Физиологические основы применения гербицидов

Химические вещества, используемые для борьбы с различными видами вредных организмов, объединены в собирательный термин «пестициды».

Гербициды – химические вещества для уничтожения (контроля) сорной травяной растительности.

Арборициды – химические вещества для борьбы с нежелательной древесно-кустарниковой растительностью.

Данное деление довольно условно, так как большинство химических препаратов одновременно обладает как гербицидными, так и арборицидными свойствами.

История химического метода берет начало с сельскохозяйственного производства и связана с необходимостью повышения эффективности борьбы с сорной растительностью. Ущерб от сорняков сельскому хозяйству с учетом затрат на борьбу с ними превышает потери от вредителей и болезней растений. Если по величине ущерба национальной экономике ряда стран на первом месте находится эрозия почвы, то на втором – потери от сорной и нежелательной растительности.

Сорняки поглощают огромное количество питательных веществ из почвы и удобрений, иссушают почву, заглушают культивируемые растения и наносят другой вред.

Начало исследований в области борьбы с сорняками относится к последним годам XIX века, хотя первые попытки по уничтожению сорняков с помощью извести и железного купороса были описаны в литературе значительно раньше. Вплоть до 30-х годов в качестве гербицидов изучались неорганические вещества, при помощи которых можно было подавлять рост однолетних сорняков в посевах сельскохозяйственных культур.

В 1895 г. обнаружили, что раствор сульфата меди вызвал отмирание полевой горчицы и не повредил овес.

Качественно новый этап в развитии исследований и практическом применении химического метода наступил в 40-х годах, когда в США и Великобритании свойства гербицидов избирательного действия были обнаружены у ряда органических веществ – хлорзамещенных феноксиуксусных кислот.

Проблема борьбы с сорными и нежелательными растениями актуальна и для лесного хозяйства. При выращивании посадочного материала до 70% трудовых и денежных затрат приходится на борьбу с сорняками. Затраты труда на однократную ручную прополку посевов в питомниках нередко достигают150 чел./дн. на 1 га.

И при проведении механического ухода за посевами затраты ручного труда значительны, так как при этом 30-50% площади (ряды, защитные зоны) выпалываются вручную.

Первое упоминание об использовании химических средств для борьбы с сорняками при лесовыращивании относится к 1885 году, когда немецкий ученый Бауман небольшим количеством сульфата цинка вызвал отмирание многих видов сорняков, не повредив сеянцы хвойных пород. В последующий период лесоводы стали использовать и другие неорганические вещества.

С 1963 г. химический метод ухода за лесом начали применять в производственном масштабе. Обработка молодняков проводилась в основном с помощью эфиров 2,4-Д.

Но в начале 70-х годов объемы применения гербицидов стали снижаться. В 1971 г. последовал запрет на применение гербицидов в лесах Швеции, в связи с чем объемы работ в 1972-1973 гг. уменьшились до 12,5-13 тыс. га

Причины резкого снижения работ с гербицидами связаны с оппозицией применению химических средств в лесу со стороны общественности и экологических организаций, с требованием ≪не пускать химию в лес≫ и, как следствие, с запретительными мерами местной администрации. Такие меры принимаются, несмотря на то, что гербициды официально разрешены для применения на уровне федеральных органов.

Для обоснования выбора тех или иных веществ необходимо знать, в какой мере они опасны для человека и животных.

1) Летальные дозы (ЛД10... ЛД50... ЛД100) – минимальное количество вещества, вызывающее гибель соответственно 10... 50... 100% подопытных животных. Размерность в миллиграммах на 1 кг живого веса.

2) Максимальнопереносимая доза – количество вещества, вызывающее тяжелую форму отравления, но не приводящее к гибели животных (мг/кг).

3) Пороговая доза – то наименьшее количество вещества, которое при отсутствии у животных признаков отравления приводит к изменениям физиологических или биохимических процессов (мг/кг).

Глифосатсодержащие препараты. Известно более 10 гербицидов этой группы, различающихся только торговыми названиями – раундап, глифос, зеро, торнадо, глисол, глифосат.

Попадая в растение, блокируют образование фермента, находящегося в хлоропластах, происходит подавление процессов фотосинтеза и дыхания, в результате чего наблюдается гибель всего растения.В сельском хозяйстве эти гербициды считаются неселективными и применяются только до появления всходов культуры.

Однако хвойные породы в период после окончания линейного роста и формирования почек, в частности, сосна и ель, становятся довольно устойчивыми к глифосатсодержащим гербицидам, а травянистая растительность и лиственные древесные породы остаются чувствительными.

Арсенал. Действующее вещество – имазапир.

Сфера применения гербицида – лесное хозяйство (вырубки, молодняки, спелые древостои) и земли несельскохозяйственного назначения.Механизм действия основан на блокировании фермента ацетолактатсинтазы, который отвечает за синтез аминокислот.

Длительность сохранения арсенала в почве может быть от 2-3 месяцев до одного года и более в зависимости от дозы и почвенно-климатических условий.

Сосна, ель и некоторые другие хвойные породы чувствительны к арсеналу, то есть, этот препарат неселективен по отношению к ним.

Гоал 2Е. Действующее вещество оксифлуорфен.

Гербицид оказывает разрушающее действие на процессы преобразования энергии в растении. Ингибирует синтез каротиноидов, хлорофилла, белка и РНК.

При попадании на листья сорняков действует контактным способом, системное действие весьма ограничено. Кроме того, на поверхности почвы образует тонкую гербицидную «пленку», подавляющую прорастающие из семян сорняки. Вглубь почвы не проникает.

Хвойные породы устойчивы к нему только в период относительного покоя: весной до начала роста и осенью после заложения почек.

Зеллек-супер. Действующее вещество – галоксифоп-Р-этоксиметил.

Токсическое действие препарата проявляется в увеличении проницаемости мембран, изменении структуры хлоропластов и, в конечном итоге, в деструкции клеток.

Все хвойные породы устойчивы к действию зеллека-супер даже в период их активного роста.Системный гербицид узкого спектра действия, эффективный только против злаковых сорняков.

Анкор-85. Действующее вещество – калиевая соль сульфометурон-метила.

Механизм действия анкора-85 обусловлен подавлением синтеза фермента ацетолактатсинтазы. В конечном итоге под воздействием гербицида происходит торможение деления клеток и отмирание сорняков.

Анкор-85 эффективен против практически всех основных видов сорняков, как злаков, так и двудольных. Лучше всего действует при обработке на ранних стадиях их развития.

Из хвойных пород наиболее устойчивы к анкору-85 сосна кедровая сибирская и сосна кедровая корейская (кедр сибирский и кедр корейский). Ель более чувствительна, сосна занимает среднее положение.

 

Классификация гербицидов.

По свойствам и прежде всего по концен­трации они подразделяются на гербициды сплошного (общеистребительного) и избирательного (селективного) действия. Первые представляют собой концентрированные химические препараты, уничтожающие всю растительность на обрабатываемом участке. Они используются для очист­ки дорог, при освоении задерненных площадей под питом­ники и в паровых полях. Гербициды избирательного дейст­вия — менее концентрированные химические вещества, уничтожающие лишь те виды сорняков, с которыми ведется борьба. Их применяют на полях, где выращивают сеянцы и саженцы.В зависимости от конкретных условий, одни и те же химические вещества могут проявлять себя и как общеистребительные, и как селективные.

 

Различают гербициды системные и контактные. Системные гербициды проникают в растение через корни и поражают весь организм. Контактные гербициды пора­жают лишь те части растения, с которыми непосредственно соприкасаются.

Системные гербициды – способны передвигаться по тканям растений, вызывая нарушения биохимических реакций в клетках или физиологических процессов растений в целом. В свою очередь системные гербициды различаются по способу проникновения в растения:

Ø поступающие через листья и зеленые части стеблей;

Ø поступающие через корневые системы из почвы;

Ø поступающие и тем и другим способом.

Контактные гербициды – не способны передвигаться по тканям растений и действуют только на те части растений, куда нанесены при обработке. Контактные гербициды в настоящее время в лесном хозяйстве не используются. В сельском хозяйстве они применяются для предуборочной десикации (высушивания) культурных растений.

Гербициды применяют в виде:

- Водные растворы.

- Водорастворимые концентраты.

- Смачивающиеся порошки.

- Концентраты эмульсий.

- Концентраты суспензий.

- Вододиспергируемые гранулы.

В состав химического препарата может входить одно или несколько действующих веществ. Во втором случае гербицид называют смесевым (премикс). Премиксы довольно широко используются в сельском хозяйстве, а в лесном они в настоящее время не применяются. Два препарата могут смешиваться непосредственно перед обработкой. Такая смесь называется баковой. Компоненты смеси должны быть совместимы между собой.

Смешивают обычно гербициды разного спектра и механизма действия. Баковые смеси весьма перспективны для лесного хозяйства.