlorpyrifos, který se široce používá na zeleninu, obiloviny a ovocné plodiny.
• Pro použití v domácnosti: pyrethroidy se také používají v domácnostech, například k ochraně proti škůdcům v interiéru, jako jsou švábi, mouchy, komáři a další hmyz. Deltamethrin a permethrin se často používají v insekticidních postřikech pro domácnosti.
• Pro veterinární použití: pyrethroidy lze použít ve veterinární medicíně k ochraně domácích zvířat před parazity, jako jsou blechy a klíšťata. Příkladem je fenvalerát, který se používá v přípravcích proti blechám u psů a koček.

5. Stabilitou:

Klasifikace pyrethroidů podle stability je založena na jejich schopnosti udržet si aktivitu za různých podmínek prostředí:

• Fotostabilní pyrethroidy: tyto insekticidy se na slunečním světle rychle nerozkládají, takže jsou účinné pro dlouhodobé použití v otevřených prostorách. Cypermethrin a deltamethrin jsou příklady takových fotostabilních pyrethroidů.
• Fotonestabilní pyrethroidy: tyto látky ztrácejí svou aktivitu na slunečním světle, což omezuje jejich použití v otevřených zemědělských podmínkách. Mohou však být použity v uzavřených prostorách nebo v kombinaci s jinými produkty, které zvyšují stabilitu.

6. Podle toxicity:

Pyrethroidy se liší svou toxicitou pro člověka, zvířata a hmyz. Toxicita závisí na molekulárním složení a jeho interakci s nervovým systémem hmyzu.

• Vysoce toxické pyrethroidy: produkty, které jsou vysoce toxické pro hmyz a používají se proti široké škále škůdců. Příkladem je permethrin.
• Středně toxické pyrethroidy: tyto insekticidy mají střední toxicitu a často se používají k ochraně citlivějších rostlin. Příkladem je fenvalerát.

Mechanismus účinku

• Jak insekticidy ovlivňují nervový systém hmyzu:

Pyrethroidy blokují přenos nervových impulsů v těle hmyzu ovlivněním sodíkových kanálů v jeho nervovém systému. Tyto kanály regulují tok sodíkových iontů do nervových buněk, což je klíčový proces pro normální fungování nervového systému. Po aplikaci pyrethroidů se tyto kanály stanou hyperaktivními, což vede k narušení normálního přenosu nervových impulsů. To má za následek paralýzu a nakonec smrt hmyzu.

• Vliv na metabolismus hmyzu:

Kromě přímých účinků na nervový systém mohou pyrethroidy měnit metabolismus hmyzu. Například některé pyrethroidy narušují normální funkci buněk, což může ovlivnit energetický metabolismus a zpomalit procesy růstu a vývoje. Tyto změny mohou oslabit schopnost škůdců rozmnožovat se a zvýšit jejich citlivost na další stresové faktory.

• Příklady molekulárních mechanismů účinku:

1. Účinek na acetylcholinesterázu: pyretroidy mohou inhibovat aktivitu acetylcholinesterázy, což vede k akumulaci acetylcholinu v nervových synapsích, a tím narušuje normální přenos nervových impulsů.
2. Působení na sodíkové kanály: pyrethroidy ovlivňují sodíkové kanály, což způsobuje jejich neustálé otevírání, což vede k nekontrolovanému toku iontů a excitaci nervových buněk.

Rozdíl mezi kontaktním a systémovým působením:

• Kontaktní pyrethroidy působí přímo při kontaktu s povrchem těla hmyzu. Rychle pronikají do organismu přes vnější schránku a rychle způsobují paralýzu.
• Systémové pyrethroidy mohou pronikat do rostlin a šířit se jimi, čímž ovlivňují škůdce nejen kontaktem s jejich těly, ale také potravou, když hmyz konzumuje ošetřené rostliny.

Příklady produktů

Výhody:

• Rychlý účinek: pyrethroidy začínají působit během několika minut po kontaktu a zajišťují rychlou kontrolu populací škůdců.
• Široké spektrum účinku: tyto insekticidy jsou účinné proti různým druhům škůdců, včetně mšic, much, roztočů a dalšího hmyzu.
• Nízká toxicita pro savce: pyrethroidy mají ve srovnání s jinými insekticidy nižší toxicitu pro lidi a zvířata.

Nevýhody:

• Dopad na užitečný hmyz: pyrethroidy mohou být toxické pro včely a další užitečný hmyz, což snižuje opylování a narušuje ekologickou rovnováhu.
• Rezistence škůdců: hmyz si může vyvinout rezistenci vůči pyrethroidům, což vyžaduje střídání přípravků nebo použití kombinovaných metod ochrany.

Příklady produktů:

• Deltamethrin: účinný proti mšicím, molicím a dalším škůdcům. Vysoce aktivní pyrethroid s rychlým účinkem.
• Cypermethrin: široce používaný v zemědělství k ochraně zeleniny a ovoce před různým hmyzem.

Dopad na životní prostředí

• Vliv na užitečný hmyz (včely, dravý hmyz):

Pyrethroidy mohou být nebezpečné pro užitečný hmyz, jako jsou včely a slunéčka. Včely, které hrají důležitou roli v opylování rostlin, mohou při kontaktu s pyrethroidy uhynout. To snižuje biodiverzitu a ovlivňuje ekosystém.

• Zbytkové množství insekticidů v půdě, vodě a rostlinách:

Po aplikaci pyrethroidů mohou zbytková množství látky zůstat v půdě, vodě a rostlinách. To vytváří riziko kontaminace ekosystémů, zejména vodních ploch, což může ovlivnit živé organismy, jako jsou ryby a vodní rostliny.

• Fotostabilita a degradace insekticidů v přírodě:

Pyretroidy mají dobrou fotostabilitu, což znamená, že odolávají rozkladu slunečním zářením. To zvyšuje jejich aktivitu a trvání účinku, ale také přispívá k akumulaci chemických látek v životním prostředí.

• Biomagnifikace a akumulace v potravních řetězcích:

Insekticidy se mohou hromadit v tělech zvířat, což vede k biomagnifikaci – zvýšeným koncentracím chemických látek na všech úrovních potravního řetězce. To může mít škodlivé účinky na zvířata i lidi, kteří konzumují produkty obsahující zbytkové insekticidy.

Problém rezistence hmyzu vůči insekticidům

• Příčiny rezistence:

Rezistence u hmyzu vzniká v důsledku přirozeného výběru: jedinci, kteří mají mutace umožňující přežít vystavení insekticidům, předávají tyto vlastnosti svým potomkům. Postupem času se takový hmyz stává rezistentním vůči přípravkům, což snižuje jejich účinnost.

• Příklady rezistentních škůdců:

Mandle bramborová, mšice a další hmyz se po opakovaném použití pyrethroidů ve stejné oblasti staly rezistentními.

• Metody pro prevenci rezistence:

Pro prevenci rezistence se doporučuje střídat insekticidy s různými mechanismy účinku, používat kombinované přípravky a praktikovat integrované metody hubení škůdců, jako je biologická ochrana a používání přirozených nepřátel.

Bezpečnostní pokyny pro používání insekticidů

• Příprava roztoku a dávkování:

Přísně dodržujte uvedené dávkování, protože nadměrné množství insekticidu může poškodit rostliny a životní prostředí. Před aplikací je důležité insekticid řádně naředit ve vodě a důkladně promíchat.

• Používejte ochranné pomůcky při manipulaci s insekticidy:

Při používání pyrethroidů je třeba nosit ochranné pomůcky, jako jsou rukavice, masky a ochranné brýle. Ty chrání před kontaktem chemikálií s kůží a dýchacími cestami.

• Doporučení pro ošetření rostlin:

Rostliny ošetřujte večer nebo brzy ráno, kdy jsou teploty nižší a hmyz je aktivnější. Vyhněte se aplikaci za deštivého počasí nebo silného větru, aby se insekticid nesmýl nebo nešířil do dalších oblastí.

• Dodržování čekacích lhůt před sklizní:

Je důležité dodržovat čekací doby uvedené na obalu, aby se zabránilo vniknutí zbytkových chemikálií do potravin.

Alternativy k chemickým insekticidům

• Biologické insekticidy:

Použití entomofágů, jako jsou draví roztoči, a také bakteriálních produktů, jako je Bacillus thuringiensis, představuje účinný způsob kontroly škůdců bez použití chemikálií.

• Přírodní insekticidy:

Neemový olej, česnekové roztoky a tabákové nálevy jsou přírodní metody, které dokáží účinně odpuzovat hmyz, aniž by poškozovaly rostliny a životní prostředí.

• Feromonové pasti a další mechanické metody:

Feromony a pasti na hmyz pomáhají snižovat populace škůdců bez použití chemikálií.

Příklady oblíbených produktů z této skupiny

Název produktu	Aktivní složka	Mechanismus účinku	Oblast použití
Bi-58	Deltamethrin	Narušuje aktivitu sodíkových kanálů	Zemědělství, zahradnictví
Aktara	Thiamethoxam	Ovlivňuje nikotinové receptory	Ochrana proti savým škůdcům

Rizika a bezpečnostní opatření

• Dopad na zdraví lidí a zvířat:

Pyretroidy mohou být při nesprávném použití toxické pro lidi i zvířata. Při jejich používání je třeba dbát opatrnosti.

• Příznaky otravy insekticidy:

Otrava pyrethroidy se projevuje bolestmi hlavy, nevolností, zvracením a závratěmi. V případě otravy je třeba okamžitě vyhledat lékařskou pomoc.

• První pomoc při otravě:

Vypláchněte ústa a oči, zavolejte lékařskou pomoc a užijte aktivní uhlí k urychlení odstraňování toxinů z těla.

Závěr

Racionální používání pyrethroidů pomáhá účinně kontrolovat škůdce, ale vyžaduje pečlivou pozornost bezpečnosti. Dodržování doporučení ohledně dávkování a aplikace minimalizuje rizika a dosahuje maximální účinnosti.

Často kladené otázky (FAQ)

• Co jsou pyrethroidy?

Pyrethroidy jsou syntetické chemické insekticidy vyvinuté z pyrethrinu, přírodní sloučeniny extrahované z květů chryzantém. Tyto insekticidy se aktivně používají k boji proti široké škále hmyzích škůdců kvůli jejich vysoké toxicitě pro hmyz a relativně nízké toxicitě pro savce.

• Jak fungují pyrethroidy?

Pyrethroidy ovlivňují nervový systém hmyzu narušením normální funkce neuronů. Blokují sodíkové kanály na buněčných membránách, což způsobuje neustálou aktivaci nervových buněk, což vede k paralýze a úhynu hmyzu. To vede k rychlé a účinné likvidaci škůdců.

• Jak se pyrethroidy liší od jiných insekticidů?

Pyrethroidy jsou vysoce účinné proti hmyzu s relativně nízkou toxicitou pro savce, včetně lidí. Působí rychle a mají relativně krátké trvání účinku, což snižuje riziko hromadění reziduí v životním prostředí. Pyrethroidy však mohou být toxické pro vodní organismy a některý užitečný hmyz.

• Jaké jsou výhody pyrethroidů?

Pyrethroidy mají několik výhod: účinkují rychle, jsou účinné proti mnoha druhům hmyzu, při správném použití mají nízkou toxicitu pro lidi a zvířata a v životním prostředí se relativně rychle rozkládají. Díky tomu jsou oblíbené pro použití v zemědělství a zahradnictví.

• Jaké jsou nevýhody pyrethroidů?

Hlavní nevýhodou pyrethroidů je, že při opakovaném nebo nepřetržitém používání mohou u hmyzu vyvolat rezistenci. Mohou být také toxické pro užitečný hmyz, jako jsou včely a další opylovači, a také pro vodní ekosystémy. Pyretroidy jsou vysoce toxické pro ryby a další vodní organismy, což vyžaduje opatrnost při použití v blízkosti vodních ploch.

• Jak pyrethroidy ovlivňují ekosystém?

Pyrethroidy mohou ovlivňovat užitečný hmyz, jako jsou včely, slunéčka a entomofágy (přirození nepřátelé škůdců), a narušovat tak ekosystém. Mohou se také dostat do vodních toků a poškozovat vodní ekosystémy zabíjením ryb a dalších vodních organismů. Aby se minimalizoval dopad na životní prostředí, je důležité dodržovat pokyny pro používání pyrethroidů.

• Který hmyz je nejvíce náchylný k pyrethroidům?

Pyrethroidy jsou účinné proti mnoha druhům hmyzu, včetně moučných ploštic, mšic, roztočů, mravenců a zemědělských škůdců, jako je mandelinka bramborová. Používají se k hubení škůdců v zemědělství i v domácnostech.

• Jak lze zabránit vzniku rezistence na pyrethroidy?

Pro prevenci rezistence je důležité střídat insekticidy s různými mechanismy účinku, používat je v kombinaci s jinými metodami ochrany (např. biologickými insekticidy nebo mechanickými metodami) a dodržovat doporučení ohledně dávkování a frekvence aplikace. Střídání produktů a jejich správné používání snižuje pravděpodobnost vzniku rezistentních populací škůdců.

• Jak by se měly pyrethroidy bezpečně používat?

Při používání pyrethroidů je důležité dodržovat doporučení na obalu a nosit ochranný oděv (rukavice, ochranné brýle, masku), aby se zabránilo kontaktu s kůží a dýchacími cestami. Také se vyhněte jejich aplikaci za silného větru a deště a dodržujte čekací doby před sklizní, abyste minimalizovali riziko reziduí pesticidů v produktech.

• Existují alternativy k pyrethroidům?

Ano, existují alternativy k pyrethroidům, jako jsou organické insekticidy (neemový olej, česnekový nálev), biologické metody hubení škůdců (entomofágy, bakterie a viry) a mechanické metody, jako jsou pasti a fyzické odstraňování škůdců. Tyto metody mohou být bezpečnější pro životní prostředí a lidské zdraví, ale k dosažení podobné účinnosti mohou vyžadovat více úsilí a času.