Pestisida

Latar Belakang

Kata "pestisida" adalah istilah luas yang mengacu pada perangkat, metode, atau bahan kimia apa pun yang membunuh tanaman atau hewan yang bersaing untuk pasokan makanan manusia atau sebaliknya tidak diinginkan. Pestisida termasuk insektisida, fungisida, herbisida, nematosida (digunakan untuk membunuh nematoda, cacing silindris memanjang), dan rodentisida. Dari berbagai pestisida ini, insektisida memiliki sejarah yang lebih panjang dan lebih penting, mungkin karena jumlah serangga yang diberi label "hama" jauh melebihi jumlah gabungan semua "hama" tumbuhan dan hewan lainnya. Oleh karena itu, artikel ini berfokus pada penggunaan insektisida pertanian.

Sejak mereka pertama kali mulai bercocok tanam (sekitar 7000 SM ) jika tidak sebelumnya, manusia telah menemukan metode untuk mencegah serangga memakan atau menghancurkan tanaman yang berharga. Beberapa budaya mengandalkan praktik penanaman selama fase bulan tertentu. Praktik pertanian awal lainnya yang secara tidak langsung membuat populasi serangga tetap rendah adalah rotasi tanaman; menanam tanaman kecil yang bervariasi; dan memilih tanaman yang tahan secara alami. Orang-orang mengambil serangga dari tanaman dengan tangan dan membuat suara untuk mengusir belalang. Bahan kimia juga digunakan sejak dini. Kelopak piretrum yang dihancurkan (sejenis krisan), belerang, dan arsenik masing-masing digunakan di Timur Tengah, Roma, dan Cina. Orang Cina juga menggunakan predator alami seperti semut untuk memakan serangga yang tidak diinginkan.

Semua upaya pengendalian hama cukup banyak urusan individu sampai tahun 1840-an, ketika jamur Amerika Utara disebut embun tepung menyerbu Inggris, dan epidemi dikendalikan dengan aplikasi belerang skala besar. Kumbang Colorado di Amerika Serikat bagian barat adalah target berikutnya:pada tahun 1877 pemukim barat telah belajar melindungi tanaman kentang mereka dengan menggunakan bahan kimia yang tidak larut dalam air seperti paris green. Pestisida lain seperti derria, quassia, dan minyak tar menyusul, tetapi pestisida abad kesembilan belas lemah. Mereka harus dilengkapi dengan memperkenalkan predator alami, atau, dalam beberapa kasus, dengan mencangkok tanaman yang terancam ke batang bawah yang lebih tahan.

Pada Perang Dunia II, hanya ada sekitar 30 pestisida. Penelitian selama perang menghasilkan DDT (dichloro-diphenyl-trichloro-ethane), yang telah disintesis pada tahun 1874 tetapi tidak diakui sebagai insektisida sampai tahun 1942. Pestisida kuat lainnya segera menyusul, seperti chlordane pada tahun 1945 dan endrin pada tahun 1951. Racun penelitian gas di Jerman menghasilkan senyawa organofosfat, yang paling terkenal adalah parathion. Pestisida baru ini sangat kuat. Penelitian lebih lanjut menghasilkan ratusan senyawa organofosfat, yang paling penting adalah malathion, yang baru-baru ini digunakan di California untuk melawan medfly.

Sampai tahun 1800-an, ketika orang mulai menyemprot kebun pribadi menggunakan mesin yang cukup besar, pestisida umumnya diterapkan dengan tangan. Pesawat terbang tidak digunakan sampai tahun 1920-an, dan penerbangan tingkat rendah yang lambat, terkontrol dengan baik, tidak diterapkan sampai tahun 1950-an. Penyemprotan pestisida sintetik pertama dari udara menggunakan sejumlah besar bahan inert, 4000 liter per hektar (satu hektar sama dengan 2,47 hektar). Kuantitas ini dengan cepat dikurangi menjadi 100 hingga 200 liter/hektar, dan pada tahun 1970-an jumlahnya telah dikurangi (dalam beberapa kasus) menjadi 0,3 liter per hektar dari bahan itu sendiri (misalnya, malathion) yang diaplikasikan langsung ke ladang.

Dalam pembuatan pestisida, bahan aktif pertama kali disintesis di pabrik kimia. Selanjutnya, formulator mencampur bahan aktif dengan pembawa (untuk pestisida cair atau dengan bubuk inert atau pupuk kering (untuk pestisida debu, kemudian botol atau kemasannya. Pestisida cair dikemas dalam drum 200 liter untuk operasi skala besar atau 20- kendi liter untuk operasi skala kecil, sedangkan formulasi kering dapat dikemas dalam plastik 5 hingga 10 kilogram atau kantong berlapis plastik.

Saat ini, sekitar 900 pestisida kimia aktif digunakan untuk memproduksi 40.000 sediaan komersial. Badan Perlindungan Lingkungan (EPA) memperkirakan bahwa penggunaan pestisida dua kali lipat antara tahun 1960 dan 1980. Saat ini, lebih dari 372 juta kilogram per tahun digunakan di Amerika Serikat, dengan lebih dari 1,8 miliar kilogram per tahun digunakan di seluruh dunia.

Bahan Baku

Pestisida terdiri dari bahan aktif ditambah dengan bahan inert. Bahan aktif membunuh hama, sedangkan bahan inert memudahkan penyemprotan dan pelapisan tanaman sasaran; mereka juga dapat menyumbangkan keuntungan lain yang tidak diberikan oleh bahan aktif saja.

Bahan aktif pernah disuling dari bahan alami; sekarang mereka sebagian besar disintesis di laboratorium. Hampir semuanya adalah hidrokarbon yang berasal dari minyak bumi. Kebanyakan pestisida mengandung unsur-unsur lain yang jenis dan jumlahnya tergantung pada pestisida yang diinginkan. Klorin, oksigen, belerang, fosfor, nitrogen, dan bromin adalah yang paling umum. Bahan inert bisa banyak zat, tergantung pada jenis pestisida. Pestisida cair secara tradisional menggunakan minyak tanah atau distilat minyak bumi lainnya sebagai pembawa, meskipun air baru-baru ini mulai menggantikan minyak tanah. Pengemulsi (seperti sabun) juga ditambahkan untuk mendistribusikan bahan aktif secara merata ke seluruh pelarut. Pestisida bubuk atau debu biasanya mengandung bahan nabati seperti kulit kacang tanah atau tongkol jagung, tanah liat seperti diatomite atau attapulgite, atau bubuk mineral seperti talk atau kalsium karbonat sebagai bahan dasarnya. Untuk menyebabkan pestisida menempel lebih baik Setelah menerima pestisida, petani mengencerkannya dengan air sebelum mengaplikasikannya. Aplikasi dapat melibatkan pembersihan tanaman dengan pesawat kecil atau menggunakan alat penyiram atau traktor. Petani kecil bahkan dapat menggunakan penyemprot genggam. untuk tanaman atau tanah, bahan seperti tepung jagung atau tepung dapat ditambahkan.

Manufaktur
Proses

Pembuatan pestisida melibatkan setidaknya tiga kegiatan terpisah. Bahan aktif pertama kali disintesis di pabrik kimia, kemudian diformulasikan di tempat yang sama atau dikirim ke formulator, yang menyiapkan bentuk cair atau bubuk. Pestisida kemudian dikirim ke petani atau aplikator bersertifikat lainnya, yang mengencerkannya sebelum mengaplikasikannya ke ladang.

Mensintesis pestisida

• 1 Ketika pestisida baru pertama kali dikembangkan, pestisida tersebut diproduksi dalam skala kecil di laboratorium. Jika zat tersebut terbukti layak, produksi dimulai di pabrik. Batch atau manufaktur terus menerus menjamin volume tinggi, mungkin sebanyak 500 kilogram per siklus. Mensintesis pestisida adalah prosedur kimia kompleks yang membutuhkan ahli kimia terlatih dan laboratorium besar yang canggih. Prosedur dasar memerlukan mengubah molekul organik untuk membentuk pestisida. Ini mungkin melibatkan salah satu dari sejumlah reagen dan katalis tertentu dan sering kali harus terjadi dalam iklim yang terkendali (dalam kisaran suhu tertentu, misalnya). Setelah disintesis, bahan aktif dikemas dan dikirim ke formulator. Insektisida cair dapat dikirim dengan truk tangki atau drum 200 liter. Transportasi bahan aktif mengikuti semua peraturan untuk transportasi bahan berbahaya.

Merumuskan pestisida

• 2 Formulator menerima bahan aktif, mengukur jumlah yang tepat, mencampurnya dengan pembawa jika itu menjadi pestisida cair atau dengan bubuk inert atau pupuk kering jika itu menjadi pestisida debu, kemudian botol atau paket itu . Pestisida cair dikemas dalam drum 200 liter jika pelanggan yang diharapkan adalah petani skala besar atau kendi 20 liter untuk operasi skala kecil. Formulasi kering dapat dikemas dalam plastik 5 sampai 10 kilogram atau kantong plastik berlapis. Formulasi emulsi biasanya dipekatkan untuk membuat transportasi lebih mudah (bahan aktif biasanya membuat 50 persen dari konsentrat emulsi), tetapi pestisida granulasi dan kering siap digunakan.

Mengencerkan pestisida

• 3 Pestisida mungkin disimpan beberapa saat sebelum diminta. Ketika siap untuk diangkut, perkiraan jumlah yang diperlukan dikirim ke petani, yang mengencerkan konsentrat emulsi untuk menciptakan jumlah pestisida yang diinginkan. Dalam kebanyakan kasus, produk akhir hanya terdiri dari 0,5 sampai 1 persen dari bahan aktif asli. Pestisida sekarang siap untuk diterapkan.

Menerapkan pestisida

• 4 Ada beberapa cara untuk mengaplikasikan pestisida. Metode yang paling dikenal orang Amerika adalah pembersihan tanaman, meskipun penggunaannya umumnya terbatas pada area yang luas dan datar. Sebuah pesawat yang memuat tangki 2000 liter (atau lebih besar) terbang di atas ladang dan menyemprotkan pestisida dari boom. Boom adalah batang horizontal yang panjang dari mana beberapa alat penyiram disemprotkan. Metode lain adalah dengan memasang tangki dan boom ke traktor dan menyemprotkan lebih dekat ke tanah. Untuk petani kecil, metode penyemprotan yang paling ekonomis adalah dengan menggunakan satu atau lebih pekerja dengan penyemprot genggam yang terpasang pada tangki kecil. Pompa tangan dapat dibawa di bahu; Kapasitas tangkinya hanya sekitar 3 hingga 12 liter. Tangki kecil dengan kapasitas sekitar 200 liter juga digunakan. Pestisida diterapkan dengan pistol tangan. Perkiraan kasar jumlah yang diterapkan adalah 150 hingga 300 liter per hektar.

Kontrol Kualitas

Pestisida pada dasarnya adalah zat beracun; oleh karena itu, banyak perhatian dipusatkan pada keselamatan. Undang-undang yang berhubungan dengan keamanan pestisida sangat ketat dan akan menjadi lebih ketat lagi di masa depan. Selain pembatasan hukum, pestisida juga tunduk pada standar kontrol kualitas yang ketat seperti produk manufaktur lainnya.

Sebagian besar produsen pestisida besar memiliki laboratorium kontrol kualitas yang sangat maju yang menguji setiap pestisida untuk potensi, emulsifikasi, kepadatan, warna, pH, ukuran partikel (jika debu), dan suspensi (jika cair). Jika perusahaan membuat lebih dari satu pestisida, identitas produk juga harus diverifikasi. Pestisida harus stabil, mudah diaplikasikan, dan mudah disimpan. Umur simpan harus diperpanjang melewati satu tahun. Dalam pengujian dipercepat, pestisida dikenai suhu tinggi untuk waktu yang singkat, kemudian diperiksa keefektifannya. Pestisida tipikal adalah 95 persen murni. Label harus mudah dibaca dan memenuhi semua peraturan. Pabrikan menyimpan file untuk setiap bahan mentah, bahan aktif, formulasi, dan barang yang dikemas, dan sampel disimpan selama tiga tahun.

Pestisida saat ini, bila digunakan dengan benar, sangat aman. Petani yang menggunakan pestisida mereka sendiri harus dilatih oleh U.S. Agricultural Extension Service dan disertifikasi oleh departemen pertanian negara bagian sebelum mereka dapat membeli pestisida. Aplikator komersial juga harus menjalani pelatihan dan lulus tes tertulis.

Saat menyiapkan formulasi untuk aplikasi, yang dalam banyak kasus berarti mengencerkannya, aplikator harus mengenakan pakaian pelindung seperti yang diarahkan oleh label. Seringkali, pakaian pelindung ini termasuk celemek atau baju, topi bertepi lebar, kemeja lengan panjang, kaus kaki panjang, sarung tangan karet atau neoprene tidak bergaris, celana panjang, dan neoprene atau sepatu bot karet tanpa garis yang dikenakan di atas sepatu. Untuk beberapa pestisida, aplikator juga harus memakai kacamata dan/atau respirator.

Sebagai tindakan pencegahan tambahan, peralatan aplikasi dikalibrasi sebelum digunakan. Untuk mengkalibrasi penyemprot, aplikator mengukur jarak di lapangan, lalu menyemprotnya dengan zat netral seperti air. Jumlah air yang digunakan kemudian diperiksa untuk melihat apakah sudah sesuai. Semua peralatan juga diperiksa untuk melihat apakah penyemprotan merata, dan peralatan yang aus segera diganti.

Produk Sampingan/Limbah

Ketika diperkenalkan, pestisida dipandang sebagai teknologi luar biasa yang akan meningkatkan hasil panen dan mengurangi penyakit yang dibawa serangga. Tanda pertama bahwa ini adalah mitos yang penuh harapan adalah penemuan pada tahun 1950-an bahwa volume pestisida harus ditingkatkan agar memiliki efek yang sama seperti dulu. Dengan diterbitkannya Musim Semi Senyap oleh Rachel Carson pada tahun 1962, kesadaran akan bahaya penggunaan pestisida yang tidak dibatasi tumbuh.

Pestisida membunuh hama yang paling sering mereka tuju, namun seringkali mereka juga membunuh predator alami hama, sehingga memperburuk masalah. Dalam beberapa kasus, membasmi hama hanya memungkinkan hama lain menggantikannya. Setelah periode penggunaan pestisida, serangga menjadi resisten terhadap pestisida, dan pestisida yang lebih kuat atau lebih harus digunakan untuk mengendalikan populasi. Ada bukti bahwa pestisida disalahgunakan, bahwa efeknya dalam beberapa kasus dapat diabaikan, dan aplikator tidak menyadari penggunaan pestisida yang benar. Ditambah dengan kekhawatiran ini adalah kekhawatiran atas penyemprotan daerah pemukiman dan makanan yang terkontaminasi.

DDT adalah kasus pestisida yang paling banyak dicatat yang menyebabkan kerusakan jauh dari pertanian. Tingkat DDT yang tinggi telah ditemukan pada burung pemangsa, menyebabkan mereka menjadi terancam punah karena efeknya pada telur mereka. DDT menjadi lebih terkonsentrasi semakin tinggi ia naik dalam rantai makanan, dan banyak orang telah menyuarakan keprihatinan mereka tentang kemungkinan keberadaannya pada manusia. Pada tahun 1972, Badan Perlindungan Lingkungan (EPA) mengumumkan larangan hampir semua penggunaan DDT.

Beberapa lusin pestisida lain juga telah dilarang, atau penggunaannya dibatasi oleh EPA. Ironisnya, pestisida ini masih diekspor untuk membantu negara-negara berkembang, di mana diperkirakan tiga juta kasus keracunan pestisida akut terjadi per tahun, bersama dengan 20.000 kematian yang terkait langsung dengan penyalahgunaan pestisida. Karena banyak dari negara-negara ini mengekspor produk ke Amerika Serikat, kemungkinan kontaminasi Amerika tinggi.

Pengelolaan hama terpadu (PHT) dimulai pada 1960-an sebagai tanggapan atas dilema pestisida. Gagasan di balik PHT adalah untuk menggunakan berbagai pengendalian serangga daripada hanya mengandalkan insektisida kimia. Metode yang dilakukan antara lain memasukkan predator alami, parasit, dan insektisida bakteri, virus, dan jamur ke lahan. Pekerja mungkin hanya menyedot serangga, atau memperkenalkan tanaman tertentu untuk menangkal hama yang menyerang tanaman tertentu. Petani dapat membajak pada waktu yang paling efektif, membajak sisa tanaman mereka di bawah, atau mengupas panen. Mereka mungkin menanam tanaman tahan hama. Perangkap penarik seksual dapat menarik hama dari tanaman. Jantan yang disterilkan dapat dilepaskan ke lapangan. Serangga dapat direkayasa untuk tetap remaja dan tidak pernah bereproduksi, meranggas terlalu cepat dan karena itu mati dengan cepat, atau menjadi terlalu bingung untuk menemukan makanan tanaman. Kemungkinan lain sedang diuji saat ini. Ada kemungkinan bahwa di masa depan penggunaan pestisida akan berkurang karena penelitian mengarah pada cara-cara untuk memerangi hama dengan lebih banyak pengetahuan dan perencanaan dan lebih sedikit ketergantungan pada intervensi kimia.