Thuốc trừ sâu

Thuốc trừ sâu là một loại chất được sử dụng để chống côn trùng. Chúng bao gồm các thuốc diệt trứng và thuốc diệt ấu trùng để diệt trứng và ấu trùng của côn trùng. Các loại thuốc trừ sâu được sử dụng trong nông nghiệp, y tế, công nghiệp và gia đình. Việc sử dụng thuốc trừ sâu được cho là một trong các yếu tố chính dẫn tới sự gia tăng sản lượng nông nghiệp trong thế kỷ 20. Gần như tất cả các loại thuốc trừ sâu đều có nguy cơ làm thay đổi lớn các hệ sinh thái; nhiều loại thuốc trừ sâu độc hại với con người; và các loại khác tích tụ lại trong chuỗi thức ăn.

Các hợp chất organochlorine

Các tính chất diệt côn trùng nổi bật nhất của hạng thuốc trừ sâu này, DDT, được thực hiện bởi Nhà khoa học người Thuỵ Sĩ Paul Műller. Vì phát minh này, ông đã được trao Giải Nobel Sinh học và Y tế năm 1948. DDT được đưa ra thị trường năm 1944. Với sự xuất hiện của ngành công nghiệp hoá chất hiện đại, đã có thể chế tạo các chlorinated hydrocarbon. DDT hoạt động bằng cách mở các kênh natri trong các tế báo thần kinh của côn trùng.

Organophosphates

Hạng lớn tiếp sau được phát triển là các loại thuốc trừ sâu organophosphate, kết hợp các acetylcholinesterase và các cholinesterases khác. Hỗn hợp này làm vỡ các xung thần kinh, giết hại côn trung hay cản trở khả năng thực hiện các chức năng thông thường của nó. Các loại thuốc trừ sâu organophosphate và các chất độc thần kinh hoá học trong chiến tranh (như sarin, tabun, soman và VX) hoạt động theo cùng cách. Các organophosphate có một tác động độc hại phụ tới động vật hoang dã, vì thế việc tiếp xúc nhiều với nó làm tăng khả năng nhiễm độc.

Carbamates

Các loại thuốc trừ sâu carbamate có các cơ cấu độc hại tương tự organophosphates, nhưng có giai đoạn hoạt động ngắn hơn và vì thế ít độc hại hơn.

Pyrethroids

Để bắt chước hoạt động chống côn trùng của hợp chất tự nhiên pyrethrum một hạng thuốc trừ sâu khác, thuốc trừ sâu pyrethroid, đã được phát triển. Chúng không có tác động dai dẳng và ít độc hơn loại organophosphates và carbamates. Các hợp chất trong nhóm này thường được dùng chống lại các loại côn trùng sống trong nhà.

Neonicotinoids

Các neonicotinoid là các hợp chất tương tự loại nicotine trừ sâu tự nhiên (với độc tính thấp hơn nhiều với các loài có vú và khả năng tồn tại lâu hơn ngoài đồng ruộng). Các loại thuốc trừ sâu phổ rộng ngấm qua cơ thể với khả năng tác động nhanh (phút-giờ). Chúng được sử dụng bằng cách phun, làm ướt, xử lý hạt giống và đất – thường như các loại thay thế cho organophosphates và carbamates. Các loài côn trùng đã bị xử lý thuốc thường run chi, chuyển động cánh nhanh, stylet withdrawal (aphids), di chuyển vô hướng, liệt và chết.

Các loại thuốc trừ sâu sinh vật

Những nỗ lực gần đây để làm giảm mức độc hại rộng tới môi trường đã khiến các loại thuốc trừ sâu sinh học lại được đề cao. Một ví dụ là sự phát triển và gia tăng sử dụng Bacillus thuringiensis, một loại bệnh dịch vi khuẩn của các Lepidoptera và một số loài côn trùng khác. Nó được dùng như một thuốc diệt ấu trùng chống lại nhiều loại sâu bướm. Bởi nó không có nhiều tác động tới các sinh vật khác, nó được coi là thân thiện với môi trường hơn các loại thuốc trừ sâu tổng hợp. Độc tính từ B. thuringiensis (Bt toxin) đã được tích hợp trực tiếp vào cây trồng qua việc sử dụng kỹ thuật gene. Các loại thuốc trừ sâu sinh vật khác gồm các sản phẩm dựa trên nấm hại sâu bọ (ví dụ Metarhizium anisopliae), nematodes (ví dụ Steinernema feltiae) và các loại vi rút (ví dụ Cydia pomonella granulovirus).

Antifeedants

Nhiều loại cây đã phát triển các chất như polygodial, ngăn côn trùng ăn, nhưng không trực tiếp giết chúng. Côn trùng thường ở lại bên cạnh, nơi chúng chết vì đói. Bởi các antifeedant không độc hại chúng sẽ là lý tưởng để trở thành thuốc trừ sâu trong nông nghiệp. Nhiều nghiên cứu hoá học nông nghiệp đang cố gắng khiến chúng đủ rẻ để được sử dụng thương mại.

Các hiệu ứng trên các giống loài khác

Một số loại thuốc trừ sâu giết hại hay gây ảnh hưởng xấu tới các loài khác ngoài những loài côn trùng chúng được sử dụng để tiêu diệt. Ví dụ, chim có thể bị đầu độc khi ăn thức ăn mới bị phun thuốc trừ sâu hay khi chúng nhầm lẫn các hột thuốc trừ sâu với thức ăn và ăn chúng.
Các loại thuốc trừ sâu sử dụng bằng cách phun có thể bay ra bên ngoài khu vực dự định sử dụng và rơi xuống các khu vực thiên nhiên hoang dã, đặc biệt khi nó được phun từ máy bay.

Giảm thụ phấn

Các loại thuốc trừ sâu có thể giết ong và có thể gây ra một sự suy giảm thụ phấn, sự giảm số lượng những chú ong thụ phấn cho cây, và Rối loạn Sụp đổ Đàn, trong đó những chú ong thợ từ một tổ ong hay đàn ong mật miền tây bất thần biến mất. Sự mất mác tác nhân thụ phấn sẽ đồng nghĩa với sự sụt giảm trong sản lượng thu hoạch. Những liều thuốc trừ sâu dưới mức gây chết (ví dụ imidacloprid và other neonicotinoids) ảnh hưởng tới hành vi ăn của ong. Tuy nhiên, nghiên cứu những nguyên nhân Rối loạn Sụp đổ Đàn vẫn còn chưa có kết luận.