Гербициды

Что такое гербицид?

Гербициды – средства, используемые для борьбы с сорной растительностью (преимущественно, травянистой). Название образовано от «herb» – «растение» и «cide» – уничтожать, смысловой перевод определения – средства, уничтожающие растения. Термин был введен в обиход примерно в 1944 году.

Широко применяются гербициды против сорняков как на частных участках, так и в промышленных масштабах благодаря своим преимуществам:

• существенно снижать количество конкурентов культурным растениям за влагу и питательные вещества;
• способствовать повышению урожайности выращиваемых культур;
• уменьшать затраты физического труда на прополку и обработку сельскохозяйственных посадок.

История

Первые способы борьбы с сорными растениями были механическими и заключались в тщательной подготовке почвы к посеву и выбирании семян сорняков из посевного материала. Тем не менее, губительное воздействие некоторых химических соединений и их смесей на растения было известно еще очень давно.

Античность. В IV веке до н.э. древнегреческий естествоиспытатель Теофраст предлагал уничтожать древесную поросль, обрабатывая корневую систему деревьев маслами, в частности, маслом оливы. В стихах римского поэта Вергилия, принадлежавших к I веку до н.э., говорилось о том, что растения гибнут от морской воды. Это повлекло за собой появление долгосрочной «моды» на использование соли для уничтожения растений. Когда римляне завоевали Карфаген, они рассыпали соль на его полях, что сделало земли бесплодными.

Средние века. В средневековье для борьбы с растительностью на дорогах и сорняками в посевах использовались соль, шлаки и зола. К сожалению, это часто вызывало одновременную гибель культурных растений, так что практика применения этих гербицидов оставалась весьма несовершенной.

Новое время. После изучения свойств бордоской жидкости произошло открытие первого избирательного гербицида: была отмечена способность соединений меди (в частности, сульфата меди) угнетать рост двудольных сорняков. Также в 1897 году Мартин сообщил о гербицидном действии сульфата железа, а Дюкло упомянул об успешном использовании при борьбе с сорняками нитрата меди и серной кислоты.

ХХ век. В 1908 году американским агрономом Болли были опубликованы данные об успешном применении хлорида натрия, сульфата железа, арсенита натрия как средств для избавления от сорных растений в посевах пшеницы. На Гавайских островах арсенит натрия также использовался для очищения от сорняков плантаций сахарного тростника.

В России соли и кислоты стали применяться для защиты растений также с начала XX века. В 1932 г. И.Негоднов предложил использовать для опрыскивания полей гербицидами авиацию. В 30-е годы в качестве гербицидов стали часто применяться хлорат натрия, сульфата железа и кислот, однако агрессивные растворы быстро приводили в негодность технику для их внесения, так что от них со временем оказались.

В 1938 году французские исследователи выпустили препарат Синокс, изготовленный на основе натриевой соли 4,6-динитро-орто-крезола и предназначенный для обработки посевов льна, зерновых и некоторых овощей. В это же время на посевах моркови стали использовать минеральные масла, а Ирвин открыл гербицидную активность 2-нафтоксилуксусной кислоты.

Из-за существенных недостатков вплоть до 40-х годов XX века гербициды не находили широкого применения. Лишь треть пашен и многолетних насаждений в России обрабатывались гербицидами.

После открытия в 1941 г. 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д) — синтетического регулятора роста, гербициды получили широкое распространение в борьбе с сорняками. 2,4-Д, её соли и эфиры в концентрациях 0,01% приводят к гибели двудольных растений, не вызывая при этом гибели однодольных.

Последующие исследования показали, что аналогичными свойствами обладают и другие вещества, например производные 2-метил-4-хлорфеноксиуксусной кислоты (2М-4Х) и трихлоруксусной кислоты (ТХА).

Далее в 1953 году были выпущены замещенные мочевины, в 1955 году – триазины, позднее – бензонитрилы, амиды, диазины, производные сульфонилмочевины и др. С каждым годом ассортимент гербицидов постепенно пополняется.

В СССР особенно значимые темпы прироста объема используемых гербицидов наблюдались в 60-70-х годах XX века. В последующее десятилетие их применение уменьшилось. Нерациональное использование препаратов привело к появлению устойчивости к ним у сорных растений и к снижению эффективности проводимых обработок, что вынудило ограничить производство и внесение гербицидов.[4]

В 1982 г в США был предложен биологический способ борьбы с вредоносными растениями. Он состоял в применении препарата на основе патогенного гриба, способного угнетать жизнедеятельность сорной вики. В качестве средств для искоренения нежелательной растительности также предполагалось использовать «естественных врагов» сорных растений. Среди потенциальных претендентов были предложены: гуси для уничтожения сорняков в хлопчатнике, травяной карп для удаления водорослей, горчаковая нематода против горчака, и т.д. К сожалению, оказалось, что затраты на такие способы борьбы оказываются непозволительно большими, использовать гербициды – в разы дешевле.

Ошибки и трагедии в истории гербицидов. Неграмотное использование солей и кислот угнетает не только вредные, но и культурные растения, а также приводит к стерилизации почвы: гибели полезной флоры и насекомых. Присутствие в земле соединений мышьяка вызывает отравления среди людей. Но ничто из этого не способно сравниться с известным эпизодом истории, когда гербициды были применены как химическое оружие.

В период войны с Вьетнамом правительство США использовало смесь веществ под названием «Агент Оранж» (2,4,5-трихлорфеноксиуксусная кислота и 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота + промежуточные токсичные продукты их синтеза) как дефолиант для распыления в джунглях. Из-за присутствия диоксинов смесь обладала тератогенным и канцерогенным действием, вследствие чего пострадало как население Вьетнама, проживающее на территории обработки гербицидами, так и американские солдаты, находящиеся в зоне распыления препарата. Результатом применения химического оружия стала гибель нескольких сотен тысяч человек и рождение детей с наследственными заболеваниями и генетическими мутациями. Жертвы операции «Ranch Hand» до сих пор проживают во Въетнаме; в компенсации ущерба им было отказано.

Кроме «Агента Оранж», существовали и другие рецептуры гербицидов, предназначенные для уничтожения посевов риса («Агент Блю») и других сельскохозяйственных культур.

Классификация гербицидов

Классификация гербицидов помогает грамотно подобрать препарат, учитывая систему соподчиненных групп, исходя из механизма действия, химического состава, способа внесения, срока действия и т.п.

По целям

Препараты этой группы могут действовать не только на сорные травы. В зависимости от целей (разновидностей уничтожаемых объектов), среди гербицидов выделяют:

• собственно гербициды – препараты, искореняющие сорные растения;
• арборициды – вещества, предназначенные для угнетения кустарниковой растительности и деревьев;
• альгициды – средства, эффективные против водной растительности.

Некоторые препараты оказывают одновременный эффект в двух и более направлениях.

По спектру действия (избирательности)

Согласно этому свойству, пестициды для борьбы с сорняками делятся на 2 большие группы:

• гербициды сплошного действия. Они угнетают любую растительность – сорняки, культуры. В сельском хозяйстве такие препараты используются редко. В основном их применяют для обработки обочин дорог (в том числе и полевых) и десикации.

Самые распространенные гербициды этой группы производят на основе препаратов, которые проникают во внутренние ткани растения через поверхность листьев:

• Глифосат;
• Имазапир;
• Дикват.

В садах и виноградниках обработку сплошными (неселективными) препаратами проводят между стволами деревьев и в междурядьях винограда. Кроме уничтожения сорняков и профилактики их появления, таким методом удается сохранить влагу в почве и сократить количество культиваций.

• селективные. Действие гербицидов такого типа характеризуется избирательностью. Они уничтожают только растения определенного вида. Именно такие составы применяются в садоводстве и растениеводстве. 

Избирательные свойства гербицидов зависят от ряда факторов:

• анатомо-морфологических (форма листьев, их расположение, опушенность, восковой налет и т.п.) и физиологических особенностей растений;
• химического состава гербицида;
• физико-химических свойств;
• физиологической активностью;
• различий свойств протоплазмы клеток.

В свою очередь, по степени селективности средства разделяют на:

• широко избирательные (например, производные триазина в кукурузных посевах угнетают рост множества сорняков, относящихся как к Двудольным, так и к Однодольным);
• узко избирательные.

Гербициды широкого избирательного действия оказывают воздействие на многие сорные растения, не повреждая культуры. Например, атразин уничтожает широкий спектр двудольных и однодольных сорняков в посевах кукурузы.

Гербициды узкого избирательного действия поражают несколько видов или только один вид сорных растений. Например, авадекс, применяют против овсюга (Avena fatua) в посевах пшеницы, ячменя и гороха, действуя на него ограниченное время в фазе 1-2 листьев. Пропанид применяют в борьбе с куриным просо (Echinochloa crus-galli) в посевах риса, при этом на остальные сорняки его действие ограничено.

Важно!

Свойство селективности определяет безопасность гербицида. Применение препарата более избирательного действия в меньшей степени опасно для конкретной обрабатываемой культуры.

По химическому строению/ действующему веществу

Гербициды разделяются на:

• арилоксиалкилкарбоновые кислоты— самые применяемые препараты, действуют только на двудольные;

• производные карбаминовой и тиокарбаминовой кислот - действующие вещества: десмедифам, фенмедифам, просульфокарб.

• производные триазина - селективные гербициды против двухдольных сорняков. В настоящее время разрешены к применению препараты на основе метамитрона, метрибузина.
• производные сульфонилмочевины - массово применяются, широкого спектра действия, гербициды обладают высокой биологической активностью, высокой избирательностью, системным продолжительным действием и стойкостью в биологических средах.
• производные арилоксипропионовых кислот
• фосфорорганические гербициды - массово применяемые в настоящее время. Среди них – глифосат, который успешно уничтожает многолетние корневищные сорняки (тростник, пырей ползучий, вьюнок, одуванчик, молочай, ромашку и др.).

Согласно химическому составу, гербициды различаются на:

• органические. Эти препараты не несут вреда для живых организмов;
• неорганические. Такие средства защиты растений требуют осторожности, поскольку могут оказывать вред на живые организмы.

По способности перемещаться по растению

По этому свойству все пестициды для уничтожения сорняков делятся тоже на 2 большие группы:

• контактные: эти препараты воздействуют поверхностно. Они вызывают ожог надземной части растения, вследствие чего оно увядает.
• (местно-проникающее действие).
• системные: препараты этой группы проникают в структуру сорняков и перемещаются по всему растению вместе с соком, вызывая гибель. Такие вещества приобретают особенную ценность, когда борьба происходит с сорняками, имеющими развитые корни, которые сложно повредить другими способами.

Способы проникновения и механизм действия

Контактные препараты отличаются низкой подвижностью в растениях, поэтому внутрь практически не проникают. Поглощение системных гербицидов происходит либо через листья, либо через корни, что зависит, в основном, от способа несения действующего вещества.

Проникновение. Попав на поверхность листа, средство может:

• остаться на поверхности (сульфат железа);
• раствориться в воске кутикулы (ароматические масла);
• проникнуть в водную фазу эпидермальных клеток (бромоксинил);
• проникнуть во флоэму через симпласт (2,4-Д).

При корневом внесении системные гербициды адсорбируются корневыми волосками и затем переходят к месту действия с акропетальным током жидкости.

Большинство современных гербицидов действуют на растения через ферментные системы.

В зависимости от механизма действия, средства:

• разрушают мембраны клеток;
• подавляют образование аминокислот;
• проявляют гормоноподобное действие;
• угнетают синтез жиров;
• угнетают фотосинтез;
• ингибируют образование пигментов;
• ингибируют меристематический митоз.

Другие, более малочисленные препараты, имеют иные механизмы действия: нарушают транспорт ауксинов, подавляют образование целлюлозы или имеют не выясненные закономерности воздействия на растения.

Разрушение клеточных мембран (бипиридилы, триазолиноны, дифенилэфиры)

После абсорбции тканями листьев образуют свободные радикалы, оказывающие повреждающее действие на мембраны клеток.

Активные формы кислорода вступают с остатками жирных кислот во взаимодействие, и запускается реакция перекисного окисления липидов. Мембраны повреждаются, содержимое клеток переходит в межклеточное пространство. На солнце этот процесс происходит быстрее. Вначале происходит размокание, а затем некроз и иссушение тканей. 

Симптомы повреждения этими гербицидами развиваются быстро, в течение нескольких часов.

Подавление образования аминокислот (имидазолиноны, сульфонилмочевины, производные фосфоновой кислоты)

Препараты в растении перемещаются в места максимальной активности метаболизма – в меристему, поступая в нее через корни и листья и двигаясь по флоэме и ксилеме. 

Так, например, сульфонилмочевины и имидазолиноны прекращают выработку некоторых аминокислот (лейцин, изолейцин, валин) в хлоропластах, блокируя фермент ацетолактат-синтазу.

Угнетение образования аминокислот приводит к тому, что в растениях возникает недостаток структурных белков, из-за чего подавляются процессы роста и развития. Гербициды, ингибирующие синтез аминокислот, действуют относительно медленно, эффект развивается за несколько дней.

Гормоноподобные препараты (феноксиуксусные, хинолинкарбоновые, бензойные, пиридинкарбоновые кислоты)

Заменяют естественные гормоны растений, эффективнее всего проявляют свое действие в двудольных сорняках, растущих в посевах зерновых, потому что в зерновых они слабо передвигаются.

Применение наиболее оправдано в начальные фазы роста сорняков. После всасывания через корни и листья гормоноподобные гербициды оказывают токсическое действие на растения.

Особенности этого действия известны не для всех гербицидов. В ряде случаев под влиянием препаратов инициируется процесс образования этилена, который вызывает угнетение роста в длину побегов или корней.

При этом, клетки растений увеличиваются в своих размерах, не успевая запасать питательные вещества.

Это приводит к постепенному истощению сорняка и вызывает гибель.

Угнетение синтеза жиров (циклогександионы, бензофураны, арилоксифеноксипропионаты)

Подавляют образование жирных кислот, обладают высокой степенью избирательности в отношении одно- и многолетних злаков. Ими обрабатываются вегетирующие части растений. Перемещаются с флоэмным током по симпласту в места активного роста.

Как правило, подавляют ацетил-коэнзим-А карбоксилазу, отвечающую за начальные стадии образования молекул жирных кислот. Из-за нарушения их синтеза вторично угнетается формирование клеточных мембран.

В итоге рост растений приостанавливается почти сразу, а в дальнейшем появляются и другие симптомы повреждения. Гибель сорняков происходит через 10-14 дней.

Угнетение фотосинтеза (триазины, пиридазиноны, карбаматы, триазиноны (системные), нитрилы, тиадиазины (контактные)

Блокируют процесс превращения солнечной энергии в химическую. Как правило, наиболее токсичны для двудольных, иногда – для злаков.

Системные ингибиторы фотосинтеза проникают в растение через корни с ксилемным током и переходят внутрь хлоропластов, где нарушают работу белка электронтранспортной сети, вступая с ним в химическую реакцию.

Контактные препараты ограниченно движутся по симпласту в побегах. Они также способны блокировать электронтранспортную цепь, к тому же, они могут разобщать процесс фосфорилирования во время фотосинтеза, что приводит к прекращению запасания клетками энергии в виде АТФ.

Подавление образования пигментов (изоксазолидиноны, циклогександионы, некоторые фторсодержащие гербициды (флурохлоридон)

Передвигаются больше по ксилеме, так что лучше проявляют свой эффект при внесении в почву. После проникновения в растение перемещаются в ламеллы хлоропластов, где подавляют образование хлорофиллов и каротиноидов, необходимых для осуществления процесса фотосинтеза.

Каротиноиды переносят световую энергию к хлорофиллу и защищают его от фотоокисления, поэтому при нарушении их образования происходит обесцвечивание хлорофилла и потеря им основных свойств.

Подавление синтеза каротиноидов может осуществляться разными путями. Например, флурохлоридон осуществляет это путем ингибирования фермента фитоеновой десатуразы, а бензоилциклогександионы угнетают образование пигментов в растении, подавляя энзим 4 – гидроксифенилпируватдиоксигеназу.

Изоксазолидинон кломазон вредит сорнякам угнетением образования ди- и тетратерпенов (предшественников гиббереллинов, отвечающих за развитие и рост растений). Дитерпены входят в состав молекул хлорофилла, так что ингибирование их образования также приводит к уменьшению образования последнего.

Ингибирование митоза (хлорацетамиды, динитроанилины)

Подавляют деление клеток в меристеме, угнетая рост проростков. При этом, хлорацетамиды подавляет меристему побегов, а динитроанилины – корней.

Динитроанилины угнетают поздние стадии процесса митоза, прекращая образование белка тубулина, из которого состоят микротрубочки, участвующие в процессе расхождения хромосом при клеточном делении. Рост корней в результате задерживается, питание растений нарушается, сорняки гибнут.

Хлорацетамиды блокируют образование длинноцепочечных жирных кислот, нарушая формирование новых клеток при делении.

Как видим, классификация довольно обширная, поэтому применение гербицидов требует грамотного выбора и учета всех характеристик.

Избирательность действия гербицидов и устойчивость растений к этим препаратам

В сравнении с другими пестицидами, гербициды отличаются более высокой фитотоксичностью, которая оказывается тем больше, чем менее избирательным действием обладают препараты, и чем менее устойчиво растение к тому или иному средству.
Иногда вещества с широким спектром влияния уничтожают не только сорняки, но и полезные культуры, находящиеся в родстве с объектами основного действия (одно семейство и др.). К примеру, в посевах свеклы из-за определенных препаратов может гибнуть и сорняк марь белая, и сама свекла. Аналогичным образом, при действии гербицидов на однодольные сорные злаки способна пострадать основная зерновая культура. По этой причине в ряду гербицидов выбираются вещества, к которым среди полезных растений существует устойчивость, или которые имеют наиболее избирательное действие.

Избирательность, или селективность препаратов этой группы бывает:

Топографическая (анатомо-морфологическая) селективность обусловлена отличиями в строении разных растений. Те растения, которые имеют толстую кутикулу, покрыты воском или отличаются густым опушением листьев, оказываются механически более устойчивыми к препаратам, потому что покровы не дают веществу подействовать на уязвимые ткани, а воск и листья, направленные вертикально, не удерживают на своей поверхности частицы препарата, которые скатываются вниз. Аналогичным образом, сорняки с мощными и глубоко проникающими в почву корнями намного устойчивее тех растений, корневая система которых располагается поверхностно. Наряду с недостатками гербицидов, обладающих топографической селективностью, у них есть и преимущества. Так, средства, действующие на сорные травы и потенциально способные повлиять на древесно-кустарниковую растительность, не влияют на нее из-за ее развитой корневой системы.

Биохимическая избирательность определяется различиями в физиологических процессах, протекающих внутри растений. Попадая во внутреннюю среду растительного организма, гербициды преобразуются в метаболиты и подвергаются химическим превращениям. От того, какие именно превращения идут и в присутствии каких эндогенных веществ они происходят, зависит конечный результат действия. После обработки гербицидом растение может либо погибнуть, либо, напротив, ускориться в росте. У ряда сорняков и культур пестицид проникает внутрь через листья, а потом перемещается по растению и покидает его через корни, не нанося ему никакого вреда.

Биохимическая устойчивость к действию гербицидов создается благодаря определенным физиологическим закономерностям, способствующим разрушению препарата. Достаточно большое количество растений отличается способностью разлагать препарат 2,4 – Д. Некоторые сорта земляники и красная смородина декарбоксилируют боковую цепь молекул этого вещества, злаки связывают токсин с белками мембран и не разрушенных клеточных структур, и также проводят декарбоксилирование. Горец адсорбирует и связывает 2,4-Д на поверхности клеток, подорожник соединяет его с небелковыми эндогенными веществами.

Устойчивость сорняков к некоторым средствам обусловлена транспортировкой гербицидов в направлении корней, где они могут быть выведены либо депонированы (как в случае с кукурузой, при действии на нее производными триазина). Сохранение токсических веществ в корневой системе обычно продолжается недолго, так как со временем они разрушаются. Уже упомянутая кукуруза инактивирует триазины при помощи фермента пероксидазы. У чувствительных растений такого не происходит, препараты в них транспортируются в различные органы и точки роста, где они и проявляют свое действие.

Важное достоинство гербицидов состоит в том, что их применение позволяет отойти от механической культивации, ручного труда и повысить производительность сельскохозяйственных работ.

Чувствительные и устойчивые к гербицидам растения

В зависимости от реакции на применение гербицида, культурные и сорные растения делятся на:

• чувствительные — полностью уничтожаются;
• среднечувствительные — отмирают частично или угнетаются;
• устойчивые.

Фаза развития влияет на чувствительность к действию гербицидов. Наибольшую чувствительность и культурные и сорные растения проявляют в раннем возрасте, особенно при прорастании.

Наличие более сильной корневой системы положительно влияет на устойчивость растений. По этой причине многолетние сорняки более устойчивы, чем малолетние. Например, деятельная корневая система таким сорняков, как бодяк полевой (Cirsium arvense), осот полевой (Sonchus arvensis), горчак ползучий (Rhaponticum repens), вьюнок полевой (Convolvulus arvensis), хвощ полевой (Equisetum arvense), залегающая на глубине более 10 см, устойчива к атразину, которые не проникает на большую глубину. Данное свойство позволяет применять этот препарат в садах и лесных питомниках, уничтожая сорняки, корневая система которых залегает в верхних слоях почвы, не затрагивая корней деревьев и саженцев.

Степень «опасности» гербицидов для сорняков, помимо особенностей механизма действия препарата и прочих факторов, обусловливаются устойчивостью гербицида в почве и на поверхности растений.

Сферы использования гербицидов

Применение гербицидов не исчерпывается интересами сельского хозяйства. Препаратами неизбирательного действия обрабатывают участки территории вокруг промышленных объектов различного назначения и на путях коммуникации (под линиями электропередач, на дорогах). В свое время они даже находили применение в работе службы наркоконтроля, когда их применяли для уничтожения обнаруженных плантаций конопли.

Кроме того, гербициды в смеси с дефолиантами применялись в военных целях, чтобы обнаруживать местоположение противника в лесах и джунглях.

Применение гербицидов в сельском хозяйстве

Препаративные формы

Гербициды производят в виде смачивающихся порошков, концентратов эмульсий и концентратов суспензий.

Сроки внесения

От этого параметра напрямую зависит эффективность пестицидов. Вносят их следующими способами:

• единовременно с посевом;
• до появления всходов;
• до посева весной или осенью;
• в начале периода вегетации.

Обработка довсходовыми препаратами может проводиться до, во время или после посева, а послевсходовые применяются одновременно с появлением первых всходов, во время кущения растений и при достижении сорняками определенной высоты (5-15 см).

Как правило, молодые растения угнетаются гербицидами сильнее, чем взрослые. Так, при обработке всходов сои через 10, 20 и 30 суток с момента появления первых всходов происходило снижение урожайности на 9,9, 19,8 и 39,1%.

Способы внесения

Способ внесения определяется предполагаемым контактом гербицида с определенными частями растений.

• Листовые гербициды применяют при борьбе с вегетирующими растениями, их наносят на надземные части – побеги, листья и т.д. Внесение обычно проводят путем опрыскивания.
• Почвенные гербициды вносятся во влажную почву и распределяются по ней.
• Корневые гербициды вносятся при помощи заделывания в почву гранул либо капельного полива (фертигации).

Особенности. Если используется гербицид неизбирательного действия, то культивируемые растения следует защитить от его действия, проводя направленное опрыскивание. Необходимо учитывать изменения устойчивости растений к действию препаратов в разном «возрасте».

Гербициды, которые проникают через листья в растения, на 2 — 3-й день разрушаются и наносят меньший вред окружающей среде, чем попадающие через корневую систему. Современные средства содержат ПАВ, что предотвращает смывание их дождем и накопление в почве. Неионизирующиеся ПАВ, входящие в состав импортных средств, полностью безопасны для растений.

Необходимые природные условия

Ветер. Порывы ветра приводят к неравномерному распределению и повышенному испарению раствора гербицидов при опрыскивании. При скорости ветра 3,6 м/с капли диаметром мене 100 мкм сносятся порывами полностью даже на расстоянии распылителей от поверхности почвы 38 см. Снос уменьшается при увеличении размера капель, а при диаметре более 325 мкм прекращается.

Поэтому оптимальные условия опрыскивания наземными штанговыми опрыскивателями складываются в безветренную погоду, для аэрозольных генераторов авиаопрыскивания — скорость ветра должна быть не более 2 м/с. Для защиты культур, чувствительных к препарату, на соседних территория оставляют защитную полосу шириной 5-10 м, в ветреную погоду её ширину увеличивают, либо не проводят опрыскивание вовсе. Для аэрозольных генераторов защитная полоса составляет 100 м, а в случае авиаопрыскивания при направлении ветра в сторону соседнего поля её увеличивают до 2 км.

Осадки. Опрыскивание проводят утром и вечером при отсутствии осадков. В дневное время восходящие потоки воздуха поднимают мелкие капли раствора вверх и могут переносить их на большие расстояния. Эффективность гербицидов снижается в случае выпадения осадков во время опрыскивания или в первые 6 ч после него.

Температура. Оптимальная температура воздуха при проведении обработки 16-22 °С. Низкие температуры снижают эффективность препаратов из-за пониженной ростовой активности у сорняков, высокой температура — увеличивает испарение раствора и создают угрозу повреждения культур на соседних полях, чувствительных к гербициду.

Влажность почвы. Низкая влажность почвы снижает эффективность ряда гербицидов, детоксикация происходит медленнее, что приводит к длительному последействию на последующие чувствительные культуры севооборота. Высокая влажность способствует проникновению гербицидов в глубь почвы, где они быстро инактивируются, не создавая должного эффекта в верхних слоях.

Солнечный свет. Гербициды, не устойчивые к солнечному излучению (триаллат, трефлан, тиллам и др.), следуют заделывать в верхние слои почвы.

Состав почвы. Богатые гумусом или илистыми фракциями почвы имеют повышенную адсорбцию к гербицидам, что снижает их эффективность. Поэтому на таких почвах нормы расхода увеличивают. Наоборот, на бедных песчаных и супесчаных почвах дозы уменьшают.

Гербициды и севооборот

Применение гербицидов обязывает оценивать параметры севооборота. Нельзя применять устойчивые в почве гербициды на участках, где в следующем сезоне будут засеяны чувствительные к данным средствам растения. Система гербицидов в севооборотах определяются составом культурных растений, агроклиматическими условиями и типом почвы. Например, в севооборотах на дерново-подзолистых почвах (1 — занятый пар, 2 — озимая пшеница, 3 — ячмень + многолетние травы, 4-5 — многолетние травы, 6 — озимая пшеница, 7 — картофель, 8 — ячмень) гербициды использовались только в посевах озимой пшеницы, картофеля и ячмень. При этом снижение засоренности составило 80-95%, а продуктивность севооборота возрастала от ротации к ротации.

Нормы расхода гербицидов

Оптимальные нормы расхода, сроки и способы внесения установлены для всех гербицидов.

Точную норму расхода гербицидов определяют с учетом следующих факторов:

• видового состава сорных растений;
• гранулометрического состава почвы и содержания органического вещества;
• степени засоренности;
• погодных условий во время обработки;
• остаточное действие на последующие культуры.

Нормы расходов чаще рассчитывают в килограммах действующего вещества на 1 га D или в килограммах препарата (технического продукта) на 1 га:

где d – норма расхода действующего вещества, кг/га, А – содержание действующего вещества в техническом препарате, %.

Также можно рассчитать норму расхода гербицида, при заданных расходах препарата:

Норма расхода гербицидов при ленточном способе внесения, используемом, например, при обработке пропашных культур,  рассчитывается по формуле:

где Dл – норма расходы гербицида при ленточном внесении, кг/га; Dс – норма расхода гербицида при сплошном внесении, кг/га; S – ширина ленты опрыскивания, см, М – ширина междурядий, см.

При использовании гербицидов в жидкой форме, норму расхода жидкости рассчитывают с учетом применяемых машин и техники. Для контактных препаратов почвенного действия нормы расхода жидкости более высокие. При авиационных обработка нормы расхода ниже, чем при использовании навесного или прицепного опрыскивателей в сцепке с тракторами.

Примерные нормы расхода для наземных опрыскивателей: при использовании контактных гербицидов составляют 300-600 л/га, системных — 150-300, почвенного действия — 300-400 л/га.

Норма расхода жидкости в случае авиационных опрыскивателей при малообъемном опрыскивании составляет 25 л/га в посевах зерновых культур; при относительной влажности воздуха менее 50% — 50 л/га. Гербициды почвенного действия и при обработке посевов риса расход жидкости составляет 50-100 л/га, посевов льна — 100-150 л/га.

Концентрацию рабочего раствора K, % в зависимости от нормы расхода гербицида по действующему веществу D, кг д.в./га и нормы расхода жидкости Q, л/га, рассчитывают по формуле:

Дозы гербицидов корректируют с учетом чувствительности культурных и сорных растений. Для борьбы с многолетними сорняками норму расхода увеличивают на 15-25%.

Каждый год по всему миру производится порядка 4,5 млн тонн различных гербицидов, которые в интенсивном режиме вносятся в почву. Это не может пройти незамеченным для состояния окружающей среды в районах развитого земледелия.

Прежде всего, эти вещества накапливаются в почве. Они способны вымываться из нее, попадая в водоемы, а затем в организм животных и человека. Процессы физико-химического поглощения, биологического и ферментативного разрушения играют свою роль в избавлении почвы от ядов, однако часть токсинов системного действия все же способна проникать в урожай и создавать угрозу для качества кормов и продовольствия.

К тому же, химические компоненты угнетают жизнедеятельность биологической составляющей почвы: обитающих в ней бактерий, грибов, актиномицетов, водорослей, корненожек, жгутиковых и т.д. Все они участвуют в образовании гумуса, и их гибель неизбежно приводит к ухудшению питательных свойств почвы. Это очень актуально, так как действие внесенного препарата может продолжаться достаточно длительное время.