آفتكش ها !!

نيكوتين نيكوتين Nicotine

اين ماده الكالوئيدي است كه از توتون استخراج شده و قابليت حشره‌كشي بسيار جالبي دارد. توتون يكي از اولين گياهاني است كه خاصيت حشره‌كشي آن شناخته شده و بشر از آن براي كنترل حشرات استفاده كرده است به طوريكه اروپائيان در حدود 1690 ميلادي از عصاره آن براي كنترل آفات مكنده استفاده كرده‌اند. بعداً مشخص شد كه مادة مؤثره سمي آن الكالوئيدي به نام نيكوتين مي‌باشد. اولين بار در سال 1763 به عنوان حشره‌كش بكار رفته است. در سال 1824 الكالوئيد آن به صورت خالص استخراج گرديد و در سال 1904 به طريق مصنوعي ساخته شد. نيكوتين چه به صورت خالص و يا به صورت سولفات به عنوان حشره‌كش تماسي و گوارشي و گاهي تدخيني بكار مي‌رود. در بازار با نام تجارتي Black leaf يافت مي‌شود. اين فرآورده تجارتي داراي 40 درصد ماده مؤثره نيكوتين است. با افزودن يك ماده قليايي به اين تركيب، ماده سمي آن يعني نيكوتين آزاد مي‌شود. نيكوتين خالص مايعي بي‌رنگ، بي‌بو و با نقطه جوش 47/2 درجه سانتيگراد است. در مجاورت هوا اكسيده شده و به رنگ قهوه‌اي و تيره درمي‌آيد. بوي نامطبوعي دارد. نيكوتين با آب در دماي پايين‌تر از 6 درجه سانتيگراد قابل اختلاط است و در حلالهاي آلي به خوبي حل مي‌شود.

فرمول شيميايي نيكوتين
نيكوتين به ميزان 1 تا 8 درصد در گياه توتون وجود دارد. براي پستانداران به شدت سمي است. 50LD آن از طريق گوارشي براي موش صحرايي 60ـ50 ميلي‌گرم بر كيلوگرم وزن بدن مي‌باشد. عليه حشرات به ويژه شته‌ها نيز بسيار مؤثر مي‌باشد.

در بين گونه‌هاي مختلف توتون فقط دو گونه Nicotina rostica، Nicotina tabacum به مقدار كافي الكالوئيد نيكوتين دارند.

در برگهاي N. tabacum 2 تا 5 درصد و در N. rostica 5 تا 14 درصد نيكوتين وجود دارد. در گياه توتون 12 نوع الكالوئيد شناسايي شده است و نيكوتين به تنهايي 98 درصد آنها را تشكيل مي‌دهد. الكالوئيدهاي آنابازين و نور نيكوتين از الكالوئيدهاي ديگر گياه توتون هستد كه داراي خاصيت حشره‌كشي مي‌باشند.

مقادير LD50نيكوتين براي تعدادي از جانوران به شرح زير است:

براي زنبور LD50عسل آن 315 ميلي‌گرم بر كيلوگرم، سوسري آمريكايي 650 ميلي‌گرم بر كيلوگرم، كرم ابريشم 40 ميلي‌گرم بر كيلوگرم، سگ و خوك 5 ميلي‌گرم بر كيلوگرم، خرگوش 9 ميلي‌گرم بر كيلوگرم، موش صحرايي 1 ميلي‌گرم بر كيلوگرم.

از مقايسه مقادير LD50فوق معلوم مي‌گردد كه نيكوتين براي مهره‌داران بسياري سمي است زيرا مي‌تواند اعمال استيل كولين را تقليد نمايد يعني آن دسته از اثراتي كه در اثر تزريق استيل كولين در بدن حاصل مي‌شود به وسيله نيكوتين نيز ايجاد مي‌شود. نيكوتين در محل ارتباط عصب با ماهيچه اثر مي‌گذارد و باعث قطع اين ارتباط مي‌شود و در نتيجه فلج ماهيچه را به دنبال دارد. نيكوتين و استيل كولين در مقدار كم باعث افزايش فعاليت و در مقدار زياد باعث قطع فعاليت اعصاب و ماهيچه‌ها مي‌شوند.

شباهت نيكوتين به استيل كولين ناشي از وضعيت فرمول ساختماني آن و نيز فاصله دو اتم نيتروژن است كه اين فاصله در حدود 4.2 انگستروم مي‌باشد كه تقريباً نزديك به فاصله گروههاي عمل كننده مولكول استيل كولين است لذا بر اساس اين شباهت نيكوتين گيرنده‌هاي استيل كولين را مورد حمله قرار مي‌دهد. نيكوتين روي سيناپس گانگليوني حشرات و سيناپس عصبي ماهيچه‌اي پستانداران به صورت انتخابي عمل مي‌كند و ساير گيرنده‌هاي شناخته شده استيل كولين را مورد حمله قرار نمي‌دهد. مسموميت از نيكوتين با استفاده از داروهاي ضد تشنج نظير دي پاركول و پان پارنيت درمان مي‌شود.

در پستانداران نيكوتين توسط ميكروزومهاي كبدي متابوليزه شده و از طريق ادرار دفع مي‌گردد. متابوليت اصلي آن در انسان و سگ پيريدي لاكتيك اسيد و در مرحله بعدي كوتينين مي‌باشد ولي در حشرات كوتينين متابوليت اصلي بوده و يك ماده غير سمي است.

در حشراتي نظير ملخها، مگس خانگي و سوسك توتون نيكوتين به مقدار زياد متابوليزه مي‌شود ولي لارو حشرات ديگر نظير نيكوتين را متابوليزه نمي‌كنند بلكه آن را دفع مي‌نمايند در نتيجه به نيكوتين حساس نمي‌باشند. عدم حساسيت شته سبز هلو به نيكوتين در موقع تغذيه از برگهاي توتون به اين دليل است كه آفت در موقع تغذيه از سلولهاي مجاور آوندها تغذيه مي‌نمايد و از تغذيه مستقيم شيره آوندهاي چوب و آبكش خودداري مي‌كند زيرا آزمايشات نشان داده‌اند كه شته در تغذيه از غذاي مصنوعي حاوي نيكوتين سريعاً از بين مي‌رود. اين مطلب يكي از دلايل بارز سازگاري حشره در دوري جستن از يك ماده سمي است.

نيكوتين امروزه در بازار به فرم تجارتي سولفات نيكوتين موجود است. از سولفات نيكوتين امولسيون روغني تهيه شده و در مبارزه با شته‌ها بكار مي‌رود. فرمول زير براي كنترل شته كلم پيشنهاد مي‌شود:

پارافين مايع 1 ليتر

مويان 100 گرم

سولفات نيكوتين 200 گرم

آب 100 ليتر

ابتدا روغن و مويان را با كمي آب مخلوط كرده، سپس سولفات نيكوتين را به آن اضافه مي‌نمايند، بعد مواد ديگر به آن اضافه مي‌شود. نيكوتين سميت بسيار زيادي براي انسان و ديگر پستانداران دارد. نيكوتين اثر سمي خاصي دارد به فاصله 5 تا 30 دقيقه سبب مرگ مي‌ِود. نيكوتين از روي زبان. داخل چشم به سرعت جذب مي‌گردد همچنين از راه معده و پوست به آساني جذب و موجب مسموميت مي‌شود بنابراين بايد در كاربرد آن نهايت دقت صورت گيرد.

نظر به اينكه اثر سمي اين ماده پس از مدت كوتاهي در مجاورت هوا از بين مي‌رود اين سم براي كنترل آفات سبزي و صيفي سم بسيار مناسبي است و محصول را پس از مدت كوتاهي با اطمينان مي‌توان مصرف نمود

نور نيكوتين نور نيكوتين Nornicotine

فرم L نور نيكوتين حدود 95 درصد الكالوئيدهاي موجود در گونه‌اي از تنباكو به نام Nicotina sylvestris را شامل مي‌شود. فرم d و dL نور نيكوتين در گونه گياهي به نام Dubosia hopwodii كه در استراليا رشد مي‌كند به مقادير متفاوت وجود دارد.

فرم خالص اين ماده، مايعي بي‌رنگ، با نقطه جوش 270 تا 271 درجه سانتيگراد است و نسبت به نيكوتين در محيط پايداري بيشتري دارد و وقتي در معرض هوا قرار مي‌گيرد رنگ و بوي نامطلوبي به خود نمي‌گيرد. خاصيت تدخيني آن كمتر از نيكوتين بوده و سميت آن براي تعداد زيادي از حشرات بيشتر از نيكوتين است ولي براي پستانداران مشابه نيكوتين عمل مي‌نمايد.

پيرترين پيرترين Pyrethrin

دومين گروه از حشره‌كشهاي گياهي گروه پيرتروئيدها هستند. حداقل داراي شش تركيب حشره‌كش بوده. مي‌توان اين تركيب را به نسبت 1 تا 2 درصد در گلهاي خشك شده گياهان خانواده Compositae و از گونه‌هاي جنس Chrysanthemum نظير گونه‌هاي C.occineum و c.cinerariaefolium به دست آورد. طبق گزارش مركز تجارت جهاني در سال 1976 مبداء اين گياه ايران بوده و از ايران به ناحيه قفقاز و سپس به يوگسلاوي برده شده است. بين دو جنگ جهاني اول و دوم ژاپن توليد كننده اصلي اين گياه بوده است. ولي امروزه كشورهايي نظير كنيا، تانزانيا، رواندا، فيليپين و برزيل از توليد كنندگان عمده آن هستند. به طور متوسط نژادهاي اصلاح شده ژاپني حدود 1 تا 3 درصد ماده مؤثر دارند. از پودر گلهاي گياه پيرتر از سال 1800 به بعد به عنوان حشره‌كش استفاده شده است. در سال 1851 در تمام دنيا مصرف آن متداول شد. پيرترين براي انسان تقريباً غير سمي است به طوريكه LD50آن 1500 ميلي‌گرم بر كيلوگرم وزن براي بدن موش صحرايي مي‌باشد ولي براي حشرات فوق‌العاده سمي است.

گياهان ديگري نيز از اين جنس وجود دارد كه داراي مقدار كمي پيرترين مي‌باشند. دو گونه زير مثال خوبي از آنهاست:

1. Chrysanthemum roseum

2. C. carneum

ماده مؤثره پيرترم مخلوطي از استرها است كه فوجي تاني آنرا پيرترون نام نهاد.

امروزه ماده مؤثر آنرا مي‌توان به وسيله حلالهايي نظير نفت سفيد، اتيلن دي كلرايد، اسيد استيك خالص، الكل و استون استخراج كرد. مواد استخراج شده را مي‌توان به وسيله تقطير تغليظ نمود. شش ماده مؤثر جدا شده همه آنها مايع و داراي نقطه جوش بالا و بنامهاي پيرترين I، پيرترين II، سينرين‌هاي 1 و 2 و جازمولين‌هاي 1 و 2 مي‌باشد

روتنون Rotenone

روتنون ماده حشره‌كشي است كه در ريشه برخي از گياهان خانواده بقولات يافت مي‌شود. از اين گياهان مي‌توان Deris elliptica و D. malacensis را در هندوستان و Lonchocarpas utilis و L.uruca را در آمريكاي جنوبي نام برد كه در بين اين گياهان جنس Deris سميت بيشتري براي ماهي‌ها و حشرات دارد. ريشه اين گياهان از سال 1847 براي مبارزه با حشرات برگخوار مورد استفاده قرار گرفته است. ريشه آنها بين 0.2 تا 0.15 درصد روتنون دارد.

قبل از اينكه خواص حشره‌كشي اين گياه مشخص شود ماهي‌گيران مناطق حاره عصاره ريشه اين گياهان را براي صيد بكار مي‌بردند. براي اين منظور گياهان مذكور را براي مدتي خيسانده و سپس آنها را جوشانده و عصاره حاصله را در محيطهاي بسته و راكد رودخانه‌ها مي‌ريختند و بدين صورت سبب مسموم شدن ماهي‌ها مي‌شدند و سپس آنها صيد مي‌كردند.

روتنون خالص به صورت بلورهاي سفيد مايل به زرد و با نقطه ذوب 163 درجه سانتيگراد است. در آب غير محلول و در مجاورت هوا، نور و گرما به سرعت خاصيت سمي خود را از دست مي‌دهد و به رنگ قرمز درمي‌آيد. اين حشره‌كش از طريق گوارشي و تماسي تأثير مي‌گذارد. روتنون از راه گوارش براي انسان و دام سميت كمتري دارد. بر روي گياهان هيچگونه عوارضي نظير ايجاد سوختگي ندارد در حاليكه روي حشرات بسيار سمي است.

روتنون با كليه حشره‌كش‌هاي قليايي ناسازگار بوده و بايد از مخلوط كردن آن با مخلوط بردو، پلي سولفورها خودداري شود. همچنين روتنون نسبت به نور حساس مي‌باشد. مي‌توان ريشه گياهان جنس Deris را در آفتاب خشك نموده و سپس به صورت پودر نرمي در آورد. از اين پودر 4 تا 5 درصد روتنون به دست مي‌آيد. از پودري كه داراي 4 تا 5 درصد روتنون باشد مي‌توان يك تا دو كيلو را با 400 ليتر آب مخلوط كرده و در سمپاشي بر عليه آفات سبزيجات استفاده نمود. اين ماده سمي روي حشرات مكنده و جونده به طريق تماسي بسيار مؤثر است و حداكثر تا 7 روز خاصيت سمي خود را حفظ مي‌كند.

براي سهولت در استخراج مي‌توان از حلالهاي آلي نظير كلروفرم، كلروبنزن، كلرواتيلن بنزن استفاده كرد. در سمپاشي بايد روتنون 0.0005 درصد تا0.25 درصد روتنون خالص داشته باشد تا خاصيت ايده‌آل حشره‌كشي ايجاد نمايد.

LD50 حاد دهاني اين سم براي موشها 1500ـ132 ميلي‌گرم بر كيلوگرم، براي خرگوش 3000 ميلي‌گرم بر كيلوگرم و براي انسان 0.3-0.5 ميلي‌گرم بر كيلوگرم است. روتنون براي زنبور عسل خطرناك نمي‌باشد.

نحوه اثر

روتنون از جمله سمومي است كه علاوه بر تأثير روي اعصاب يك مهار كننده قوي متابوليكي نيز مي‌باشد. سميت آن از طريق مهار نمودن متابوليسم تنفسي بوده و در واقع سبب اختلال در سيستم انتقال الكترون بين DPNH يا دي فسفر پيريدين نوكلئوتيد و NADH يا سيتوكروم b مي‌شود. اين سم سبب قطع زنجيره تنفسي در سيتوكروم b مي‌گردد.

به طور كلي مسموميت از روتنون فرآيند بسيار بطئي است. در ابتدا باعث فلج شدن قطعات دهاني و ديگر اندامهاي حركتي مي‌گردد و سپس بيهوش شدن و مرگ تدريجي فرا مي‌رسد. در بسياري از موارد پس از قطع علائم حياتي، قلب همچنان به كار خود تا مدتي ادامه مي‌دهد.

روتنون در اثر متابوليسم و هيدروكسيله شدن به روتنولون I و روتنولون II تبديل مي‌شود. در كبد موشها و در بدن حشرات حلقه فوران تحت تأثير آنزيمها گسسته مي‌شود و يك گروه متوكسي باقي مي‌ماند. نوعي الكل از اكسيداسيون يك گروه كتيل از بقاياي ايزوپروپنيل به دست مي‌آيد كه از متابوليتهاي آن به شمار مي‌آيد.

موارد استفاده

روتنون جزء حشره‌كش‌هاي عمومي است و موارد استفاده آن مانند نيكوتين مي‌باشد با اين تفاوت كه اثر آن روي شته‌ها كمتر از نيكوتين است ولي بر روي لارو پروانه‌ها و سخت بالپوشان بيشتر از نيكوتين مؤثر مي‌باشد. مسموميت از روتنون بسيار بطئي بوده و معمولاً پس از 24 تا 48 ساعت ظاهر مي‌شود. مسموميت قطعي است و حشراتي كه مسموم شده باشند دوباره زنده نمي‌شوند