Insecticides organophosphorus

Les insecticides organophosphores (OPIS) sont un groupe de substances chimiques contenant du phosphore dans leurs molécules, largement utilisées pour protéger les plantes de divers ravageurs. Ces insecticides fonctionnent en inhibant les enzymes essentielles dans le corps de l'insecte, conduisant à la paralysie et à la mort des ravageurs. Ils ont eu un impact significatif sur l'agriculture, offrant une protection efficace contre un large éventail d'insectes.

Objectifs et importance dans l'agriculture et l'horticulture

L'objectif principal d'utiliser des insecticides organophosphores est d'augmenter la productivité agricole en protégeant les plantes contre les ravageurs tels que les insectes, les acariens et autres parasites. Dans l'horticulture et le jardinage, ils sont utilisés pour protéger les cultures telles que les fruits, les légumes et les plantes ornementales. Ces insecticides réduisent considérablement les dommages causés par les insectes ravageurs, conduisant à une meilleure qualité et à des rendements de culture plus importants.

Pertinence du sujet

L'étude et l'utilisation appropriée des insecticides organophosphores sont un sujet pertinent, car l'utilisation efficace et sûre de ces produits nécessite une attention particulière. Une utilisation ou une sur-application incorrecte peut entraîner une résistance dans les insectes, ainsi que sur un impact négatif sur l'environnement et la santé humaine. La conscience des insecticides organophosphores est importante pour minimiser les risques et assurer la durabilité agricole.

L'histoire des insecticides organophosphores (OPIS)

Les insecticides organophosphores (OPIS) jouent un rôle clé dans la lutte contre les ravageurs et constituent une partie importante de l'agriculture et de la foresterie. Leur histoire a commencé dans la première moitié du 20e siècle lorsque les scientifiques ont commencé à explorer les composés organophosphores, visant à créer des agents de protection des plantes plus efficaces et plus durables.

1. Recherches et découvertes précoces

La première vague d'intérêt pour les composés organophosphores s'est produite dans les années 1930 lorsque les scientifiques ont commencé à explorer les produits chimiques contenant du phosphore comme moyen potentiel de détruire les insectes ravageurs. Les premières expériences avec des composés organophosphores se sont concentrées sur le développement de alternatives plus sûres aux insecticides organochlorés, tels que le DDT. À cette époque, les produits chimiques contenant du phosphore ont démontré une toxicité élevée pour les insectes, ce qui en fait des agents de protection potentiellement efficaces.

2. Les premiers insecticides organophosphores réussis commercialement

Dans les années 40, au milieu de la Seconde Guerre mondiale, les composés organophosphores ont attiré l'attention des militaires en tant qu'agents chimiques pour lutter contre les ravageurs, y compris les insectes. Après la guerre, la recherche commerciale basée sur les développements militaires a commencé, visant à appliquer des insecticides organophosphores en agriculture. En 1947, le premier insecticide commercial organophosphore - malathion - est apparu, devenant rapidement populaire en raison de sa forte efficacité contre un large éventail d'insectes. Il a été utilisé dans l'agriculture et pour protéger la santé humaine contre les maladies transmises par les insectes.

3. Développement et utilisation

Depuis le début des années 1950, les insecticides organophosphores sont devenus largement utilisés dans l'agriculture. Ils ont fourni une toxicité plus élevée aux insectes que beaucoup de composés organochlorés précédemment utilisés, tels que le DDT. Les OPIS sont devenus populaires dans la lutte contre les parasites, comme les insectes ravageurs sur diverses cultures, notamment le coton, le tabac, les légumes et les fruits. Certains des composés les plus connus de ce groupe comprennent le parathion, le diazinon et le chlorpyrifos.

4. Problèmes de sécurité et écologiques

Bien que les insecticides organophosphores soient efficaces, leur utilisation a conduit à de nouveaux problèmes écologiques et toxicologiques. Ces composés présentaient une toxicité élevée non seulement pour les insectes mais aussi pour d'autres organismes, y compris des insectes bénéfiques comme les abeilles et les animaux. La volatilité élevée et la capacité des insecticides organophosphores à s'accumuler dans les écosystèmes, polluant les sols et les plans d'eau, sont devenus des problèmes importants. En conséquence, bon nombre de ces composés ont été soumis à des restrictions et à des interdictions dans certains pays à partir de la fin des années 1970.

5. Approches et défis modernes

Aujourd'hui, les insecticides organophosphores restent largement utilisés; Cependant, leur demande est limitée en raison de problèmes environnementaux et de sécurité. Les problèmes de résistance aux insectes, de résistance aux insecticides organophosphores et de leur efficacité en baisse sont devenus des préoccupations majeures dans la protection moderne des plantes. Pour éviter le développement de la résistance, les scientifiques développent activement de nouveaux composés et méthodes, combinant des insecticides organophosphores avec des méthodes de lutte biologique et mécanique.

Ainsi, l'histoire des insecticides organophosphores est un voyage à partir des découvertes révolutionnaires et des applications réussies à la reconnaissance de leurs problèmes écologiques et toxicologiques, ce qui a conduit à la recherche de méthodes de protection des plantes plus sûres et plus durables.

Classification

Les insecticides organophosphores sont divisés en plusieurs groupes en fonction de la structure chimique, du mécanisme d'action et de l'impact sur les insectes. Ceux-ci incluent:

1. Organophosphates - Le groupe le plus courant d'insecticides organophosphores, y compris des substances telles que le malathion, le parathion et le diazinon. Ils travaillent en inhibant l'activité de l'acétylcholinestérase, perturbant la transmission des impulsions nerveuses chez les insectes.
2. Esters phospho-organiques - produits chimiques où le phosphore est lié au carbone via une liaison d'ester, comme le triexpen et le pyraclophène.
3. De nouvelles classes de composés organophosphores - composés synthétiques, tels que les sels d'isopropylamine et les pipérazines, avec des mécanismes d'action spécifiques et une forte résistance aux conditions externes.

1. Par structure chimique

Les insecticides organophosphores peuvent être classés par la structure de leurs molécules, qui détermine leurs propriétés physicochimiques et leur activité contre différentes espèces d'insectes.

• Insecticides d'organophosphore aliphatique: ces composés chimiques contiennent des chaînes de carbone dans leur structure. Un exemple est le malathion (l'un des premiers produits utilisant des composés organophosphores pour protéger les plantes).
• Insecticides organophosphores aromatiques: ces insecticides ont un cycle aromatique contenant des atomes de phosphore. Un exemple est les triméthaphes.
• Insecticides organophosphores chlorés: Dans ces produits, le phosphore est lié aux atomes de chlore. Un exemple est le chlorpyrifos, qui est un insecticide populaire basé sur des composés organophosphores.

2. Par mécanisme d'action

Le principal mécanisme d'action des insecticides organophosphores consiste à inhiber l'enzyme acétylcholinestérase, à perturber la transmission nerveuse normale et à provoquer la paralysie des insectes. Selon la façon dont ils affectent le système nerveux, les insecticides organophosphores peuvent être classés comme suit:

• Insecticides qui inhibent l'acétylcholinestérase: ces substances bloquent l'activité de l'acétylcholinestérase, conduisant à l'accumulation d'acétylcholine dans les synapses nerveuses et la perturbation de la transmission des impulsions nerveuses. Exemples: Malathion, métamidophos, chlorpyrifos.
• Les insecticides affectant d'autres enzymes: certains composés organophosphores affectent d'autres enzymes impliquées dans la transmission nerveuse. Exemples: diméthoate, phosphamidon.

3. Par durée d'action

Les insecticides organophosphores peuvent varier dans leur durée d'action, ce qui affecte la fréquence des traitements végétaux et l'efficacité économique.

• Insecticides à action prolongée: ces produits ont un effet durable et peuvent contrôler les populations de ravageurs pendant plusieurs semaines ou mois. Exemple: chlorpyrifos.
• Insecticides à action à court terme: ces produits agissent rapidement, mais leur effet disparaît rapidement, nécessitant des traitements répétés. Exemple: Malathion.

4. Par zone de demande

Les insecticides organophosphores peuvent être classés en fonction de leur domaine d'application:

• Insecticides agricoles: Ces produits sont utilisés pour protéger les cultures agricoles des insectes ravageurs. Exemple: Chlorpyrifos, Malathion.
• Insecticides pour la protection de la santé publique: ces produits sont utilisés pour éliminer les vecteurs de la maladie, tels que les moustiques et les cafards. Exemple: Metamidophos, Malathion.
• Insecticides ménagers: Ces produits sont utilisés pour éliminer les ravageurs des ménages. Exemple: diméthoate.

5. Par toxicité

Les insecticides organophosphores peuvent être classés par leur niveau de toxicité pour les humains, les animaux et l'environnement:

• Produits hautement toxiques: ces insecticides sont très toxiques et peuvent provoquer une empoisonnement chez l'homme et les animaux. Exemples: Metamidophos, Parathion.
• Produits modérément toxiques: ces produits ont une toxicité modérée, les rendant moins dangereuses mais nécessitant une prudence lorsqu'ils sont utilisés. Exemple: Malathion.
• Produits à faible toxicité: ces produits ont une toxicité relativement faible pour les humains et les animaux, mais ils sont toujours efficaces contre les insectes. Exemple: diméthoate.

6. Par type d'effet

Les insecticides organophosphores peuvent agir soit comme contact ou systémique:

• Contactez les insecticides: ces produits agissent lorsqu'ils entrent en contact avec un insecte. Ils pénètrent rapidement le corps de l'insecte par son revêtement extérieur. Exemple: Malathion.
• Insecticides systémiques: Ces produits pénètrent dans les plantes et se propagent dans tous, leur permettant d'affecter les ravageurs qui se nourrissent de la sève de la plante. Exemple: phosphamidon.

7. Par méthode d'application

Les insecticides organophosphores peuvent être classés par la méthode de leur application:

• Produits de pulvérisation: Ces insecticides sont appliqués aux plantes sous forme de solutions ou d'émulsions. Exemple: chlorpyrifos.
• Produits du sol: Ces insecticides sont appliqués au sol avant la plantation ou pendant la croissance des plantes. Exemple: Metamidophos.

Mécanisme d'action

Comment les insecticides affectent le système nerveux des insectes

Les insecticides organophosphores bloquent l'activité de l'acétylcholinestérase, une enzyme qui décompose normalement le neurotransmetteur acétylcholine dans les synapses des cellules nerveuses. Il en résulte l'accumulation d'acétylcholine, ce qui provoque une stimulation constante des cellules nerveuses, entraînant une paralysie de l'insecte. Dans certains cas, ces insecticides peuvent également affecter les canaux sodiques dans les cellules, perturbant le fonctionnement normal du système nerveux.

Effet sur le métabolisme des insectes

Les insecticides organophosphores peuvent également affecter les enzymes impliquées dans le métabolisme des insectes. Cela comprend l'inhibition du système d'activité antioxydante, entraînant des lésions cellulaires et tissulaires. La perturbation du métabolisme peut faire mourir l'insecte de l'empoisonnement par des sous-produits métaboliques.

Exemples de mécanismes d'action moléculaires

• Inhibition de l'acétylcholinestérase: La plupart des insecticides organophosphores fonctionnent en se liant à l'acétylcholinestérase, en bloquant son activité et en perturbant la neuro-transmission.
• Effet sur les canaux sodiques: certains insecticides organophosphores agissent sur les canaux de sodium membranaires, provoquant leur activation anormale et entraînant une paralysie des insectes.

Exemples de produits dans ce groupe

Avantages et inconvénients

Des produits comme le malathion, le parathion et le diazinon sont très efficaces contre un large éventail d'insectes. Ils tuent rapidement les ravageurs et ont un large éventail d'activités. Cependant, ils ont également des inconvénients, comme une toxicité élevée pour les insectes bénéfiques (par exemple, les abeilles) et les animaux, ainsi qu'une volatilité élevée et une résistance à la dégradation de l'environnement, ce qui peut entraîner une contamination du sol et de l'eau.

Exemples de produits

• Malathion: Utilisé pour protéger les légumes, les fruits et les cultures en horticulture et en agriculture. Efficace contre les pucerons, les thrips et autres ravageurs.
• Parathion: utilisé dans l'agriculture pour se protéger contre un large éventail de ravageurs tels que les mouches et les coléoptères.
• Diazinon: efficace contre de nombreux ravageurs du sol et insectes nocifs tels que les larves, les thrips et autres.

Impact environnemental

• Impact sur les insectes bénéfiques

Les insecticides organophosphores peuvent être toxiques pour les insectes bénéfiques tels que les abeilles et les coccinelles. Les abeilles, qui jouent un rôle important dans la pollinisation, peuvent mourir au contact de l'insecticide, ce qui perturbe l'équilibre de l'écosystème et réduit les rendements des cultures.

• Niveaux de pesticides résiduels dans le sol, l'eau et les plantes

Certains insecticides organophosphores peuvent rester dans le sol, l'eau et les plantes pendant de longues périodes. Cela peut entraîner une contamination environnementale et l'accumulation de substances toxiques dans les chaînes alimentaires.

• Photostabilité et dégradation des insecticides dans la nature

Les insecticides organophosphores ont une photostabilité variable, ce qui affecte leur dégradation dans la nature. Certaines substances se décomposent rapidement sous la lumière du soleil, tandis que d'autres persistent dans l'environnement et peuvent contaminer les écosystèmes.

• Biomagnification et accumulation dans les chaînes alimentaires

Les insecticides organophosphores peuvent s'accumuler dans les tissus des plantes et des animaux, entraînant une biomagnification dans les chaînes alimentaires. Cela peut entraîner l'accumulation de substances toxiques dans le corps des humains et des animaux consommant des produits contaminés.

Le problème de la résistance aux insectes aux insecticides

Causes de résistance

Les insectes peuvent développer une résistance aux insecticides organophosphores par des changements génétiques qui leur permettent de survivre après l'exposition à l'insecticide. Cela peut résulter de mutations qui augmentent la capacité des insectes à métaboliser ou à excréter les substances toxiques.

Exemples de ravageurs résistants

• Colorado Potato Beetle: Avec le développement de la résistance à divers insecticides, y compris les produits organophosphores, le scarabée de pomme de terre du Colorado est devenu difficile à contrôler dans certaines régions.
• Pamides: Dans certains cas, les pucerons ont développé une résistance aux insecticides organophosphores, les rendant plus résistants aux traitements.

Méthodes pour empêcher la résistance

Pour éviter la résistance, il est important de faire tourner les insecticides avec différents modes d'action, d'utiliser des traitements combinés et d'appliquer des méthodes de lutte biologique et mécanique des parasites.

Utilisation sûre des insecticides

• Préparer des solutions et des dosages

Lorsque vous utilisez des insecticides organophosphores, il est important de suivre strictement les instructions sur l'emballage concernant les doses. La surutilisation peut entraîner une contamination et une résistance environnementales chez les ravageurs.

• Utilisation d'équipements de protection

Les équipements de protection tels que les gants, les masques et les lunettes doivent être portés pour empêcher le contact avec les insecticides sur la peau et le système respiratoire.

• Recommandations pour le traitement des plantes

Le traitement doit être effectué tôt le matin ou le soir pour éviter d'avoir un impact sur les abeilles et autres insectes bénéfiques. Des conditions météorologiques telles que l'absence de pluie et de vents légers doivent être prises en compte pour améliorer l'efficacité du traitement.

• Périodes d'attente avant la récolte

Après avoir appliqué des insecticides, il est important d'observer les périodes d'attente avant la récolte pour minimiser le risque de résidus de pesticides dans les cultures.

Alternatives aux insecticides chimiques

• Insecticides biologiques

L'utilisation d'ennemis naturels des ravageurs, tels que des entomophages (insectes prédateurs), peut être une alternative efficace aux insecticides chimiques.

• Insecticides naturels

Il existe de nombreux insecticides naturels, tels que l'huile de neem, les perfusions à l'ail et les solutions de tabac, qui sont écologiques et sûres pour l'homme.

• Pièges de phéromone et autres méthodes mécaniques

Les pièges à phéromones peuvent attirer et capturer des ravageurs, minimisant le besoin de traitements chimiques.

Exemples des insecticides les plus populaires de ce groupe

Risques et précautions

• Impact sur la santé humaine et animale

Les insecticides organophosphores peuvent être toxiques pour les humains et les animaux, en particulier avec un contact prolongé ou une mauvaise utilisation.

• Symptômes d'intoxication aux insecticides

L'empoisonnement peut se manifester comme des maux de tête, des nausées, des vomissements, de la faiblesse et dans des cas graves, des convulsions et une perte de conscience.

• Premiers soins pour l'empoisonnement

Si l'empoisonnement se produit, retirez immédiatement la personne ou l'animal de la zone, rincez les yeux et la peau et consultez un médecin.

Conclusion

Les insecticides organophosphores sont un moyen efficace de protéger les plantes des ravageurs. Cependant, leur utilisation nécessite la prudence et l'adhésion aux directives de sécurité pour minimiser les impacts négatifs sur la santé humaine et l'environnement.

• Rappel des mesures de sécurité

Les instructions suivantes, l'utilisation de l'équipement de protection et l'observation des périodes d'attente avant la récolte sont des mesures importantes pour l'utilisation sûre des insecticides.

• Appelez pour l'utilisation de méthodes de lutte contre les ravageurs plus sûres et plus écologiques

Il est important de rechercher et de mettre en œuvre activement des méthodes de lutte antiparasitaire plus sûres et plus écologiques, telles que le contrôle biologique et l'utilisation d'insecticides naturels.

Questions fréquemment posées (FAQ)

Que sont les insecticides organophosphores?
Les insecticides organophosphores sont un groupe de substances chimiques contenant du phosphore, utilisées pour tuer les insectes ravageurs. Ils travaillent en inhibant l'activité de l'enzyme acétylcholinestérase, perturbant la transmission normale des impulsions nerveuses chez les insectes.

Comment les insecticides organophosphores affectent-ils les insectes?
Les insecticides organophosphores affectent le système nerveux des insectes en inhibant l'acétylcholinestérase, l'enzyme qui décompose le neurotransmetteur acétylcholine. Cela provoque l'accumulation d'acétylcholine en synapses, conduisant à une stimulation continue des cellules nerveuses, à la paralysie et à la mort de l'insecte.

Quels sont les insecticides dans le groupe organophosphore?
Ce groupe comprend des produits tels que le malathion, le parathion, le diazinon et le chlorpyrifos. Ces substances sont efficaces contre divers parasites, notamment des insectes, des acariens et des larves.

Quels sont les avantages des insecticides organophosphores?
Les insecticides organophosphores ont une toxicité élevée pour les insectes, ce qui les rend efficaces contre un large éventail de ravageurs. Ils agissent rapidement, permettant une élimination rapide des menaces contre les cultures agricoles.

Quels sont les inconvénients des insecticides organophosphores?
Les inconvénients incluent la toxicité pour les insectes bénéfiques (par exemple, les abeilles), les animaux et les humains, si ce n'est pas appliqué correctement. Ils peuvent également persister dans l'environnement, contaminant le sol et l'eau, ce qui augmente les risques écologiques.

Comment les insecticides organophosphores affectent-ils l'environnement?
Les insecticides organophosphores peuvent s'accumuler dans le sol et l'eau, conduisant à une contamination des écosystèmes. Ils sont également toxiques pour les insectes bénéfiques, tels que les abeilles et les insectes prédateurs, perturbant l'écosystème et réduisant la biodiversité.

Qu'est-ce que la biomagnification dans le contexte des insecticides organophosphores?
La biomagnification est le processus d'accumulation de substances toxiques, telles que les insecticides organophosphores, dans les chaînes alimentaires. Ces substances peuvent s'accumuler dans les tissus des animaux et des plantes, augmentant leur concentration à mesure qu'ils remontent la chaîne alimentaire.

Comment prévenir la résistance des insectes aux insecticides organophosphorus?
Pour éviter la résistance, il est recommandé de faire tourner les produits avec différents modes d'action, d'utiliser des traitements combinés et de suivre les doses et les intervalles d'application recommandés pour éviter de créer des conditions pour le développement de la résistance dans les ravageurs.

Quelles mesures de sécurité doivent être suivies lors de l'utilisation d'insecticides organophosphores?
Lorsque vous travaillez avec des insecticides organophosphores, l'équipement de protection (gants, masques, lunettes) doit être utilisé, les doses doivent être suivies, les applications doivent être apportées pendant les temps recommandés et les intervalles de récolte doivent être observés pour minimiser les niveaux de résidus dans les cultures.

Quelles sont les alternatives aux insecticides organophosphores?
Les alternatives comprennent les insecticides biologiques (entomophages, bactéries et champignons), les insecticides naturels (par exemple, l'huile de neem, les perfusions à l'ail) et les méthodes mécaniques comme les pièges à phéromones et les pesticides organiques, qui sont moins toxiques pour l'environnement et les organismes bénéfiques.