Гербициды и их применение в сельском хозяйстве

 

 

 

 

 

3 Химические классы гербицидов

3.1Арилоксиалканкарбоновые кислоты

Химический класс, пестициды, гербициды. Занимают ведущее место по объемам производства и использования в сельском хозяйстве. Действуют только на двудольные растения [10].

Действующие вещества:

-2,4-Д (2,4-Дихлорфеноксиуксусная кислота)

-2,4-Д (2-этилгексиловый эфир)

-2,4-Д (диметиламинная соль)

-2,4-Д (малолетучие эфиры С7-С9)

-Галоксифоп-П-метил

-МЦПА (2М-4Х)

-МЦПА (диметиламинная соль)

-МЦПА (диметиламинная+калиевая+натриевая соли)

-Флуазифоп-П-бутил

Действие на вредные организмы

Все препараты группы 2,4-Д – вещества гормонального действия. В зависимости от дозы, они оказывают фитотоксическое, гербицидное или стимулирующее действие. Являются избирательными гербицидами системного действия [6]. Соли 2,4-Д и МЦПА эффективны против однолетних сорняков, а эфиры 2,4-Д, обладая более высокой биологической активностью, подавляют также некоторые многолетние двудольные сорняки. Избирательность действия объясняется отличиями в анатомо-морфологическом строении и физиологических процессах у растений [3].

При использовании гербицидов этой группы гербицидов действие на чувствительные растения проявляется довольно быстро, через несколько часов происходит задержка и полное прекращение роста, скручивание листьев и молодых побегов. Все растение уродливо изгибается. Наблюдается загнивание и утолщение корней в верхней части, отмирание молодых. В отдельных случаях на стебле образуется большое количество придаточных корешков. Листья меняют окраску (желтеют или краснеют) и увядают. Отмечается также деформирование генеративных органов. Все морфологические изменения очень разнообразны, зависят от видовых особенностей растений, их возраста, условий погоды и являются следствием глубоких нарушений физиологических процессов в растениях [1][3].

На пастбищах и лугах гербициды типа 2,4-Д хорошо подавляют герани, подорожники, лютики (цепкий, ядовитый, ползучий), ими угнетается свербига восточная, сурепица обыкновенная, кульбаба шершавая, крестовники, чертополох курчавый, татарник колючий, полыни . Менее чувствительны одуванчик, осот полевой, бодяк полевой [2]. Кроме того, препараты на основе 2,4-Д полезны для уничтожения кустарников при расчистке местности. Также есть данные, что 2,4 дихлорфеноуксиновая кислота и ее бутиловый и бутиловый и октиловый эфиры стимулируют цветение и созревание плодов, а также регулируют опадение плодов садовых деревьев (цитрусовых, яблоневых и др.) [14].

В качестве арборицидов 2,4-Д применяют в борьбе с ивами разных видов, ольхой серой и черной, осиной, крушиной, лещиной, березой пушистой и бородавчатой, жимолостью, черемухой, елью, рябиной на пастбищах и лугах. Различные виды древесно-кустарниковой растительности неодинаково чувствительны к этим препаратам. Наиболее чувствительны ива остролистная, белая, русская, ломкая и трехтычинковая, лещина обыкновенная, ольха серая и черная; среднечувствительны – ива ушастая, пепельная, пятитычинковая, сизовато-серая, береза; относительно устойчивы липа, хвойные породы, осина. Производными 2,4-Д можно опрыскивать как облиственные деревья, так и деревья в безлистном состоянии, используя при этом растворы эфиров 2,4-Д  [2].

Злаковые более устойчивы к гербицидам данной группы в фазе до выхода в трубку; у двудольных растений точка роста открытая, листья расположены горизонтально, поэтому они сильно повреждаются гербицидами этой группы [3].

Устойчивость некоторых растений к 2,4-Д объясняется разрушением его в растительном организме. В злаковых культурах детоксикация 2,4-Д осуществляется за счет связывания гербицида белками неразрушенных клеточных структур с белками мембран цитоплазмы. Устойчивость некоторых двудольных сорняков к 2,4-Д объясняется связыванием гербицида белками клеток или веществами небелковой природы; причиной могут быть также интенсивные процессы декарбоксилирования [3].

Чувствительны к ним многие двудольные сорняки, кроме горцев, ромашки непахучей, тысячелистника, звездчатки, пикульника, торицы, подмаренника [6].

3.2. Динитроанилины

Динитроанилины – это пестициды, производные аммиака NH3, в молекуле которого один или несколько атомов водорода замещены углеводородными радикалами. В качестве гербицидов сегодня наиболее распространены только производные 2,6-динитроанилина: трифлуралин и пендиметалин.

Действующие вещества:

-Пендиметалин

-Трифлуралин

Активность гербицидов группы динитроанилинов определяется строением ароматического ядра, имеющего дефицит электронов, вследствие чего эти соединения образуют стабильные сигма-комплексы с нуклеофильными компонентами растительных тканей. Активные соединения образуют также группы ОСН3, СF3, CN в роли первого радикала [3]. Динитроанилины высоколетучи, что требует их немедленной заделки в почву [1].

Динитроанилины подавляют однолетние одно-и двудольные сорняки, на многолетние действуют слабо.Поскольку вещества этой группы активны только по отношению к прорастающим семенам, они предназначены для почвенного внесения.[6]

Динитроанилины относятся к ингибиторам корневой меристемы.[6] Первичный эффект замещенных динитроанилинов связан с подавлением ростовых процессов, нарушением процессов синтеза нуклеиновых кислот, синтеза РНК и ДНК. Эти нарушения приводят к подавлению вторичных процессов роста, репликации ДНК, клеточного деления, синтеза фитогормонов. Динитроанилины сдвигают равновесие фитогормонов в корнях растений. Вступая во взаимодействие с белками, они подавляют синтез ферментов – снижают в прорастающих семенах активность альфа-амилазы, индуцированной фитазой и гиббереллином. Третичное действие проявляется в подавлении фотосинтетического фосфолирования, окисления НАДН и сукцината, процессов фосфорилирования и дыхания [6]. Нарушается процесс деления клеток в метафазе. На процесс клеточного деления динитроанилины действуют подобно колхицину[3].

Вещества глубоко проникают в корни растений, подземные части проростков, но в надземные органы не передвигаются. Вследствие этого остаточные количества могут содержаться только в клубнях, корнеплодах, луковицах.[6]

Типичным проявлением действия динитроанилинов является опухолевое перерождение кончиков корней прорастающих семян. Клетки становятся многоядерными, небольшого размера, с тонкими оболочками. Симптомы действия этих гербицидов проявляются и после появления всходов: подавляется развитие вторичных корешков, рост побегов, семядольные листья становятся кожистыми, гипокотиль и стебель утолщается и делается ломким, часто приобретает красно-синюю окраску.[3]

3.3. Карбаматы

Карбаматы (или производные карбаминовой кислоты) – сложные эфиры карбаминовой кислоты, получвшие широкое применение в сельском хозяйстве в качестве действующих веществ пестицидов.[3]

Карбаматы – гербициды:

Десмедифам

Фенмедифам

Просульфокарб

Общими для карбаматов является их высокая летучесть и быстрая потеря активности в результате испарения с поверхности влажной почвы и с надземных органов растений. При внесении в сухую почву гербициды удерживаются за счет сорбции. При увлажнении вода вытесняет сорбированные молекулы с поверхности почвенных коллоидов. Они переходят в почвенный раствор и могут оказывать действие на прорастающие семена, но могут и вымываться просачивающейся водой. Однако при среднем количестве осадков препараты, относительно устойчивые к вымыванию, остаются в верхнем 0-5-сантиметровом слое.[5]

Препараты этой группы достаточно легко проникают в растения, сорбируясь корнями, подземными частями растений, колеоптилем, и передвигаются по ксилеме [10]. Они ингибируют процесс фотосинтеза и нарушают в растениях основные обменные реакции. Поскольку карбаматы воздействуют на процесс деления клеток и могут заменять число хромосом, их относят к митотическим ядам [4]. Вещества этой группы прерывают митоз (нормальный процесс деления клеток) в период между анафазой и метафазой, препятствуют образованию перегородок в делящихся клетках, которые формируются после телафазы, что обуславливает возникновение ненормальных многоядерных клеток [6].

В почве гербициды этой группы разрушаются в основном за счет микроорганизмов. Время сохранения их в почве – 3-6 недель, в сухой и холодной – дольше. Период полураспада при 21-27°С – 1-4 недели.

3.4 Производные дипиридилия

Производные дипиридилия – пестициды, гербициды. В настоящее время из действующих веществ данной группы зарегистрированы препараты на основе диквата.

Производные дипиридилия оказывают неизбирательное контактное действие на растения [6]. В местах попадания на растения препараты разрушают ткани и  в течение 2-4 суток вызывают гибель растений [3]. Дикват, в частности, характеризуется быстрым гербицидным эффектом. Даже при использовании малых доз он уничтожает надземную часть растений, может также применяться как дефолиант и десикант.

Дипиридилиевые гербициды, воздействуя через листья на растения, вызывают отклонение электрона в электрон-транспортной системе от своего обычного пути. Восстановленный гербицид реокисляется молекулярным кислородом, в результате чего образуется высокореактивный супероксид-анион, обладающий сильными фототоксическими свойствами. Из-за перекисной трансформации насыщенных жирных кислот, входящих в их состав клеточных мембран, он вызывает их повреждение [7].

Передвижение производных дипиридилия по растению зависит от применяемых доз и условий освещения. При ярком освещении гербициды этой группы слабо передвигаются в корни из обработанных листьев в связи с прекращением оттока ассимилянтов, который вызван ингибированием процесса фотосинтеза. В этом случае уничтожение корней не происходит. В тени или при слабой освещенности гербицидная активность сохраняются дольше, и проявление токсических симптомов проходит более равномерно. Симптомы повреждения: появление некротических пятен, увядание, побурение и отмирание листьев.

Действующем веществом является дикват.

Дикват дибромид применяется для уничтожения сорняков при опрыскивании сенокосных угодий, беспахотном земледелии, в виноградниках, садах, цитрусовых насаждениях и чайных плантациях (не больше трех обработок в сезон), а также для улучшения лугов и пастбищ при плохом травостое (после уничтожения дикватом сорняков проводят посев кормовых трав) [2]. Помимо этого, дикват используют в качестве десиканта для высушивания растений с целью облегчения уборки картофеля, подсолнечника, семенников моркови, люцерны, свеклы, клевера и др. Обработку надо проводить за несколько дней до уборки культурных растений [3].

За рубежом производные дипиридилия применяют для направленной обработки против нежелательной травяной растительности в междурядьях лесных культур. В некоторых странах эти вещества получили распространение как общеистребительные гербициды, но иногда их используют и в качестве арборицидов для борьбы с древесно-кустарниковой растительностью на нелесных землях [6].

Зарегистрированные препараты на основе диквата рекомендуются к применению против злаковых и двудольных сорняков в продовольственного картофеля, посевах моркови (товарные посевы) [5].

3.5. Производные пиридина

Производные пиридина - пестициды, гербициды сплошного действия. Пиклорам используют в виде хорошо растворимых в воде калиевой соли, солей с аминами. Соединения имеют широкий спектр действия и высокую фитоцидную активность.

Производные пиридина – пиклорам. В большинстве препаратов этой группы избирательность действия на растения разных видов выражена слабо или не выражена вообще. Они легко поглощаются корнями и листьями. Обладают большой подвижностью в растениях, могут перемещаться по флоэме и ксилеме. Из корней незначительное количество гербицидов попадает в окружающую среду.

При поступлении через корень эти вещества не накапливаются в нем, а транспортируются в верхние части растения. Перераспределяются из зрелых и концентрируются в молодых листьях и концах побегов [7].

Пиклорам, единственное вещество из этой группы, разрешенное сегодня к применению, – активный гербицид, обладающий продолжительным действием. Поражает однолетние и многолетние корнеотпрысковые растения, кустарники, размножающиеся корневой порослью, горчак ползучий [5][6]. Относится к гербицидам сплошного действия [2][3].

Внешними признаками повреждения являются этиоляция, скручивание и отмирание стеблей и листьев, растяжение молодых побегов [6].

Подавляемые сорные виды. Многолетние корнеотпрысковые сорняки, горчак ползучий (розовый), вьюнок полевой, паслен каролинский.

Обработку пиклорамом проводят в период активного роста сорняков. Препарат используют на несельскохозяйственных землях и на посевах кукурузы. Запрещается высевать культурные растения на обработанных участках [8].

Зарегистрированные препараты на основе клопиралида и пиклорама применяются против двудольных сорняков на посевах рапса;МЦПА и пиклорама (диметилэтаноламинные соли) – против горчака ползучего [3].

3.6. Производные триазинов

Триазины – селективные гербициды. Применяются в сельских и личных подсобных хозяйствах против двудольных сорняков.

Производные симм-триазинов характеризуются системным и контактным действием [9]. Избирательность их действия связана с превращениями хлорзамещенного в соответствующее гидроксизамещенное соединение, не токсичное для культурных растений. Хорошо всасываются корневой системой сорняков и переносятся в стебли и листья, являясь, главным образом, почвенными гербицидами [10].