Carbamates

Carbamates هي مجموعة من المركبات الكيميائية التي تحتوي على مجموعة carbamoyl (-NH-C = O) وتستخدم على نطاق واسع كمبيدات حشرية لحماية النباتات من الآفات. تعمل هذه المواد على الجهاز العصبي للحشرات عن طريق تثبيط إنزيم الأسيتيل كولينستراز ، مما يؤدي إلى تراكم الأسيتيل كولين في النهايات العصبية وتعطيل انتقال الأعصاب ، مما يسبب شلل وموت الحشرات. تحتوي الكربامات على مجموعة واسعة من النشاط ، مما يجعلها فعالة ضد مجموعة واسعة من آفات الحشرات.

الأهداف والأهمية في الزراعة والبستنة

تلعب الكربامات دورًا مهمًا في الزراعة من خلال حماية النباتات من الآفات وضمان نمو محاصيل صحي. غالبًا ما تستخدم هذه المبيدات الحشرية للتحكم في الآفات مثل الحشرات التي تؤثر على الخضروات والفواكه والحبوب والمحاصيل الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تطبيقها في زراعة البستنة لحماية نباتات الزينة من الآفات مثل المن ، والبيضاء ، والعث.

أهمية الموضوع

تعتبر دراسة الكربامات وتطبيقها الصحيح أمرًا بالغ الأهمية للتحكم الفعال في الآفات ، وتقليل فقدان المحاصيل ، وضمان صحة النبات. يساعد فهم تأثيرها على الحشرات والنظم الإيكولوجية ، وكذلك الالتزام بإرشادات التطبيق الآمنة ، في تخفيف المخاطر البيئية ويعزز إدارة مقاومة المبيدات الحشرية. وسط مقاومة متزايدة للمواد الكيميائية في الآفات ، أصبح البحث عن أساليب التحكم البديلة واستخدام الأساليب المتكاملة في إدارة الآفات ذات أهمية متزايدة.

تاريخ الكربامات

الكربامات هي مجموعة من المبيدات الحشرية التي تم تطويرها لأول مرة في منتصف القرن العشرين واكتسبت شعبية بسرعة بسبب فعاليتها وطيف واسع من النشاط ضد الحشرات الضارة. أصبحت هذه المركبات الكيميائية جزءًا مهمًا من الزراعة والغابات لأنها توفر حماية فعالة ضد مختلف الآفات الحشرية.

1. البحث المبكر والاكتشافات

بدأ تطوير الكربامات كما المبيدات الحشرية في الخمسينيات. خلال هذه الفترة ، بدأ الكيميائيون في استكشاف المركبات العضوية التي تحتوي على مجموعات الكارباميد بهدف إنشاء مواد كيميائية جديدة لحماية النبات. كانت إحدى الخطوات المهمة الأولى هي اكتشاف أن المواد الكيميائية مثل الميثوميل والكاربريل يمكن أن تؤثر بشكل فعال على الجهاز العصبي الحشرة.

2. تطوير المنتجات التجارية الأولى

اجتذبت الكربامات بسرعة انتباه الصناعات الزراعية والكيميائية. في الخمسينيات من القرن الماضي ، بعد التجارب المختبرية الناجحة ، تم تطوير أول منتجات متوفرة تجاريًا ، مثل Carbaryl ، التي تم تسجيلها في عام 1956. أصبحت هذه المادة واحدة من المبيدات الحشرية الأكثر شعبية واستخدمت لمكافحة مجموعة واسعة من الآفات الحشرية في الزراعة.

3. توسيع استخدام الكارباميت

في الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي ، توسع استخدام الكربامات بشكل كبير. أصبحت هذه المنتجات واحدة من الوسائل الرئيسية لحماية النباتات المستخدمة في الزراعة ، وخاصة لحماية المحاصيل من الآفات مثل المن والخنافس والذباب والآفات الأخرى. أظهرت الكربامات كفاءة عالية وسمية منخفضة نسبيا للنباتات ، مما يجعلها تم تبنيها على نطاق واسع في الممارسة الزراعية.

4. القضايا السلامة والبيئية

على الرغم من فعاليتها العالية ، أدى استخدام الكربامات إلى مجموعة من المشكلات البيئية والسمية. في السبعينيات والثمانينيات من القرن الماضي ، أصبح من الواضح أن الكربامات يمكن أن تكون سامة ليس فقط للحشرات ولكن أيضًا للكائنات الحية المفيدة الأخرى مثل النحل والحيوانات المفترسة المفيدة. أثار هذا المخاوف بشأن تأثيرها على النظم الإيكولوجية والتنوع البيولوجي. بالإضافة إلى ذلك ، بدأت بعض الكربامات في التسبب في مقاومة في الآفات الحشرية ، مما أدى إلى تقليل فعاليتها.

5. النهج الحديثة والاستخدام

اليوم ، تظل الكربامات فئة مهمة من المبيدات الحشرية ، ولكن استخدامها محدود بعوامل مثل متطلبات السلامة وحماية النظام الإيكولوجي. تركز الأبحاث الحديثة على تحسين سلامة استخدام الكربامات ، وتقليل تأثيرها على الحشرات المفيدة ، وتطوير استراتيجيات لمنع مقاومة الحشرات لهذه المبيدات الحشرية. في بعض البلدان ، تم تقديم لوائح صارمة للحد من استخدام الكربامات بسبب مخاطرها البيئية وسمية.

6. قضايا المقاومة والابتكارات

مع مرور الوقت ، بدأت الحشرات في تطوير مقاومة للكربامات ، والتي أصبحت تحديًا كبيرًا لحماية النباتات الكيميائية. اليوم ، يتم تطوير منتجات جديدة وأكثر فاعلية وطرق مكافحة الآفات المتكاملة ، بما في ذلك الكربامات ، مع التركيز على الاستخدام الأكثر أمانًا والاستدامة.

وبالتالي ، فإن تاريخ الكربامات هو رحلة من تطورها الأولي وشعبيتها إلى تحقيق الحاجة إلى نهج أكثر حذراً لاستخدام هذه المبيدات الحشرية.

تصنيف

Carbamates هي فئة من المركبات العضوية التي تشمل كل من المواد الطبيعية والتناظرية الاصطناعية. اعتمادًا على التركيب الجزيئي والخصائص الكيميائية ، يمكن تصنيف الكربامات على النحو التالي:

• الكربامات الأليفاتية-الجزيئات ذات العمود الفقري للكربون المستقيم ، مثل Carbaryl.
• Arylcarbamates - carbamates التي تحتوي على مجموعة عطرية ، مثل الميثوميل.
• إيميدازولين-و triazolin-carbamates-الكربامات التي تشمل هياكل غير متجانسة تحتوي على النيتروجين.

تساعد هذه التصنيفات في تحديد نطاق عمل المنتجات واستقرارها للتدهور.

1. عن طريق آلية العمل

تعتمد آلية عمل الكربامات على حظر نشاط الأسيتيل كولينيستريز ، وهو إنزيم يكسر أسيتيل كولين في نقاط الاشتباكات العصبية في الجهاز العصبي. هذا يؤدي إلى تراكم الأسيتيل كولين ، وتعطيل انتقال النبضات العصبية ، وشلل الحشرات.

مثبطات الأسيتيل كولينستراز: تعمل جميع الكربامات من خلال آلية مماثلة ، مما يثبط أسيتيل كولينستراز ، مما يعطل انتقال النبضات العصبية في جسم الحشرة. أمثلة: الميثوميل ، الدرين.

2. عن طريق التركيب الكيميائي

يمكن تصنيف carbamates بواسطة هيكل جزيئاتها ، والتي تحدد خصائصها الفيزيائية والكيميائية ونشاط محدد.

الكربامات الأليفاتية: تحتوي هذه المركبات على سلسلة هيدروكربون متصلة بمجموعة من الكارباميل. مثال: الميثوميل.

الكربامات العطرية: تحتوي هذه المركبات على حلقات عطرية ، والتي تمنحها خصائص خاصة. مثال: Phenoxycarb.

3. حسب نوع العمل

يمكن أن تتصرف carbamates إما الاتصال أو بشكل منهجي ، اعتمادًا على كيفية دخولها إلى جسم الحشرة.

الاتصال بالكربامات: تعمل هذه المواد عند الاتصال المباشر مع الحشرات. مثال: الميثوميل.

الكربامات الجهازية: هذه هي المواد التي تخترق النباتات وتنتشر عبر أنسجةها ، مما يؤثر على الحشرات التي تتغذى على النسغ النباتية. مثال: كاربوفوران.

4. بمدة العمل

قد تختلف carbamates في مدة آثارها ، والتي تحدد فعاليتها للعمل على المدى الطويل أو قصير الأجل.

المواد طويلة المفعول: توفر هذه المبيدات الحشرية حماية للنباتات ضد الآفات لعدة أسابيع أو أشهر. مثال: كاربوفوران.

المواد قصيرة المفعول: تتطلب هذه المبيدات الحشرية إعادة عرض متكررة لأن تأثيرها يختفي بسرعة. مثال: الميثوميل.

5. حسب مجال التطبيق

تستخدم الكربامات على نطاق واسع في الزراعة والبستنة وحماية صحة الإنسان من متجهات الحشرات للأمراض. يمكن تصنيفها من خلال مجال استخدامها:

الكربامات الزراعية: يتم استخدام هذه المبيدات الحشرية لحماية المحاصيل المختلفة من آفات الحشرات. مثال: كاربوفوران ، الدرين.

الكربامات لحماية صحة الإنسان: تُستخدم هذه المواد للقضاء على ناقلات الأمراض مثل البعوض والبراغيث والبق. مثال: الميثوميل.

الكربامات للاستخدام المنزلي: يتم استخدام هذه المبيدات الحشرية للسيطرة على الحشرات في المباني السكنية. مثال: سيفين.

6. عن طريق السمية

يمكن أن تختلف carbamates في سمية البشر والحيوانات والبيئة التي تؤثر على استخدامها الآمن:

المواد السامة للغاية: هذه المبيدات الحشرية لها سمية عالية للبشر والحيوانات ، لذلك الحذر الخاص مطلوب عند استخدامها. مثال: الدرين.

المواد السامة المعتدلة: carbamates ذات السمية المتوسطة ، والتي هي أكثر أمانًا ولكنها لا تزال تتطلب احتياطات. مثال: الميثوميل.

مواد سمية منخفضة: هذه المواد لها سمية منخفضة نسبيًا ويمكن استخدامها مع مخاطر صحية أقل. مثال: سيفين.

7. حسب طريقة التطبيق

يمكن أن تختلف carbamates عن طريق تطبيقها على النباتات وفي مجال الزراعة:

المواد القابلة للرش: يتم تطبيق هذه المبيدات الحشرية على النباتات في شكل حلول أو مستحلبات. مثال: الميثوميل ، الدرين.

مواد علاج التربة: تستخدم هذه المبيدات الحشرية لحماية النباتات أثناء الزراعة أو النمو. مثال: كاربوفوران.

آلية العمل

• كيف تؤثر المبيدات الحشرية على الجهاز العصبي للحشرات:

تمنع Carbamates عمل الأسيتيل كولينيستراز ، وهو إنزيم مسؤول عن تحطيم أسيتيل كولين في المشابك العصبية. يسبب تراكم الأسيتيل كولين التحفيز المطول للخلايا العصبية ، مما يؤدي إلى شلل وموت الحشرة. هذا التأثير هو مميز لجميع مبيدات الحشرات carbamate.

• تأثير على استقلاب الحشرات:

تؤثر الكربامات أيضًا على استقلاب الحشرات عن طريق تعطيل قدرتها على معالجة الطاقة والمواد المغذية. هذا يؤدي إلى أعطال في الأعضاء التي تتحكم في الحركة والهضم والتنفس.

• أمثلة على الآليات الجزيئية للعمل:

أحد الأمثلة على الآلية الجزيئية هو تثبيط نشاط الأسيتيل كولينستراز ، مما يمنع انتقال النبضات العصب الطبيعي. هذا يسبب الشلل لأن الدافع لا يمكن أن يسافر على طول الألياف العصبية ، مما يعطل تنسيق حركات الحشرة.

• الفرق بين الاتصال والآثار الجهازية:

يمكن أن تظهر الكربامات كلا من إجراء اتصال ، حيث تموت الآفات مباشرة عند ملامسة المبيدات الحشرية ، والعمل الجهازي ، حيث يتم امتصاص المبيدات الحشرية من خلال نظام الأوعية الدموية للمصنع ويؤثر على التغذية على الآفات.

أمثلة على المنتجات في هذه المجموعة

تشمل أمثلة المبيدات الحشرية الكارباميات:

• Carbaryl (Carbaryl)-أحد المنتجات الأكثر شهرة واستخدامًا على نطاق واسع للسيطرة على الآفات المختلفة مثل الحشرات ، المن الذباب ، وغيرها.
• الميثوميل (الميثوميل) - فعال ضد مجموعة واسعة من الآفات ، بما في ذلك خنفساء البطاطا في كولورادو والذباب.
• Oxamyl (Oxamyl) - يستخدم لحماية المحاصيل مثل البطاطا والخضروات.

مزايا وعيوب

تشمل مزايا الكربامات فعاليتها العالية ضد معظم الآفات الحشرية والسمية المنخفضة نسبيًا للبشر والحيوانات عند اتباع التعليمات. ومع ذلك ، لديهم عيوب مثل العمل قصير الأجل ، وإمكانية المقاومة في الحشرات ، والخطر على الحشرات المفيدة ، بما في ذلك النحل والحشرات المفترسة.

التأثير البيئي

• التأثير على الحشرات المفيدة:

في حين أن الكربامات فعالة ضد الآفات ، يمكن أن يكون لها آثار سامة على الحشرات المفيدة مثل النحل والأقواس. هذا يمكن أن يعطل النظم الإيكولوجية ويقلل من مجموعات الملقحات.

• المستويات المتبقية من المبيدات الحشرية في التربة والماء والنباتات:

يمكن أن تظل الكربامات في التربة والنباتات ، مما يسبب مشاكل مع تركيزات المبيدات الحشرية المتبقية في المنتجات والمسطحات المائية. هذا يمكن أن يشكل خطرًا على صحة البشر والحيوانات.

• قابلية التصوير وتدهور المبيدات الحشرية في الطبيعة:

الكربامات لها قابلية عالية نسبيا للضوء ، مما يعني أنها يمكن أن تستمر في البيئة حتى عند تعرضها لأشعة الشمس. ومع ذلك ، فإنها تتحلل في النهاية ، على الرغم من أن هذه العملية قد تستغرق وقتًا طويلاً.

• التضليل الحيوي والتراكم في سلاسل الغذاء:

مثل المواد الكيميائية الأخرى ، يمكن أن تتراكم الكربامات في سلاسل الغذاء ، مما يؤدي إلى تنشيط حيوي ، وخاصة في النظم الإيكولوجية المائية. هذا يمكن أن يكون له آثار طويلة الأجل على الحيوانات والنباتات.

مقاومة الحشرات للمبيدات الحشرية

• أسباب المقاومة:

تحدث المقاومة في الحشرات بسبب الاستخدام المتكرر للمبيدات الحشرية من نفس المجموعة ، مما يؤدي إلى الانتقاء التطوري للأفراد المقاومين.

• أمثلة على الآفات المقاومة:

ومن الأمثلة على ذلك المقاومة في الآفات مثل المن والبيضاء والأنواع المختلفة من خنفساء البطاطا كولورادو.

• طرق لمنع المقاومة:

لمنع المقاومة ، ينصح طرق مثل التناوب بين المنتجات من فئات مختلفة ، باستخدام المنتجات المدمجة ، وتطبيق طرق التحكم المتكاملة بما في ذلك التحكم البيولوجي والميكانيكي.

إرشادات السلامة لاستخدام المبيدات الحشرية

• إعداد الحلول والجرعة:

يجب إعداد حلول الكارباميت بشكل صارم وفقًا للتعليمات لتجنب التركيز على المواد الكيميائية. يمكن أن تؤدي الجرعات غير الصحيحة إلى علاج أو سمية غير فعالة للنباتات.

• استخدام معدات الحماية:

يجب ارتداء المعدات الواقية مثل القفازات والأقنعة والنظارات لتجنب ملامسة المادة الكيميائية.

• توصيات لعلاج النبات:

الظروف المثلى للعلاج هي ساعات الصباح أو المساء في وقت مبكر عندما يكون النشاط الشمسي ضئيلًا. تجنب الطقس الممطر لمنع المنتج من النباتات.

• الالتزام بفترات الانتظار قبل الحصاد:

يساعد الالتزام بفترات الانتظار على تجنب تراكم المواد المتبقية في المنتجات ، والتي يمكن أن تكون ضارة للبشر.

بدائل للمبيدات الحشرية الكيميائية

• المبيدات الحشرية البيولوجية:

يساعد استخدام الأعداء الطبيعيين للآفات ، مثل الحشرات ، والبكتيريا ، والمستحضرات الفطرية ، على التحكم في مجموعات الآفات دون استخدام المواد الكيميائية.

• المبيدات الحشرية الطبيعية:

يمكن أن يكون استخدام الزيوت ، مثل زيت النيم ، أو حلول الثوم بديلاً فعالاً لحماية النباتات من الحشرات.

• مصائد الفيرومون والطرق الميكانيكية الأخرى:

تستخدم الفيرومونات لجذب الآفات والتقاطها ، مما يقلل من الحاجة إلى المبيدات الحشرية الكيميائية.

أمثلة على المبيدات الحشرية الأكثر شعبية في هذه المجموعة

المخاطر والاحتياطات

• التأثير على صحة الإنسان والحيوان:

يمكن أن يؤدي الاستخدام غير المنضبط إلى التسمم في البشر والحيوانات الأليفة ، مما يسبب الأمراض العصبية وغيرها.

• أعراض التسمم بالمبيدات الحشرية:

تشمل الأعراض الصداع والدوار والغثيان والقيء ونبضات القلب السريعة وفقدان التنسيق.

• الإسعافات الأولية للتسمم:

توقف على الفور عن ملامسة المادة ، وغسل العيون والجلد ، واتصل الطبيب ، وقم بتقديم معلومات حول المادة.

خاتمة

الكربامات هي مبيدات حشرية مهمة ولكنها تتطلب استخدامًا دقيقًا بسبب العواقب البيئية المحتملة ومقاومة الآفات.

• تذكير لمتابعة إرشادات السلامة:

يساعد الاستخدام السليم للكربامات في تجنب الآثار السلبية على البيئة وصحة الإنسان.

• اتصل لاستخدام طرق مكافحة الآفات الأكثر أمانًا وصديقة للبيئة:

من المهم البحث بنشاط وتنفيذ أساليب أكثر أمانًا وصديقة للبيئة لمكافحة الآفات ، مثل التحكم البيولوجي واستخدام المبيدات الحشرية الطبيعية.

التعليمات

1. ما هي carbamates؟

Carbamates هي مجموعة من المبيدات الحشرية تعتمد على المركبات العضوية التي تعمل عن طريق تثبيط إنزيم الأسيتيل كولينستراز في الجهاز العصبي للحشرات. هذا يؤدي إلى تراكم الأسيتيل كولين في المشابك العصبية ، مما يعطل انتقال العصب الطبيعي والتسبب في وفاة الحشرة.

2. كيف تؤثر الكربامات على الجهاز العصبي للحشرات؟

تمنع الكربامات إنزيم الأسيتيل كولينستراز ، مما يؤدي إلى تراكم الأسيتيل كولين في النهايات العصبية. هذا يسبب التحفيز المطول للخلايا العصبية ، والذي بدوره يعطل انتقال العصب ، مما يؤدي إلى شلل وموت الحشرة.

3. ما هي الكربامات الأكثر شهرة وشائعة الاستخدام؟

بعض من أكثر الكربامات شهرة تشمل منتجات مثل Carbaryl و Methomyl و Oxamyl. تستخدم هذه المبيدات الحشرية للتحكم في مجموعة واسعة من الآفات على المحاصيل الزراعية وفي البستنة.

4. كيف تختلف الكربامات عن مجموعات أخرى من المبيدات الحشرية ، مثل الفوسفات العضوية؟

الكربامات ، مثل الفوسفات العضوية ، تمنع الأسيتيل كولينستراز ، ولكن لديها مدة عمل أقصر ، مما يجعلها أقل سمية للبشر والحيوانات مقارنة مع الفوسفات العضوية. يتم استخدام الكربامات أيضًا بشكل أكثر شيوعًا للتطبيقات المتخصصة في الزراعة والبستنة.

5. ما هي مزايا الكربامات؟

الميزة الرئيسية للكربامات هي فعاليتها العالية ضد مجموعة واسعة من الآفات ، بما في ذلك الحشرات ، والعث ، والمفصليات الأخرى. لديهم سمية منخفضة نسبيا للبشر والحيوانات الأليفة عند استخدامها وفقا للتعليمات.

6. ما هي عيوب الكربامات؟

تشمل العيوب عملها قصير الأجل ، وإمكانية مقاومة النمو في الحشرات ، والسمية إلى الحشرات المفيدة (مثل النحل) ، وخطر التلوث البيئي من خلال التراكم في التربة والماء.

7. ما هي المخاطر البيئية الرئيسية عند استخدام carbamates؟

يمكن أن تؤثر الكربامات على الحشرات المفيدة ، مثل النحل والخنفساء. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تتراكم في النظم الإيكولوجية ، وتلوث التربة والماء والنباتات ، والتي تشكل خطرًا على سلاسل الغذاء وصحة النظم الإيكولوجية بشكل عام.

8. كيف يمكن منع مقاومة الحشرات للكربامات؟

لمنع المقاومة ، يوصى بالتناوب بين المنتجات من فئات مختلفة ، واستخدام المستحضرات المدمجة ، وتطبيق طرق إدارة الآفات المتكاملة ، مثل التحكم البيولوجي والميكانيكي.

9. ما هي الاحتياطات التي يجب اتخاذها عند تطبيق carbamates؟

عند تطبيق carbamates ، من المهم اتباع الجرعات الدقيقة ، واستخدام معدات الحماية مثل القفازات ، والنظارات ، والأقنعة ، والنظر في وقت اليوم والظروف الجوية للمعالجة النباتية. من الأهمية بمكان الالتزام بفترات الانتظار قبل الحصاد.

10. هل هناك بدائل للكربامات لمكافحة الآفات؟

نعم ، تشمل البدائل المبيدات الحشرية البيولوجية (مثل الحشرات ، والمستحضرات البكتيرية والفطرية) ، والمبيدات الحشرية الطبيعية (مثل زيت النيم ، والدفعات التبغ ، وحلول الثوم) ، والطرق الميكانيكية ، مثل مصائد الفيرومون وحماية المزروعة الفيزيائية.