Реферат Химический метод борьбы с сорняками

1.1.Биологические основы применения гербицидов

Для борьбы с сорняками в настоящее время наиболее экономически целесообразным является химический метод, при котором подавление многих сорняков непосредственно в посевах проводится высокоэффективными гербицидами, не повреждающими культурные растения.

Название «гербициды» происходит от сочетания латинских слов herba (герба) — трава и caedo (цидо) — убиваю. Специальное название имеют химические препараты, применяемые в борьбе с водными сорными растениями, которые именуют альгицидами.

Современные гербициды — это в основном органические соединения, способные свободно и быстро проникать в ткани и клетки растений, приводя их к гибели. При применении почвенных гербицидов действующее вещество проникает в растение через корни и живые ткани проростка, колеонтиля, а при применении гербицидов во время вегетации - через ткани листа. Первый этап действия — химические средства проникают в растения через их покровные ткани в местах контакта. Второй этап — перемещение вместе с первичными продуктами обмена и локализация в различных органах. Третий этап — накопление гербицида в определенных органах или разрушение их до нетоксических соединений. Основой использования гербицидов в посевах той или иной культуры является принцип избирательности их токсического действия. Она зависит от морфологического и анатомического строения растений.

Морфологические строение растений, относящихся к различным классам, влияют на избирательное действие гербицидов следующим образом. Однодольные растения значительно легче переносят гербицидные нормы препарата, чем двудольные. У злаков листья узкие и расположены более или менее вертикально, а поверхность их (особенно верхняя сторона) покрыта восковым слоем кутикулы. В связи с этим капли гербицидов на таких листьях плохо удерживаются и легко скатываются на землю. У двудольных растений листья шире и расположены почти горизонтально, поэтому капли гербицидов на них удерживаются значительно лучше. Гербициды группы стимуляторов роста лучше действуют на более молодые ткани и прежде всего на точку роста растений. У злаков в ранний период вегетации (вплоть до колошения или появления метелки) точка роста расположена внизу и защищена листьями от капель препарата. У двудольных же растений она находится на верхушке стебля или в пазушной части листа (при образовании боковых побегов) и ничем не защищена от гербицида.

Анатомическое строение также влияет на неодинаковое отношение однодольных и двудольных растений к гербициду. Так, у двудольных растений вскоре после появления всходов в тканях стебля и корня образуется слой камбия, который служит для образования луба и древесины. В камбиальные клетки поступают вода и растворимые в ней соли, а вместе с ними и гербицид. В очень малых концентрациях гербицид регулятор роста ускоряет (стимулирует) рост большинства культурных и сорных растений, при средних — задерживает (ингибирует) рост многих растений, в том числе и двудольных сорняков, при повышенных концентрациях нарушает нормальную жизнедеятельность, в результате наблюдается отравление из за нарушения нормальных физиологических и биохимических процессов. Действующее вещество гербицида, которое является регулятором роста, вступает во взаимодействие с содержимым камбиальных клеток и стимулирует их деятельность. В результате приток воды и питательных веществ в другие органы (например, листья и их ткани) резко сокращается. Это приводит к увяданию и скручиванию (вследствие плазмо-литического состояния клеток) листьев и черешков. Камбий, получивший воду и питательные вещества, начинает усиленно делиться и откладывать элементы флоэмы и ксилемы. Однако дифференциация этих элементов нарушается, что приводит к паренхиматозу, и явление принимает патологический характер. Покровные ткани стебля или корня не выдерживают чрезмерного разрастания клеток и начинают разрываться. Образовавшиеся на стеблях или корнях трещины служат очагами размножения микроорганизмов, разлагающих растительный организм. В стеблях и корнях однодольных (злаковых) растений в период обработки их регуляторными гербицидами отсутствует вторичное строение, нет камбиального слоя или он очень мал. Поэтому у них нет условий для концентрации пестицидов в какой-либо ткани. Попавший внутрь злаковых растений гербицид (в оптимальных нормах) не вызывает патологических изменений; они практически без особых последствий переносят гербицидные для двудольных растений нормы препарата. Необходимо отметить, что злаковые растения могут инактивировать действующее вещество гербицида до безвредного для растений соединения.

Гербицид, проникший в листья двудольных растений, ускоряет отток образовавшихся здесь пластических веществ в стебли и корни, ослабляет процесс фотосинтеза, ускоряет процесс распада полисахаридов, нарушается обмен веществ, уменьшает содержание белка и углеводов в клетках, увеличивает количество небелкового азота во всех органах. Избирательность действия противозлаковых гербицидов связано с блокированием поступления ферментов, регулирующих клеточное деление, отчего рост злаковых сорняков прекращается, и впоследствии они отмирают.

Почвенные гербициды применяются в период перед посевом до появления всходов яровых поздних культур, и в чистых парах. Токсические вещества почвенного гербицида сосредотачиваются в слое 0-3 см почвы из которого прорастает основная часть сорняков. Семена культурных растений заделываются на глубину до 7 см., поэтому действующее вещество на проростки их не действуют. Зародышевые корешки соприкасаются с почвой содержащей действующее вещество гербицида и поглощают его. Химическое вещество вызывает у проростка неконтролируемое деление клеток, в результате, корешки перестают выполнять функцию снабжения растения водой и питательными веществами, приводя его к гибели. Как правило, почвенные гербициды имеют широкий спектр действия на сорняки.

Таким образом главными причинами избирательности действия гербицидов на растения различных систематических групп являются видовая специфичность цитоплазматических белков и ферментов, проявляющаяся в особенностях обмена веществ, а также обладание каждым организмом защитными свойствами в онтогенезе.

1.2. Классификация гербицидов

Количество гербицидов разрешенных к применению в сельском хозяйстве на территории Украины насчитывается 291. Они имеют различные показатели: по химическому составу; механизму действия на сорные и культурные растения; по способу и сроку применения и экологическим последствиям. Поэтому для эффективного использования в сельском хозяйстве очень важно систематизировать эти препараты и по различным признакам объединить в группы. Это позволит практикам быстрее разобраться в их большом количестве и более целенаправленно применять препараты которые экономически целесообразны в конкретных агрофитоценозах хозяйств. Классификация гербицидов показана в схеме.

Классификация гербицидов

Схема - 1

По способу внесения Гербициды делят на две группы.

1. Почвенные препараты (харус на подсолнечнике, харнес – на кукурузе, штефацил-это – на свекле и др.). Их вносят в почву с немедленной (не более 10—15 мин) заделкой бороной или культиватором, так как они быстро испаряются или разлагаются на свету, не вступив в контакт с почвой. Их вносят путем опрыскивания почвы при проведении предпосевной культивации или до появления всходов культурных растений.

2. Препараты, применяемые для уничтожения вегетирующии сорняков (2,4-Д, ларен - на зерновых, калисто – на кукурузе, евро-лайтнинг – подсолнечнике и др.). Их применяют методом опрыскивания посевов.

По характеру проникновения в растение системные и конТактные гербициды делят на три группы.

1. Проникающие через листья и другие надземные органы. Эти гербициды (аврора, агил, антизлак и др) используют для борьбы только с вегетирующими сорняками.

2. Проникающие через корни или проростки (трефлан, трифлурекс, глифовес и др). Их называют гербицидами корневого действия и вносят только в почву до появления сорных растений.

3. Проникающие через листья и корни {2,4-Д, 2М-4Х, и др). Их часто называют препаратами комбинированного действия.

По срокам внесения Гербициды делят на четыре группы.

1. Применяемые до посева культурных растений (осенью или весной).

2. Применяемые одновременно с посевом культурных растений.

3. Применяемые сразу или вскоре после посева культурных растений, но до появления их всходов (за 3 — 4 дня).

4. Применяемые в начале вегетации сорных и культурных растений.

По принципу действия на растении гербициды условно делят на Две группы.

1. Гербициды сплошного действия (общеистребительные). Они уничтожают все растения (культурные и сорные). В связи с этим их целесообразно использовать на необрабатываемых сильнозасоренных землях, на обрабатываемых почвах в пожнивный период против многолетних и других сорняков, на черных и ранних, а также занятых (после уборки урожая парозанимающих культур) парах если гербицид быстро разлогается и не имеет эффекта последействия на последующую культуру. В отдельных случаях об­щеистребительные гербициды можно применять направленным способом в садах, виноградниках, лесонасаждениях и в посевах пропашных культур с широкими (не менее 70 см) междурядьями К гербицидам сплошного действия относятся большинство неорганических соединений, а также ряд органических веществ (Арсенал, Раундап, Глифоган и др).

2. Гербициды избирательного (селективного) действия составляют наибольшую группу, применяемую в практике сельского хозяйства. Избирательность гербицидов определяется не только химическим составом, формой и нормами препарата, сроками и способами опрыскивания засоренных посевов, но и фазами роста, физиолого-биохимическими и анатомо-морфологическими особенностями культурных и сорных растений, а также условиями внешней среды. В основе избирательности гербицидов лежит также различная способность и х к поглощению и детоксикации в растительных тканях.

В процессе определения гербицидных свойств у новых химических соединений избирательность проявляется по одному признаку или их комплексу. Например, при использовании гербицида 2М-4Х в посевах льна морфологический признак является главным — у молодых растений этой культуры (в фазе елочки) гладкие листья расположены почти вертикально, поэтому падающие капли препарата скатываются с их поверхности. Кроме того, листья и стебли у льна покрыты несмачивающейся кутикулой. Капли гербицида задерживаются на горизонтально простирающихся и нередко опушенных листьях молодых сорняков. Поэтому, несмотря на то, что лен - двудольное растение, его не подавляет избирательный гербицид 2М-4Х, обычно повреждающий широколистные сорняки в посевах этой культуры.

По спектру действия на растения системные и контактные герБициды объединяют в две группы.

1 Гербициды широкого спектра действия. Характерным для этих препаратов является способность уничтожать многие, даже далекие по систематическому положению виды растений. Сюда относятся раундап, трефлан, глифосат и др.

2 Гербициды узкого спектра действия. Это узкоспециализированные препараты, используемые для борьбы с отдельными видами или группами растений: гродил – против подмаренника цепкого, в посевах пшеницы и ячменя, тристар — против ежовника рисового, проса куриного и крупноплодного, клубнекамыша и монохории в посевах риса.

По характеру действия на растения общеистребительные и избирательные гербициды делят тоже на две группы.

1. Гербициды системного действия (передвигающиеся). К этой группе относятся такие гербициды, которые легко проникают через надземные или подземные органы в ткани растений, передвигаясь

По флоэме или ксилеме, вступают во взаимодействие с продуктами обмена (метаболитами) и нарушают общий ход физиолого-биохимических процессов, вызывая различные патологические явления. Представители данной группы особенно эффективны в борьбе с многолетними сорняками, развивающими мощную корневую систему. К таким гербицидам относятся препараты 2,4-Д, 2М-4Х, раундап, глифоган, глифосат, атаман, буран и др.

2. Гербициды контактного (местного) действия. Гербициды этой группы повреждают только те органы или ткани растений, с которыми они соприкасаются после опрыскивания. Они не передвигаются по сосудисто-проводящей системе растений, поэтому органы, на которые гербициды не попадают, могут сохраняться длительное время без внешних признаков повреждения. При отмирании, например, надземных частей растений (листьев и стеблей) корневая система у многолетних сорняков остается живой и от нее нередко наблюдается отрастание новых побегов. К гербицидам данной группы относятся аркан, ацет, базагран, бетанес и др.

По длительности остаточного действия Гербициды делят иа две Группы.

1. Препараты с длительным (персистентные) активным действием более 4 месяцев (глифосат, ураган, экстрим и др). Остаточное действие таких гербицидов даже при оптимальных нормах внесения может влиять на последующую культуру севооборота, особенно на малогумусных почвах и в годы недостаточного увлажнения. Последействие в течение длительного времени этих гербицидов на необрабатываемых землях, в садах и древесных насаждениях имеет положительное значение в борьбе с сорняками. В то же время в полевых, кормовых и овощных севооборотах, где чаше всего используют данные препараты, такое свойство их является нежелательным, так как нередко повреждаются чувствительные культуры, высеянные в следующем году после применения таких гербицидов.

2. Препараты с коротким, менее 4 месяцев, действием (2,4-Д, 2М-4Х, и многие другие). После применения этих гербицидов в оптимальных нормах в следующем году без особого риска можно возделывать культуры согласно чередованию их в севообороте. При использовании производных 2,4-Д в посевах зерновых, a 2M-4X в посевах льна уже через 2 месяца можно высевать другие культуры.

По химическому составу Гербициды делят на две группы.

1. Неорганические — цианамид кальция и др. Эту группу гербицидов используют в основном для сплошного уничтожения сорных растений или как избирательные.

2. Органические. К этой группе относят следующие химические вещества: производные арилоксиуксусных кислот, арилоксимасляных кислот, арилоксипропионовых кислот, симметричного триазина, мочевины, замещенных фенолов, бензойной кислоты, алифатических карбоновых кислот, амидов и натрилов алифатических карбоновых кислот, ароматических карбоновых кислот, карбаминовой кислоты, тиокарбаминовой кислоты, ароматических аминов, двухосновных кислот; гетероциклические соединения и минеральные масла.

Гербициды имеющие разные производные в действующем веществе обладают различной избирательностью по отношению к сорным растениям. Например, производные арилоуксусной кислоты наиболее губительно действуют на двудольные однолетние, двулетние и многолетние сорняки, хотя среди них есть относительно устойчивые виды. Производные мочевины, карбоминовых и алифатических карбоновых кислот, наоборот, сильнее угнетают однодольные (преимущественно однолетние) сорные растения. Гербициды - производные симметричного триазина сильнее подавляют однолетние (в большей степени двудольные и в меньшей — однодольные сорняки), а многолетники угнетает слабо.

В последнее время широко применяют гербициды комплексного действия под различными фирменными названиями. Производство таких препаратов вызвано стремлением расширить спектр действия их на различные сорные растения, произрастающие в посевах. К таким гербицидам следует отнести базис (римсульфурон + тифенсульфурон-метил), бетанес (десмедифам + фенмедифам + етофумизат) и др.

По отношению к ботаническим классам растений (систематичеСкому положению) органические гербициды системного действия разделяют на две группы.

1. Противодвудольные. Ряд гербицидов повреждает только растения, принадлежащие к классу двудольных, не повреждая виды, относящиеся к классу однодольных, что обусловлено их морфобиологическими особенностями. Сюда относятся 2.4-Д и 2М-4Х, хармони и др. Эти соединения используются для уничтожения широколистных (двудольных) сорняков в посевах однодольных (злаковых) культур.

2 Противозлаковые. Гербициды данной группы подавляют однодольные, а при оптимальных нормах не повреждают двудольные растения. К ним относятся фюзелад форте, центурион, цитадель и др. Гербициды этой группы используют для уничтожения злаковых сорняков в основном в посевах широколистных культур — сахарной свеклы, подсолнечника, хлопчатника и др.

Химический способ борьбы с сорняками не должен отрицательно влиять на чередование культур в севооборотах. Применение гербицидов должно способствовать не только очищению полей от сорняков, повышению культуры земледелия, но и увеличению урожайности культурных растений.