Zlatko Korunić

Diatom Research and Consulting Inc.

14 Tidefal Dr. Toronto, ON, MW 1J2, Canada

Inertna prašiva - insekticidi

Pod pojmom inertna prašiva podrazumijevaju se sva suha prašiva različitog podrijetla koja kemijski ne stupaju u reakciju s bilo kojom materijom u prirodi.

Pojedina inertna prašiva poput gline, pijeska, krutog fosfata, pepela, dijatomejske zemlje upotrebljavana su tisuće godina u Sjevernoj Americi i Africi.

Kasnije su im se pridružili i sintetski amorfni silikati. Danas se pojedina prašiva, iako u manjem obimu, koriste za suzbijanje štetnika u urbanoj sredini i u zaštiti uskladištenih poljoprivrednih proizvoda.

Različita inertna prašiva1.- Bentonit; 2 - DOT (disodium octaborate tetrahydrate); 3 - Kaolin glina; 4 - Prirodni zeolit;

5 - Zeolit Cabsorb; 6 - dijatomejska zemlja

Dijatomejske zemlje

Inertno prašivo (Tunis)

Inertno prašivo (Grčka)

Podjela inertnih prašiva

Inertna prašiva obzirom na kemijski sastav, fizikalna svojstva i djelovanje na insekte, podjeljena su u nekoliko grupa. Već pred više od 45 godina radeći na znanstveno-istraživačkom projektu Inertna prašiva kao insekticidi, Maceljski i Korunić (1971.) podijelili su inertna prašiva u osnovne 4 grupe:

Starija podjela inertnih prašiva (1971)

Prirodni minerali

A. Silikati (bentonit, pirofilit - aluminijev silikat, talk

magnesium silikat, dijatomejska zemlja s više od 80%

silicijevog dioksida)

B. Karbonati (kalcit, kreda – kalcijum karbonat)

Umjetna prašiva

Silika aerogeli (više od 90% silicijskog dioksida)

C. Industrijski međuproizvodi (nuzproizvodi)

kao saturacijski muljevi nastali pranjem šećerne repe. Nakon sušenja

sadrže više od 80% kalcijevog karbonata, oko 10% organske tvari,

fosfora, magnezija, kalija itd.

D. Različite organsko-mineralne smjese primjerice stočno brašno

stočna kreda, itd.

Novija podjela inertnih prašiva (Banks i Fields 1995), Golob 1997, Subramanyam i Roesli (2000)

4 grupe

prva grupa sadrži glinu, pjesak, pepeo ljuske riže, drveni pepeo i vulkanski

pepeo

druga grupa sadrži različite minerale kao dolomit, magnezit, bakar,

oksikloride, krute fosfate (rock phosphate), sumpor (ground sulfur), vapno

(kalcijum hidroksid), kalcijum karbonat, natrijev klorid (sol)

treća grupa sadrži prašiva na osnovi sintetskog silicijevog dioksida

proizvedena sušenjem vodene otopine natrijevog silikata

četvrta grupa sadrži prirodni silicijski dioksid (amorfni) s najbrojnim

predstavnikom u dijatomejskoj zemlji. U tu grupu se ubraja i zeolit (alkalni

metalni aluminijski silikat) koji ima slična fizikalna svojstva kao i dijatomejska

zemlja.

Način djelovanja inertnih prašiva na insekte

Gubitak vode iz tijela insekata

Već 1931. godine autori Zacher i Kunike postavili su teoriju o mehanizmu djelovanja inertnih prašiva. Autori su smatrali da inertna prašiva uzrokuju dehidraciju, odnosno isušivanje insekata (sorpcija i/ili abrazija). Insekti gube vodu iz tijela i zbog toga ugibaju. Taj način djelovanja inertnih prašiva opisan je kao Zacher’s efekt (Zacher i Kunike, 1931, 1935).

Voda u tijelu insekata

Tijelo insekta sadrži različitu masu vode.

Germar (1936.) je utvrdio za S. granarius kritični postotak gubitka vode iztijela i utvrdio je da insekti ugibaju kad izgube oko 30 % vode iz tijela.

Usatinskaja (1950.) - žitni žižak Sitophilus granarius L. 48 do 53% vode,

rižin žižak S. oryzae L. 49 do 63%, Tenebrio molitor L. 62 do 64 % iBruchus pisorum Say 47 do 53% vode.

Ebeling i Wagner (1959.) smatraju da insekti ugibaju kad gube 28 do 35% vode iz tijela.

Majumder et al. (1962.) su utvrdili da Tribolium castaneum ugiba kad se težina tijela smanji za oko 35 do 36%,

Krisnakumari i Majumder (1962.) su utvrdili da insekti ugibaju kad izgubeoko 40% težine tijela.

Istraživanja djelotvornosti inertnih prašiva na insekte

Mineralna prašiva bez silika gela

Već 1800. godine kombinacija vapna i sumpora koristila se je u suzbijanju insekata (Glenn i Puterka, 2005.).

Brojni autori su istraživali djelovanje različitih inertnih prašiva na insekte Chiu (1939), Parkin (1944), Cotton and Frankenfeld (1949), White et al. (1975), Vasatko i Krizan (1953), Weisman i Jasic-Drgon (1956), Viado i Labadan (1959). Majumder et al., 1962), Fam et al. (1974), Swamiappan et al. (1976), Boczek i Ignatowicz (1978), Mittal i Wightman (1989),Vatma i Siddiqui (1977), Permual i Le Patourel (1990), Wolson et al. (1991), Baier i Webster (1992), Kljajić et al. (2009) Korunic (2016).

Pojedina prašiva kao kaolin (aktivirani), kaolinit, trikalcijev fosfat, kalcijev karbonat, atapulgit gline i zeolit(klinoptilolit) pokazala su odredeno inskticidno djelovanje na insekte.

Silika geli i silikatiSilika geli

Quarles (1992) je opisao različita fizikalna i kemijska svojstva silika gela i

podijelio ih je u 3 kategorije: silika geli, silika aerogeli i pirogenetska

silika (proizvedena pomoću visoke tempereture).

Silika geli sadrže do 99,5% silikon dioksida. To su prašiva koja sadrže

sitne čestice promjera do 3 mikrometra, gustoću od 72 do 450 g/l i

specifičnu površinu od 200 do 850 m2/g (Quarles, 1992).

Čestice prašiva su jako lagane i malene i imaju jaku moć absorpcije

lanenog ulja pa 1 g prašiva može upiti 1,9 do 3 g ulja. Zbog tog svojstva

silica gelovi su efikasniji na insekte od dijatomejske zemlje kad se

primjene u istoj dozi (Subramanyam i Roesli, 2000, Golob, 1997).

Ta prašiva su efikasna i kod povišene relativne vlage zraka (Maceljski i

Korunić, 1971, 1972).

Osjetljivost insekata na inertna prašiva

Insekti su različito osjetljivi na djelovanje inertnih prašiva.

Općenito Tribolium vrste su najotpornije, dok Cryptolestes pripada

među najosjetljivije vrste na inertna prašiva.

Utjecaj na efikasnost

- sposobnost insekata da brže i više nadomjeste izgubljenu vodu

metabolizmom hrane koju unose u organizam,

- manji gubitak vode kroz kutikulu, građa zaštitnog voštanog sloja,

osobita debljina vostanog sloja koji pokriva kutikulu te način i

brzina kretanja kroz tretiranu zrnenu robu.

- veličina čestica prašiva pa su tako manje čestice u pravilu

učinkovitije od većih čestica (Aleksander, 1944a,b,c; Ebeling,

1971).

Utjecaj na efikasnost

čistoća i stanje zrnene robe ima utjecaj na efikasnost pa je tako

efikasnost viša kod čišće robe s cijelim zrnima u odnosu na robu s

oštećenim, slomljenim i/ili nečistim zrnima (McGaughey, 1972.).

temperatura i vlaga zrnene robe imaju značajan utjecaj na

efikasnost pa je efikasnost veća kod više temperature i niže vlage

zrna i niže relativne vlage zraka (Fields i Korunić, 2000.).

potrebne velike doze pa je ograničena uporaba u skladištima -

češće u području javnoga zdravstva i komunalnoj higijeni.

TreatmentMortality (%) of S. oryzae (± SE)* after exposure of

2 days 7 days 15 days

Untreated 0.0 ± 0.0 d 10.0 ± 1.41 g 17.6 ± 2.13 e

Celatom® MN 51 64.80 ± 2.15 a 98.6 ± 0.93 a 100.0 ± 0.0 a

Croatian inert dust PD 1 33.8 ± 3.44 c 67.63 ± 2.43 c 99.53 ± 0.47 a

Zeolite Slovakia 1 50.40 ± 1.32 c b 97.36 ± 0.80 a 100.0 ± 0.0 a

Zeolite Slovakia 2 43.20 ± 1.85 b 92.96 ± 1.18 a 98.12 ± 0.87 a

Zeolite Slovakia 3 27.6 ± 2.31 c 78.21 ± 1.09b 83.79 ± 2.07 b

Zeolite Serbia 6.4± 1.72 d 51.41 ± 2.53 d 65.86 ± 2.44 c

Zeolite Cabsorb ZS500A 33.20 ± 3.44 c 83.59 ± 2.47 b 87.63 ± 2.40 b

Odorlock Natural Zeolite 25.6± 1.31 c 75.48 ± 2.04 bc 86.4 ± 2.56 b

Bentonite 1.2 ± 0.8 d 27.09 ± 1.09 f 80.88 ± 2.41 b

KaMin™ 80 1.6 ± 0.74 d 41.87 ± 2.38 e 51.23 ± 3.23 d

DOT 2.0 ± 0.63 d 100.00 ± 0.0 a 100.0 ± 0.0 a

Utjecaj na efikasnost i na kvalitetu

Table 1. Mortality of Sitophilus oryzae (L.) after 2, 7 and 15 days of exposure to treated wheat grains

with different inert dusts applying concentration of 500 ppm (Korunic et al. in press)

*Means in the same column followed by the same letters are not significantly different (Tukey's HSD, P<0.05)

TreatmentConcentration

(ppm)

Bulk density*

(kg hl-1 ± SE)

Bulk density

difference**

(kg hl-1)

Untreated 0 76.5 ± 0.5 a -

Celatom® MN 51 500 72.4 ± 0.2 fgh 4.10

Croatian inert dust PD 1 500 73.03 ± 0.12 cde 3.20

Zeolite Slovakia 1 500 72.46 ± 0.03 efg 4.04

Zeolite Serbia 500 73.4± 0.05 c 3.10

Odorlock Natural Zeolite 500 73.43 ± 0.14 c 3.07

Aerosil® 200 500 71.03 ± 0.23 j 5.47

Sipernat® 50 S 500 71.56 ± 0.03 ij 4.94

Bentonite 500 74.36 ± 0.12 b 2.14

KaMin™ 80 500 74.36 ± 0.06 b 2.14

DOT 500 74.50 ±0.3 b 2.00

Table 4. Wheat bulk density (kg hl-1) measured after treatment with different inert dusts*Means in the same column followed by the same letters are not significantly different (Tukey's HSD, P<0.05)

** Untreated bulk density minus treatment bulk density

Komercijalno dostupna inertna prašiva i daljnja

istraživanja u području zaštite u skladištima

Na tržištu (USA) za suzbijanje nametnika u tzv. Pest Control području se može naći formulacija Dri-Die, kombinacija silica gela i dijatomejske zemlje. Od silica gela u uporabi se mogu naći prašiva imenom Sipernat i Silica gel SG-67.

U zaštiti uskladištenih proizvoda registrirana su i u uporabi dvije formulacije (Protect-It i Dryacide) koje uz dijatomejsku zemlju sadrže i znatno manji postotak amorfnog silicijevog dioksida.

Prašiva na bazi zeolita i kaolina su dosad pokazala dosta obečavajuće rezultate u učinkovitosti na skladišne štetnike, gotovo slične učinkovitosti kao i pojedine formulacije dijatomejske zemlje (Korunić, neobjavljeni rezultati).

Nano čestice

Istraživanja nano čestica u suzbijanju insekata (Losić et al. 2009;

Stadler et al. 2010; Debnath et al. 2019; Ziae and Ganji in press).

Veća efikasnost čestica u nano veličini i te čestice nisu znatno

djelovale na smanjenje hektolitarske mase zrnene robe.

Zbog velike mogućnosti ulaska nano čestica u pluća njihova

aplikacija predstavlja i odredeni zdravstveni rizik te se smatra da bi

upotreba takvih čestica u suspenziji predstavljala znatno manji

zdravstveni rizik na toplokrvne organizme.

Primjena nano čestica

Primjenu nano čestica u skladištima treba

razmatrati s nekolika stajališta:

- problem aplikacije ekstremno laganih cestica prašiva u zatvorenom prostoru,

- velika masa nano čestica koje dugo lebde u

zraku i mogu ući u pluća i izazvati ozbiljne

zdravstvene probleme i

- jako visoka cijena koštanja proizvodnje nano čestica što jednostavno nije prihvatljivo s

ekonomskog stajališta.

Budućnost primjene nano čestica

Ciljana aplikacija nano čestica je otežana zbog razloga što se pri

zaprašivanju gubi velika masa prašiva koje dugo lebdi u zraku pa je

stoga znatno sigurnije aplicirati teža prašiva sa česticama u mikro

području.

Problem aplikacije prašiva i sigurnost primjene bi se donekle moglo

riješiti s aplikacijom nano čestica u suspenziji.

Međutim detaljniji rezultati aplikacije nano čestica u suspenziji i

efikasnost na insekte danas još uvijek nedostaju, kao i ponašanje

nano čestica nakon sušenja suspenzije i tijekom rukovanja i

transporta zrnene robe. Stoga smatramo da su istraživanja upotrebe

nanomaterijala u poljoprivredi još uvijek u početnoj fazi.

Zaključak

Primjena inertnih prašiva uveliko ovisi o njihovom utjecaju na kvalitetu

obrađene zrnene robe, posebice utjecaj na hektolitarsku masu,

sipkavost zrnene mase i prašnjav izgled zbog uporabe viših doza.

Njihova upotreba u komercijalnim skladištima za izravno tretiranje

uskladištene poljoprivredne robe jako je ograničena, zaprava gotovo

nema budućnost u primjeni.

Međutim, u suzbijanju štetnika u javnom zdravstvu i komunalnoj

higijeni te posebice aplikacija u praznim skladišnim objektima, za

tretman površine uskladištene robe, upotreba na malim

gospodarstvima za zaštitu zrnene robe za vlastitu potrošnju, zbog

zanemarene toksičnosti na toplokrvne organizme, može imati znatno

veću upotrebu.

Znanstveno-istraživački projekt financiran od

Hrvatske Znanstvene Zaklade

Razvoj formulacija novih prirodnih insekticida na osnovi inertnih prašiva

i botaničkih insekticida te njihovih kombinacija kao zamjena za sintetske

konvencionalne insekticide – DIACROMIXPEST- (2015 – 2018)

Vlatka Rozman voditelj projekta, Anita Liška, Renata Baličević,

Pavo LucićUniversity of Josip Juraj Strossmayer in Osijek, Faculty of Agriculture in Osijek,

Kralja P. Svačića 1d, 31000 Osijek, Croatia

Zlatko KorunićDiatom Research and Consulting Inc., 14 Tidefal Dr. Toronto, ON, MW 1J2, Canada

Josip Halamić, Ines GalovićCroatian Geological Survey, Sachsova 2, 10000 Zagreb, Croatia

Zahvaljujem na strpljenju