Organophosphorus insektisida

Insektisida organofosfor (OPIS) adalah kelompok zat kimia yang mengandung fosfor dalam molekulnya, banyak digunakan untuk melindungi tanaman dari berbagai hama. Insektisida ini bekerja dengan menghambat enzim penting dalam tubuh serangga, yang menyebabkan kelumpuhan dan kematian hama. Mereka memiliki dampak signifikan pada pertanian, memberikan perlindungan yang efektif terhadap berbagai serangga.

Tujuan dan pentingnya dalam pertanian dan hortikultura

Tujuan utama menggunakan insektisida organofosfor adalah untuk meningkatkan produktivitas pertanian dengan melindungi tanaman dari hama seperti serangga, tungau, dan parasit lainnya. Dalam hortikultura dan berkebun, mereka digunakan untuk melindungi tanaman seperti buah-buahan, sayuran, dan tanaman hias. Insektisida ini secara signifikan mengurangi kerusakan akibat hama serangga, yang mengarah ke kualitas yang lebih baik dan hasil panen yang lebih besar.

Relevansi topik

Studi dan penggunaan insektisida organofosfor yang tepat adalah topik yang relevan, karena penggunaan produk-produk ini yang efektif dan aman membutuhkan perhatian yang cermat. Penggunaan atau aplikasi yang salah dapat menyebabkan resistensi pada serangga, serta berdampak negatif terhadap lingkungan dan kesehatan manusia. Kesadaran insektisida organofosfor adalah penting untuk meminimalkan risiko dan memastikan keberlanjutan pertanian.

Sejarah insektisida organofosfor (OPIS)

Insektisida Organofosfor (OPIS) memainkan peran kunci dalam pengendalian hama dan merupakan bagian penting dari pertanian dan kehutanan. Sejarah mereka dimulai pada paruh pertama abad ke-20 ketika para ilmuwan mulai mengeksplorasi senyawa organofosfor, yang bertujuan untuk menciptakan agen perlindungan tanaman yang lebih efektif dan tahan lama.

1. Penelitian dan Penemuan Awal

Gelombang minat pertama pada senyawa organofosfor terjadi pada 1930-an ketika para ilmuwan mulai mengeksplorasi bahan kimia yang mengandung fosfor sebagai cara potensial untuk menghancurkan hama serangga. Eksperimen awal dengan senyawa organofosfor difokuskan pada pengembangan alternatif yang lebih aman untuk insektisida organoklorin, seperti DDT. Pada saat itu, bahan kimia yang mengandung fosfor menunjukkan toksisitas tinggi terhadap serangga, menjadikannya agen perlindungan yang berpotensi efektif.

2. Insektisida organofosfor pertama yang sukses secara komersial

Pada tahun 1940-an, di tengah Perang Dunia II, senyawa organofosfor menarik perhatian militer sebagai agen kimia untuk memerangi hama, termasuk serangga. Setelah perang, penelitian komersial berdasarkan perkembangan militer dimulai, yang bertujuan menerapkan insektisida organofosfor di bidang pertanian. Pada tahun 1947, insektisida organofosfor komersial pertama - malathion - muncul, dengan cepat menjadi populer karena efektivitasnya yang tinggi terhadap berbagai serangga. Itu digunakan dalam pertanian dan untuk melindungi kesehatan manusia dari penyakit yang ditularkan oleh serangga.

3. Pengembangan dan Penggunaan

Sejak awal 1950-an, insektisida organofosfor menjadi banyak digunakan dalam pertanian. Mereka memberikan toksisitas yang lebih tinggi untuk serangga daripada banyak senyawa organoklorin yang digunakan sebelumnya, seperti DDT. Opis menjadi populer dalam perang melawan hama, seperti hama serangga di berbagai tanaman, termasuk kapas, tembakau, sayuran, dan buah-buahan. Beberapa senyawa paling terkenal dalam kelompok ini termasuk Parathion, Diazinon, dan Chlorpyrifos.

4. Masalah Keselamatan dan Ekologis

Meskipun insektisida organofosfor efektif, penggunaannya menyebabkan masalah ekologis dan toksikologis baru. Senyawa ini menunjukkan toksisitas tinggi tidak hanya untuk serangga tetapi juga untuk organisme lain, termasuk serangga menguntungkan seperti lebah dan hewan. Volatilitas tinggi dan kemampuan insektisida organofosfor untuk menumpuk dalam ekosistem, mencemari badan tanah dan air, menjadi masalah yang signifikan. Akibatnya, banyak dari senyawa ini menjadi sasaran pembatasan dan larangan di negara-negara tertentu yang dimulai pada akhir 1970-an.

5. Pendekatan dan Tantangan Modern

Saat ini, insektisida organofosfor tetap banyak digunakan; Namun, aplikasi mereka terbatas karena masalah lingkungan dan keselamatan. Masalah dengan resistensi serangga, resistensi terhadap insektisida organofosfor, dan keefektifannya yang menurun telah menjadi perhatian utama dalam perlindungan tanaman modern. Untuk mencegah pengembangan resistensi, para ilmuwan secara aktif mengembangkan senyawa dan metode baru, menggabungkan insektisida organofosfor dengan metode pengendalian hama biologis dan mekanik.

Dengan demikian, sejarah insektisida organofosfor adalah perjalanan dari penemuan revolusioner dan aplikasi yang sukses untuk pengakuan masalah ekologis dan toksikologis mereka, yang mengarah pada pencarian metode perlindungan tanaman yang lebih aman dan lebih berkelanjutan.

Klasifikasi

Insektisida organofosfor dibagi menjadi beberapa kelompok berdasarkan struktur kimia, mekanisme aksi, dan dampak pada serangga. Ini termasuk:

1. Organofosfat - Kelompok insektisida organofosfor yang paling umum, termasuk zat seperti malathion, parathion, dan diazinon. Mereka bekerja dengan menghambat aktivitas asetilkolinesterase, mengganggu penularan impuls saraf pada serangga.
2. Ester fosfo-organik-bahan kimia di mana fosfor terikat pada karbon melalui tautan ester, seperti triexpen dan pyraclophene.
3. Kelas baru senyawa organofosfor - senyawa sintetis, seperti garam isopropilamin dan piperazin, dengan mekanisme aksi spesifik dan resistensi tinggi terhadap kondisi eksternal.

1. Dengan struktur kimia

Insektisida organofosfor dapat diklasifikasikan oleh struktur molekulnya, yang menentukan sifat fisikokimia dan aktivitasnya terhadap spesies serangga yang berbeda.

• Insektisida organofosfor alifatik: Senyawa kimia ini mengandung rantai karbon dalam strukturnya. Contohnya adalah malathion (salah satu produk pertama yang menggunakan senyawa organofosfor untuk melindungi tanaman).
• Insektisida organofosfor aromatik: insektisida ini memiliki cincin aromatik yang mengandung atom fosfor. Contohnya adalah trimethaphos.
• Insektisida organofosfor terklorinasi: Dalam produk ini, fosfor terhubung ke atom klorin. Contohnya adalah chlorpyrifos, yang merupakan insektisida populer berdasarkan senyawa organofosfor.

2. Dengan mekanisme aksi

Mekanisme utama aksi insektisida organofosfor melibatkan menghambat enzim asetilkolinesterase, mengganggu penularan saraf normal dan menyebabkan kelumpuhan serangga. Bergantung pada bagaimana mereka mempengaruhi sistem saraf, organofosfor insektisida dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

• Insektisida yang menghambat asetilkolinesterase: zat-zat ini menghalangi aktivitas asetilkolinesterase, yang mengarah pada akumulasi asetilkolin dalam sinapsis saraf dan gangguan transmisi impuls saraf. Contoh: Malathion, Metamidophos, Chlorpyrifos.
• Insektisida yang mempengaruhi enzim lain: beberapa senyawa organofosfor mempengaruhi enzim lain yang terlibat dalam penularan saraf. Contoh: Dimethoate, Phosphamidon.

3. Menurut durasi aksi

Insektisida organofosfor dapat bervariasi dalam durasi aksi mereka, yang mempengaruhi frekuensi perawatan tanaman dan efisiensi ekonomi.

• Insektisida Bertambung Lama: Produk-produk ini memiliki efek yang langgeng dan dapat mengendalikan populasi hama selama beberapa minggu atau bulan. Contoh: Chlorpyrifos.
• Insektisida Bertambangan Pendek: Produk-produk ini bertindak dengan cepat, tetapi efeknya hilang dengan cepat, membutuhkan perawatan berulang. Contoh: malathion.

4. Dengan area aplikasi

Insektisida Organofosfor dapat diklasifikasikan berdasarkan area aplikasi mereka:

• Insektisida pertanian: Produk-produk ini digunakan untuk melindungi tanaman pertanian dari hama serangga. Contoh: Chlorpyrifos, Malathion.
• Insektisida untuk Perlindungan Kesehatan Masyarakat: Produk-produk ini digunakan untuk menghilangkan vektor penyakit, seperti nyamuk dan kecoak. Contoh: Metamidophos, Malathion.
• Insektisida rumah tangga: Produk-produk ini digunakan untuk menghilangkan hama rumah tangga. Contoh: Dimethoate.

5. Oleh toksisitas

Insektisida organofosfor dapat diklasifikasikan berdasarkan tingkat toksisitasnya kepada manusia, hewan, dan lingkungan:

• Produk yang sangat beracun: Insektisida ini sangat beracun dan dapat menyebabkan keracunan pada manusia dan hewan. Contoh: Metamidophos, Parathion.
• Produk yang cukup beracun: Produk-produk ini memiliki toksisitas sedang, membuatnya kurang berbahaya tetapi masih membutuhkan kehati-hatian saat digunakan. Contoh: malathion.
• Produk Bertulis Rendah: Produk-produk ini memiliki toksisitas yang relatif rendah untuk manusia dan hewan, tetapi mereka masih efektif melawan serangga. Contoh: Dimethoate.

6. Berdasarkan jenis efek

Insektisida organofosfor dapat bertindak baik sebagai kontak atau sistemik:

• Hubungi Insektisida: Produk ini bertindak ketika mereka bersentuhan dengan serangga. Mereka dengan cepat menembus tubuh serangga melalui penutup luarnya. Contoh: malathion.
• Insektisida Sistemik: Produk-produk ini menembus tanaman dan menyebar ke seluruh mereka, memungkinkan mereka untuk mempengaruhi hama yang memakan getah tanaman. Contoh: Fosfamidon.

7. Dengan metode aplikasi

Insektisida organofosfor dapat diklasifikasikan dengan metode aplikasi mereka:

• Produk semprotan: Insektisida ini diterapkan pada tanaman dalam bentuk larutan atau emulsi. Contoh: Chlorpyrifos.
• Produk Tanah: Insektisida ini diterapkan pada tanah sebelum ditanam atau selama pertumbuhan tanaman. Contoh: Metamidophos.

Mekanisme aksi

Bagaimana insektisida mempengaruhi sistem saraf serangga

Insektisida organofosfor memblokir aktivitas asetilkolinesterase, sebuah enzim yang biasanya memecah asetilkolin neurotransmitter dalam sinapsis sel saraf. Hal ini menghasilkan akumulasi asetilkolin, yang menyebabkan stimulasi konstan sel saraf, yang menyebabkan kelumpuhan serangga. Dalam beberapa kasus, insektisida ini juga dapat mempengaruhi saluran natrium dalam sel, mengganggu fungsi sistem saraf normal.

Efek pada metabolisme serangga

Insektisida organofosfor juga dapat mempengaruhi enzim yang terlibat dalam metabolisme serangga. Ini termasuk penghambatan sistem aktivitas antioksidan, yang menyebabkan kerusakan sel dan jaringan. Gangguan metabolisme dapat menyebabkan serangga meninggal karena keracunan oleh produk sampingan metabolik.

Contoh mekanisme aksi molekuler

• Penghambatan Acetylcholinesterase: Sebagian besar insektisida organofosfor bekerja dengan mengikat asetilkolinesterase, menghalangi aktivitasnya, dan mengganggu transmisi neuro.
• Efek pada saluran natrium: Beberapa insektisida organofosfor bekerja pada saluran natrium membran, menyebabkan aktivasi abnormal dan mengakibatkan kelumpuhan serangga.

Contoh produk dalam kelompok ini

Keuntungan dan Kekurangan

Produk seperti malathion, parathion, dan Diazinon sangat efektif melawan berbagai serangga. Mereka dengan cepat membunuh hama dan memiliki spektrum aktivitas yang luas. Namun, mereka juga memiliki kelemahan, seperti toksisitas tinggi terhadap serangga yang menguntungkan (mis. Lebah) dan hewan, serta volatilitas tinggi dan ketahanan terhadap degradasi di lingkungan, yang dapat menyebabkan kontaminasi tanah dan air.

Contoh produk

• Malathion: Digunakan untuk melindungi sayuran, buah-buahan, dan tanaman dalam hortikultura dan pertanian. Efektif melawan kutu daun, thrips, dan hama lainnya.
• Parathion: Digunakan dalam pertanian untuk melindungi terhadap berbagai hama seperti lalat dan kumbang.
• Diazinon: Efektif terhadap banyak hama tanah dan serangga berbahaya seperti larva, thrips, dan lainnya.

Dampak Lingkungan

• Dampak pada serangga yang menguntungkan

Insektisida organofosfor dapat menjadi racun bagi serangga yang bermanfaat seperti lebah dan kepik. Lebah, yang memainkan peran penting dalam penyerbukan, dapat mati saat bersentuhan dengan insektisida, yang mengganggu keseimbangan ekosistem dan mengurangi hasil panen.

• Tingkat pestisida residual di tanah, air, dan tanaman

Beberapa insektisida organofosfor dapat tetap di tanah, air, dan tanaman untuk waktu yang lama. Hal ini dapat menyebabkan kontaminasi lingkungan dan akumulasi zat beracun dalam rantai makanan.

• Fotostabilitas dan degradasi insektisida di alam

Insektisida organofosfor memiliki berbagai fotostabilitas, yang mempengaruhi degradasi mereka di alam. Beberapa zat rusak dengan cepat di bawah sinar matahari, sementara yang lain bertahan di lingkungan dan dapat mencemari ekosistem.

• Biomagnifikasi dan akumulasi dalam rantai makanan

Insektisida organofosfor dapat menumpuk di jaringan tanaman dan hewan, yang mengarah ke biomagnifikasi dalam rantai makanan. Hal ini dapat mengakibatkan akumulasi zat beracun dalam tubuh manusia dan hewan yang mengonsumsi produk yang terkontaminasi.

Masalah resistensi serangga terhadap insektisida

Penyebab resistensi

Serangga dapat mengembangkan resistensi terhadap insektisida organofosfor melalui perubahan genetik yang memungkinkan mereka untuk bertahan hidup setelah terpapar insektisida. Ini dapat terjadi akibat mutasi yang meningkatkan kemampuan serangga untuk memetabolisme atau mengeluarkan zat beracun.

Contoh hama resisten

• Colorado Potato Beetle: Dengan perkembangan resistensi terhadap berbagai insektisida, termasuk produk organofosfor, kumbang kentang Colorado telah menjadi sulit dikendalikan di beberapa daerah.
• APHID: Dalam beberapa kasus, kutu daun telah mengembangkan resistensi terhadap insektisida organofosfor, membuatnya lebih tahan terhadap perawatan.

Metode untuk mencegah resistensi

Untuk mencegah resistensi, penting untuk memutar insektisida dengan berbagai mode aksi, menggunakan perawatan gabungan, dan menerapkan metode kontrol hama biologis dan mekanik.

Penggunaan insektisida yang aman

• Mempersiapkan solusi dan dosis

Saat menggunakan insektisida organofosfor, penting untuk secara ketat mengikuti instruksi tentang kemasan mengenai dosis. Penggunaan berlebihan dapat menyebabkan kontaminasi lingkungan dan resistensi pada hama.

• Menggunakan peralatan pelindung

Peralatan pelindung seperti sarung tangan, topeng, dan kacamata harus dipakai untuk mencegah kontak dengan insektisida pada kulit dan sistem pernapasan.

• Rekomendasi untuk Perawatan Tanaman

Perawatan harus dilakukan di pagi atau sore hari untuk menghindari dampak lebah dan serangga bermanfaat lainnya. Kondisi cuaca seperti tidak adanya hujan dan angin ringan harus diperhitungkan untuk meningkatkan efektivitas perawatan.

• Masa tunggu sebelum memanen

Setelah menerapkan insektisida, penting untuk mengamati masa tunggu sebelum memanen untuk meminimalkan risiko residu pestisida pada tanaman.

Alternatif insektisida kimia

• Insektisida biologis

Menggunakan musuh alami hama, seperti entomofag (serangga predator), dapat menjadi alternatif yang efektif untuk insektisida kimia.

• Insektisida alami

Ada banyak insektisida alami, seperti minyak nimba, infus bawang putih, dan solusi tembakau, yang ramah lingkungan dan aman bagi manusia.

• Perangkap feromon dan metode mekanik lainnya

Perangkap feromon dapat menarik dan menangkap hama, meminimalkan kebutuhan akan perawatan kimia.

Contoh insektisida paling populer dalam grup ini

Risiko dan tindakan pencegahan

• Dampak pada kesehatan manusia dan hewan

Insektisida organofosfor dapat menjadi racun bagi manusia dan hewan, terutama dengan kontak yang berkepanjangan atau penggunaan yang tidak tepat.

• Gejala keracunan insektisida

Keracunan dapat bermanifestasi sebagai sakit kepala, mual, muntah, kelemahan, dan dalam kasus yang parah, kejang dan kehilangan kesadaran.

• Pertolongan Pertama untuk Keracunan

Jika keracunan terjadi, segera lepaskan orang atau hewan dari daerah tersebut, bilas mata dan kulit, dan cari perhatian medis.

Kesimpulan

Insektisida organofosfor adalah cara yang efektif untuk melindungi tanaman dari hama. Namun, penggunaannya membutuhkan kehati-hatian dan kepatuhan terhadap pedoman keselamatan untuk meminimalkan dampak negatif pada kesehatan manusia dan lingkungan.

• Pengingat langkah-langkah keamanan

Mengikuti instruksi, menggunakan peralatan pelindung, dan mengamati periode tunggu sebelum panen adalah langkah-langkah penting untuk penggunaan insektisida yang aman.

• Panggilan untuk penggunaan metode pengendalian hama yang lebih aman dan lebih ramah lingkungan

Penting untuk secara aktif mencari dan menerapkan metode pengendalian hama yang lebih aman dan lebih ramah lingkungan, seperti kontrol biologis dan penggunaan insektisida alami.

Pertanyaan yang Sering Diajukan (FAQ)

Apa insektisida organofosfor?
Insektisida organofosfor adalah sekelompok zat kimia yang mengandung fosfor, yang digunakan untuk membunuh hama serangga. Mereka bekerja dengan menghambat aktivitas enzim asetilkolinesterase, mengganggu transmisi normal impuls saraf pada serangga.

Bagaimana insektisida organofosfor memengaruhi serangga?
Insektisida organofosfor mempengaruhi sistem saraf serangga dengan menghambat asetilkolinesterase, enzim yang memecah asetilkolin neurotransmitter. Hal ini menyebabkan asetilkolin menumpuk dalam sinapsis, yang menyebabkan stimulasi sel saraf, kelumpuhan, dan kematian serangga yang terus menerus.

Insektisida apa yang ada di kelompok organofosfor?
Kelompok ini mencakup produk-produk seperti malathion, parathion, diazinon, dan chlorpyrifos. Zat-zat ini efektif terhadap berbagai hama, termasuk serangga, tungau, dan larva.

Apa keuntungan dari insektisida organofosfor?
Insektisida organofosfor memiliki toksisitas tinggi untuk serangga, membuatnya efektif terhadap berbagai hama. Mereka bertindak dengan cepat, memungkinkan penghapusan ancaman yang cepat terhadap tanaman pertanian.

Apa kelemahan insektisida organofosfor?
Kerugian termasuk toksisitas untuk serangga yang menguntungkan (mis., Lebah), hewan, dan manusia jika tidak diterapkan dengan benar. Mereka juga dapat bertahan di lingkungan, mencemari tanah dan air, yang meningkatkan risiko ekologis.

Bagaimana insektisida organofosfor memengaruhi lingkungan?
Insektisida organofosfor dapat menumpuk di tanah dan air, yang mengarah ke kontaminasi ekosistem. Mereka juga beracun bagi serangga yang menguntungkan, seperti lebah dan serangga predator, mengganggu ekosistem dan mengurangi keanekaragaman hayati.

Apa biomagnifikasi dalam konteks insektisida organofosfor?
Biomagnifikasi adalah proses akumulasi zat beracun, seperti organofosfor insektisida, dalam rantai makanan. Zat-zat ini dapat menumpuk di jaringan hewan dan tumbuhan, meningkatkan konsentrasi mereka saat mereka naik ke rantai makanan.

Bagaimana resistensi serangga terhadap insektisida organofosfor dapat dicegah?
Untuk mencegah resistensi, disarankan untuk memutar produk dengan berbagai mode aksi, menggunakan perawatan gabungan, dan mengikuti dosis yang disarankan dan interval aplikasi untuk menghindari menciptakan kondisi untuk pengembangan resistensi pada hama.

Tindakan keamanan apa yang harus diikuti saat menggunakan insektisida organofosfor?
Saat bekerja dengan insektisida organofosfor, peralatan pelindung (sarung tangan, topeng, kacamata) harus digunakan, dosis harus diikuti, aplikasi harus dilakukan selama waktu yang direkomendasikan, dan interval panen harus diamati untuk meminimalkan tingkat residu pada tanaman.

Apa saja alternatif insektisida organofosfor?
Alternatif meliputi insektisida biologis (entomofag, bakteri, dan jamur), insektisida alami (mis., Minyak Neem, infus bawang putih), dan metode mekanik seperti perangkap feromon dan pestisida organik, yang kurang beracun bagi lingkungan dan organisme yang menguntungkan.