Avermektiner

Avermektiner är en grupp makrocykliska laktoner som härrör från bakterier av släktet streptomyces. De uppvisar starka insekticida, akaricida och antiparasitiska egenskaper och används ofta inom jordbruk, veterinärmedicin och hälso- och sjukvård. Avermektiner är effektiva mot ett brett spektrum av skadedjur, inklusive insekter, kvalster, parasitära maskar och andra parasiter som orsakar skador på jordbruksgrödor, husdjur och människor.

Mål och betydelse av användning inom jordbruk och trädgårdsodling

Det primära syftet med att använda avermektiner är att skydda jordbruksgrödor från olika skadedjur, och därigenom öka avkastningen och minska produktförluster. Inom trädgårdsodling används avermektiner för att skydda prydnadsväxter, fruktträd och buskar från insekts- och kvalsterangrepp, och bibehålla deras hälsa och estetiska tilltal. På grund av sin höga effektivitet och bredspektrumaktivitet är avermektiner ett viktigt verktyg i integrerat skadedjursbekämpning (IPM), vilket säkerställer ett hållbart och produktivt jordbruk.

Ämnets relevans

Att studera och korrekt tillämpa avermektiner är avgörande inom modernt jordbruk och trädgårdsodling. Med den globala befolkningen som ökar och efterfrågan på livsmedel som stiger blir effektiv skadedjursbekämpning oerhört viktig. Korrekt forskning och tillämpning av avermektin-insekticider hjälper till att minimera skador på grödor, öka jordbruksproduktiviteten och minska ekonomiska förluster. Överdriven och okontrollerad användning av avermektiner kan dock leda till skadedjursresistens och negativa miljöpåverkan, såsom minskning av nyttoinsektspopulationer och miljöföroreningar. Därför är det viktigt att förstå avermektinernas verkningsmekanismer, deras ekologiska påverkan och att utveckla hållbara appliceringsmetoder.

Historia

Avermektiner är en grupp insekticider och antiparasitiska medel som härrör från föreningar isolerade från jordaktinomyceter. Dessa ämnen är mycket effektiva mot ett brett spektrum av skadedjur, såväl som olika parasiter, inklusive nematoder och kvalster. Avermektiner har spelat en betydande roll i bekämpningen av parasitsjukdomar och skadedjur inom både jordbruk och medicin. Deras historia sträcker sig över flera decennier och inkluderar viktiga vetenskapliga upptäckter.

1. Upptäckten av avermektin

Avermektins historia började 1975 när den japanske forskaren Isao Yoshida på Merck & Co. började undersöka jordmikroorganismer som kallas aktinomyceter. Under sina experiment isolerade Yoshida och hans kollegor ett nytt antibiotikum som hade kraftfulla antiparasitiska egenskaper. De probiotiska egenskaperna, såsom dess höga effektivitet mot olika parasitinfektioner, väckte omedelbart forskarnas uppmärksamhet. Detta antibiotikum fick namnet avermektin 1979.

2. Utveckling och kommersiell användning

Efter isoleringen av avermektin studerades dess molekylära struktur, och genom kemiska modifieringar utvecklades nya former. En sådan modifiering ledde till skapandet av abamektiner – en mer stabil och potent form. I början av 1980-talet bevisades det att avermektiner hade exceptionell aktivitet mot rundmaskar, kvalster och andra parasiter, vilket gjorde dem idealiska för att bekämpa olika sjukdomar inom både boskap och jordbruk.

År 1987 introducerades det första kommersiella avermektinbaserade insektsmedlet, malation, vilket snabbt blev populärt tack vare dess höga effektivitet mot en mängd olika insekter. Det användes inom jordbruket och för att skydda folkhälsan mot insektsburna sjukdomar.

3. Utveckling och användning

Sedan början av 1950-talet har avermektinbaserade insekticider blivit allmänt använda inom jordbruket. De hade högre toxicitet för insekter jämfört med många tidigare använda klorerade föreningar, såsom ddt. Avermektiner blev populära i kampen mot skadedjur som insekter på olika grödor, inklusive bomull, tobak, grönsaker och frukt. Några av de mest kända kemikalierna i denna grupp inkluderar parathion, diazinon och klorpyrifos.

4. Säkerhets- och miljöhänsyn

Även om avermektin-insekticider var effektiva, ledde deras användning till nya ekologiska och toxikologiska problem. Dessa föreningar uppvisade hög toxicitet inte bara för insekter utan även för andra organismer, inklusive nyttiga insekter som bin och djur. Avermektinernas flyktighet och förmåga att ansamlas i ekosystem och förorena jord och vattendrag blev en betydande källa till oro. Som ett resultat av detta utsattes många av dessa föreningar för restriktioner och förbud i vissa länder från slutet av 1970-talet.

5. Moderna tillvägagångssätt och problem

Idag används avermektinbaserade insekticider fortfarande i stor utsträckning, men deras tillämpning är begränsad på grund av miljö- och säkerhetskrav. Frågor relaterade till insektsresistens, resistens mot avermektininsekticider och den minskande effektiviteten hos dessa föreningar har blivit stora problem inom modern kemisk skadedjursbekämpning. För att förhindra utveckling av resistens utvecklar forskare aktivt nya formuleringar och metoder som kombinerar avermektinbaserade insekticider med biologiska och mekaniska skadedjursbekämpningsmetoder.

Avermektinernas historia är således en resa från revolutionerande upptäckter och framgångsrika tillämpningar till insikten om deras ekologiska och toxikologiska problem, vilket har lett till sökandet efter säkrare och mer hållbara växtskyddsmetoder.

Klassificering

Avermektiner klassificeras baserat på olika kriterier, inklusive kemisk sammansättning, verkningsmekanism och aktivitetsspektrum. Huvudgrupperna av avermektiner inkluderar:

• Ivermektin: ett av de mest använda representanterna, effektivt mot ett brett spektrum av parasiter, inklusive kvalster, maskar och skadedjur.
• Abamektin: används för att bekämpa parasiter i boskap och jordbruksgrödor, känt för sin höga stabilitet.
• Epirabamektin: används inom veterinärmedicin och jordbruk, effektivt mot olika insekts- och kvalsterarter.
• Milbemektin: används för bekämpning av skadedjur på växter och djur, kännetecknas av hög selektivitet och låg toxicitet för däggdjur.
• Avermektin b1a: specialiserat insektsmedel som är effektivt mot specifika skadedjur som malar och vissa skalbaggearter.

Var och en av dessa grupper har unika egenskaper och verkningsmekanismer, vilket möjliggör användning under olika förhållanden och för olika grödor.

Verkningsmekanism

Hur insektsmedel påverkar insekternas nervsystem

• Avermektiner påverkar insekters nervsystem genom att binda till glutamatstyrda kloridkanaler och gabareceptorer i nervceller. Detta leder till kontinuerlig aktivering av nervimpulser, vilket resulterar i förlamning och död hos insekterna. Till skillnad från organofosfater, som hämmar acetylkolinesteras, verkar avermektiner direkt på glutamat- och gabareceptorer, vilket ger en mer selektiv och effektiv verkan.

Påverkan på insekternas ämnesomsättning

• Störningar i nervsignalöverföringen orsakar fel i insekters metaboliska processer, såsom födointag, reproduktion och rörelse. Detta resulterar i minskad aktivitet och livskraft hos skadedjur, vilket bidrar till effektiv populationskontroll och förhindrar skador på växter.

Exempel på molekylära verkningsmekanismer

• Avermektiner som ivermektin binder till glutamatstyrda kloridkanaler, vilket orsakar kontinuerlig nervstimulering. Andra avermektiner, såsom abamektin, kan också interagera med gabareceptorer, blockera deras funktion och producera liknande effekter. Dessa molekylära mekanismer säkerställer hög effekt av avermektiner mot olika skadeinsekter.

Skillnaden mellan kontakt och systemisk verkan

• Avermektiner kan ha både kontakt- och systemisk verkan. Kontaktavermektiner verkar direkt vid kontakt med insekter och penetrerar genom kutikula eller andningsvägar, vilket orsakar förlamning och död på plats. Systemiska avermektiner absorberas i växtvävnader och distribueras i alla delar, vilket ger ett långvarigt skydd mot skadedjur som livnär sig på olika delar av växten. Systemisk verkan möjliggör utökad skadedjursbekämpning över större områden och längre varaktigheter.

Exempel på produkter i denna grupp

Ivermektin
Verkningsmekanism
Binder till glutamat- och gabareceptorer, vilket orsakar kontinuerlig nervstimulering och förlamning hos insekter.
Exempel på produkter

• Avagil
• Ivermektin-20
• Mirimektilin
  Fördelar och nackdelar
  Fördelar: brett aktivitetsspektrum, systemisk distribution, låg toxicitet för däggdjur.
  Nackdelar: toxicitet för nyttiga insekter, risk för resistensutveckling hos skadedjur, miljöfaror.

Abamektin
Verkningsmekanism
Binder till glutamat- och gabareceptorer, vilket orsakar förlamning och död hos parasiter.
Exempel på produkter

• Abamet
• Abamektin-10
• Agroabam
  Fördelar och nackdelar
  Fördelar: hög effektivitet, resistens mot nedbrytning, systemisk verkan.
  Nackdelar: toxicitet för bin och andra pollinatörer, potentiell jord- och vattenförorening, utveckling av resistens hos skadedjur.

Milbemektin
Verkningsmekanism
Binder till glutamatreceptorer, vilket orsakar kontinuerlig nervstimulering och förlamning.
Exempel på produkter

• Milbemektin-2
• Milbegard
• Agromil
  Fördelar och nackdelar
  Fördelar: hög selektivitet, effektiv mot ett brett spektrum av skadedjur, låg toxicitet för däggdjur.
  Nackdelar: toxicitet för nyttiga insekter, potentiell miljöackumulering, resistensutveckling hos skadedjur.

Avermektin b1a
Verkningsmekanism
Binder till glutamat- och gabareceptorer, vilket orsakar förlamning och insektsdöd.
Exempel på produkter

• Avermektin-5
• Agroavermet
• Mirimect
  Fördelar och nackdelar
  Fördelar: effektiv mot malar och andra skadedjur, systemisk spridning, hög resistens mot nedbrytning.
  Nackdelar: toxicitet för bin, potentiell kontaminering av vattenkällor, resistensutveckling hos skadedjur.

Fenitrazol
Verkningsmekanism
Hämmar acetylkolinesteras, vilket stör nervimpulsöverföringen och orsakar förlamning och insektsdöd.
Exempel på produkter

• Fenitrazol-150
• Agrofenit
• Fenitrop
  Fördelar och nackdelar
  Fördelar: hög effektivitet mot ett brett spektrum av skadedjur, låg toxicitet för däggdjur.
  Nackdelar: toxicitet för vattenlevande organismer, potentiell miljöackumulering, resistensutveckling hos skadedjur.

Insekticider och deras inverkan på miljön

Påverkan på nyttiga insekter

• Avermektiner har toxiska effekter på nyttiga insekter, inklusive bin, getingar och andra pollinatörer, såväl som rovinsekter som naturligt kontrollerar skadedjurspopulationer. Detta leder till en minskning av biologisk mångfald och stör ekosystemets balans, vilket negativt påverkar produktiviteten hos jordbruksgrödor och den biologiska mångfalden.

Resterande mängder insekticider i jord, vatten och växter

• Avermektiner kan finnas kvar i jorden under längre perioder, särskilt under förhållanden med hög luftfuktighet och temperatur. Detta leder till kontaminering av vattenkällor genom avrinning och infiltration. Hos växter är avermektiner fördelade i alla delar, inklusive blad, stjälkar och rötter, vilket ger systemiskt skydd men leder också till ansamling av insekticider i livsmedel och jord, vilket kan påverka människors och djurs hälsa negativt.

Fotostabilitet och nedbrytning av insekticider i naturen

• Många avermektiner har hög fotostabilitet, vilket ökar deras miljömässiga persistens. Detta hindrar den snabba nedbrytningen av insekticider under solljusexponering, vilket bidrar till deras ansamling i mark och akvatiska ekosystem. Hög resistens mot nedbrytning komplicerar avlägsnandet av avermektiner från miljön och ökar risken för deras påverkan på icke-målorganismer.

Biomagnifiering och ackumulering i näringskedjor

• Avermektiner kan ansamlas i vävnaderna hos insekter och djur, och utvecklas genom näringskedjan och orsaka biomagnifiering. Detta resulterar i högre koncentrationer av insekticiden på de översta nivåerna i näringskedjan, inklusive hos rovdjur och människor. Biomagnifiering av avermektiner leder till allvarliga ekologiska och hälsorelaterade problem, eftersom ansamlade insekticider kan orsaka kronisk förgiftning och hälsostörningar hos djur och människor.

Problemet med skadedjursresistens mot insekticider

Orsaker till resistensutveckling

• Utvecklingen av resistens hos skadedjur mot avermektiner drivs av genetiska mutationer och selektionen av resistenta individer genom upprepad användning av insekticiden. Frekvent och okontrollerad applicering av avermektiner påskyndar spridningen av resistenta gener inom skadedjurspopulationer. Otillräcklig efterlevnad av doserings- och appliceringsprotokoll påskyndar också processen för resistensutveckling, vilket gör insekticiden mindre effektiv.

Exempel på resistenta skadedjur

• Resistens mot avermektiner har observerats hos olika skadeinsektsarter, inklusive vitflugor, bladlöss, kvalster och vissa malarter. Dessa skadedjur uppvisar minskad känslighet för insektsmedlen, vilket komplicerar deras bekämpning och kräver användning av dyrare och giftigare medel eller övergång till alternativa skadedjursbekämpningsmetoder.

Metoder för att förebygga resistens

• För att förhindra utveckling av resistens mot avermektiner hos skadedjur är det viktigt att rotera insekticider med olika verkningsmekanismer, kombinera kemiska och biologiska bekämpningsmetoder och implementera integrerade strategier för skadedjursbekämpning. Det är också avgörande att följa rekommenderade doseringar och appliceringsscheman för att undvika att resistenta individer väljs ut och bibehålla den långsiktiga effekten av avermektinprodukter.

Regler för säker applicering av insekticider

Beredning av lösningar och doseringar

• Korrekt beredning av lösningar och noggrann doseringsmätning är avgörande för effektiv och säker användning av avermektiner. Det är nödvändigt att noggrant följa tillverkarens instruktioner för lösningsberedning och dosering för att undvika överdosering eller otillräcklig växtbehandling. Användning av exakta mätverktyg och högkvalitativt vatten säkerställer doseringsnoggrannhet och behandlingseffektivitet.

Användning av skyddsutrustning vid hantering av insektsmedel

• Vid arbete med avermektiner är det viktigt att använda lämplig skyddsutrustning, såsom handskar, masker, skyddsglasögon och skyddskläder, för att minimera risken för att människokroppen exponeras för insektsmedel. Skyddsutrustning hjälper till att förhindra kontakt med hud och slemhinnor, samt inandning av giftiga insektsmedelsångor.

Rekommendationer för växtbehandling

• Applicera avermektiner på växter tidigt på morgonen eller sent på kvällen för att undvika att påverka pollinatörer som bin. Undvik applicering under varmt och blåsigt väder, eftersom detta kan leda till insektsmedelsdrift och oavsiktlig kontakt med nyttiga växter och organismer. Det rekommenderas också att ta hänsyn till växternas tillväxtstadium och undvika applicering under perioder med aktiv blomning och fruktsättning.

Iakttagande av intervall före skörd

• Att följa de rekommenderade intervallen före skörd efter applicering av avermektiner säkerställer säkerheten vid konsumtion av produkterna och förhindrar att insektsmedelsrester kommer in i livsmedelsprodukter. Det är viktigt att följa tillverkarens riktlinjer gällande intervall före skörd för att undvika förgiftningsrisker och säkerställa produktkvaliteten.

Alternativ till kemiska insektsmedel

Biologiska insekticider

• Användningen av entomofagiska organismer, bakteriella och svampformuleringar erbjuder ett miljövänligt alternativ till kemiska insekticider. Biologiska insekticider, såsom bacillus thuringiensis, bekämpar effektivt skadeinsekter utan att skada nyttiga organismer och miljön. Dessa metoder stöder hållbar skadedjursbekämpning och bevarar den biologiska mångfalden.

Naturliga insektsmedel

• Naturliga insekticider, såsom neemolja, tobaksextrakt och vitlökslösningar, är säkra för växter och miljön och används för att bekämpa skadedjur. Dessa ämnen har avstötande och insekticida egenskaper, vilket möjliggör effektiv hantering av insektspopulationer utan användning av syntetiska kemikalier. Naturliga insekticider kan användas i kombination med andra metoder för att uppnå optimala resultat.

Feromonfällor och andra mekaniska metoder

• Feromonfällor attraherar och eliminerar skadeinsekter, vilket minskar deras population och förhindrar spridning. Andra mekaniska metoder, såsom klibbiga fällor och barriärer, hjälper också till att kontrollera skadedjurspopulationer utan användning av kemiska medel. Dessa metoder är effektiva och miljövänliga sätt att hantera skadedjur.

Exempel på de mest populära insektsmedlen i denna grupp

Produktnamn	Aktiv substans	Verkningsmekanism	Användningsområde
Ivermektin	Ivermektin	Binder till glutamat- och gabareceptorer, vilket orsakar förlamning och insektsdöd	Grönsaker, spannmål, fruktträd
Abamektin	Abamektin	Binder till nervimpulser, vilket orsakar förlamning och död hos parasiter	Grönsaker och fruktgrödor, trädgårdsodling
Milbemektin	Milbemektin	Binder till glutamatreceptorer, vilket orsakar kontinuerlig nervstimulering och förlamning	Grönsaksgrödor, spannmål, fruktväxter
Avermektin b1a	Avermektin b1a	Binder till glutamat- och gabareceptorer, vilket orsakar förlamning och insektsdöd	Grönsaker, frukt och prydnadsgrödor
Fenitrazol	Fenitrazol	Hämning av acetylkolinesteras, vilket stör nervimpulsöverföringen och orsakar förlamning och död hos insekter	Grönsaker, frukt och prydnadsgrödor

Fördelar och nackdelar

Fördelar

• Hög effektivitet mot ett brett spektrum av skadeinsekter
• Systemisk distribution i växter, vilket ger långsiktigt skydd
• Låg toxicitet för däggdjur jämfört med andra klasser av insekticider
• Hög fotostabilitet, vilket säkerställer långvarig effekt

Nackdelar

• Toxicitet för nyttiga insekter, inklusive bin och getingar
• Potential för resistensutveckling i skadedjurspopulationer
• Möjlig förorening av mark och vattenkällor
• Hög kostnad för vissa formuleringar jämfört med traditionella insekticider

Risker och försiktighetsåtgärder

Påverkan på människors och djurs hälsa

• Avermektiner kan ha allvarliga effekter på människors och djurs hälsa om de används felaktigt. Hos människor kan exponering orsaka förgiftningssymtom som yrsel, illamående, kräkningar, huvudvärk och i allvarliga fall kramper och medvetslöshet. Djur, särskilt husdjur, riskerar också att bli förgiftade om insektsmedlet kommer i kontakt med deras hud eller om de får i sig behandlade växter.

Symtom på insektsmedelsförgiftning

• Symtom på avermektinförgiftning inkluderar yrsel, huvudvärk, illamående, kräkningar, svaghet, andningssvårigheter, kramper och medvetslöshet. Kontakt med ögon eller hud kan orsaka irritation, rodnad och brännande känsla. Förtäring av insektsmedlet kräver omedelbar läkarvård.

Första hjälpen vid förgiftning

• Vid misstanke om avermektinförgiftning, avbryt omedelbart kontakten med insekticiden, skölj den drabbade huden eller ögonen med rikligt med vatten i minst 15 minuter. Vid inandning, flytta till frisk luft och sök läkarhjälp. Vid förtäring, ring räddningstjänsten och följ första hjälpen-anvisningarna på produktetiketten.

Förebyggande av skadedjursuppkomst

Alternativa metoder för skadedjursbekämpning

• Att använda kulturella metoder som växtföljd, täckning av kompost, borttagning av angripna växter och plantering av resistenta sorter hjälper till att förhindra skadedjursuppkomst och minska behovet av insektsmedel. Dessa metoder skapar ogynnsamma förhållanden för skadeinsekter och stärker växthälsan. Biologiska bekämpningsmetoder, inklusive användning av entomofagiska rovdjur och andra naturliga fiender till skadeinsekter, är också effektiva förebyggande åtgärder.

Skapa ogynnsamma förhållanden för skadedjur

• Att säkerställa korrekt bevattning, ta bort nedfallna löv och växtrester, samt att upprätthålla renlighet i trädgårdar och fruktträdgårdar skapar ogynnsamma förhållanden för skadedjurs reproduktion och spridning. Att installera fysiska barriärer, såsom nät och rabatter, hjälper till att förhindra att skadedjur får tillgång till växter. Regelbundna växtinspektioner och snabb borttagning av skadade delar minskar växternas attraktionskraft för skadedjur.

Slutsats

Rationell användning av avermektiner spelar en avgörande roll för att skydda växter och öka avkastningen av jordbruks- och prydnadsgrödor. Det är dock viktigt att följa säkerhetsprotokoll och beakta miljöaspekter för att minimera negativ påverkan på ekosystemet och nyttiga organismer. En integrerad skadedjursbekämpningsmetod, som kombinerar kemiska, biologiska och kulturella kontrollmetoder, främjar hållbar jordbruksutveckling och bevarande av biologisk mångfald. Det är också viktigt att fortsätta forskningen om att utveckla nya insekticider och kontrollmetoder som syftar till att minska hälsoriskerna för människor och ekosystem.

Vanliga frågor (FAQ)

1. Vad är avermektiner och vad används de till?
Avermektiner är en grupp makrocykliska laktoner som används som insekticider, akaricider och antiparasitmedel. De används för att skydda jordbruksgrödor, boskap och människor från olika parasiter och skadedjur.

2. Hur påverkar avermektiner insekters nervsystem?
Avermektiner binder till glutamat- och gabareceptorer i insekternas nervceller, vilket orsakar kontinuerlig excitation av nervimpulser. Detta leder till förlamning och insekternas död.

3. Är avermektiner skadliga för nyttiga insekter som bin?
Ja, avermektiner är giftiga för nyttiga insekter, inklusive bin och getingar. Deras användning kräver strikt efterlevnad av föreskrifter för att minimera påverkan på nyttiga insekter.

4. Hur kan man förhindra att skadedjur utvecklar resistens mot avermektiner?
För att förhindra resistens, växla insekticider med olika verkningsmekanismer, kombinera kemiska och biologiska bekämpningsmetoder och följ rekommenderade doseringar och appliceringsscheman.

5. Vilka miljöproblem är förknippade med användningen av avermektiner?
Användning av avermektiner leder till minskning av populationer av nyttiga insekter, förorening av jord och vatten och ansamling av insekticider i näringskedjor, vilket orsakar allvarliga ekologiska och hälsorelaterade problem.

6. Kan avermektiner användas i ekologiskt jordbruk?
Nej, avermektiner uppfyller inte kraven för ekologiskt jordbruk på grund av deras syntetiska ursprung och potentiellt negativa inverkan på miljön och nyttiga organismer.

7. Hur applicerar man avermektiner korrekt för maximal effektivitet?
Följ noggrant tillverkarens instruktioner för dosering och appliceringsschema, behandla växter tidigt på morgonen eller sent på kvällen, undvik applicering under perioder med pollinatörsaktivitet och säkerställ att insekticiden fördelas jämnt på växterna.

8. Finns det alternativ till avermektiner för skadedjursbekämpning?
Ja, det finns biologiska insekticider, naturliga ämnen (neemolja, vitlökslösningar), feromonfällor och mekaniska bekämpningsmetoder som kan användas som alternativ till avermektiner.

9. Hur minimerar man avermektiner på miljön?
Använd insekticider endast när det är nödvändigt, följ rekommenderade doseringar och appliceringsscheman, förhindra insektsmedelsavrinning i vattenkällor och implementera integrerade skadedjursbekämpningsmetoder för att minska beroendet av kemiska medel.

10. Var kan avermektiner köpas?
Avermektiner finns tillgängliga i specialiserade jordbruksbutiker, online-marknadsplatser och från leverantörer av växtskyddsmedel. Innan du köper, kontrollera att de produkter som används är lagliga och säkra.