Что такое гербициды и какие бывают
Классификация и механизм действия гербицидов
Гербициды – средства, используемые для борьбы с сорной растительностью (преимущественно, травянистой). Название образовано от «herb» – «растение» и «cide» – уничтожать, смысловой перевод определения – средства, уничтожающие растения.
Содержание
Классификация гербицидов помогает грамотно подобрать препарат, учитывая систему соподчиненных групп, исходя из механизма действия, химического состава, способа внесения, срока действия и т.п.
Классификация гербицидов
Классификация гербицидов условно определяет несколько групп:
Один препарат одновременно находится в нескольких классификационных группах.
1) по назначению
Некоторые препараты могут оказывать одновременный эффект в 2-х и более направлениях.
2) по спектру действия (избирательности)
3) по химическому строению/ действующему веществу
4) по способности перемещаться по растению
5) по срокам внесения
6) по способу внесения
7) по способу проникновения в растение
Контактные препараты отличаются низкой подвижностью в растениях, поэтому внутрь практически не проникают. Поглощение системных гербицидов происходит либо через листья, либо через корни, это зависит от способа внесения и действующего вещества.
Действующее вещество попав на поверхность листа, средство может:
При корневом внесении системные гербициды адсорбируются корневыми волосками и далее перемещаются с акропетальным током жидкости.
Большинство современных гербицидов действуют на растения через ферментные системы.
8) по формату выпуска / препаративной форме
Гербициды производят в виде смачивающихся порошков, гранул, концентратов эмульсий и концентратов суспензий.
9) по длительности действия
10) по механизму действия (основная классификация гербицидов)
В зависимости от механизма действия действующие вещества гербицидов:
Другие, более малочисленные препараты, имеют иные механизмы действия: нарушают транспорт ауксинов, подавляют образование целлюлозы или имеют не выясненные закономерности воздействия на растения.
Данная классификация гербицидов условная, и может меняться.
Механизмы действия гербицидов
| РАЗРУШЕНИЕ МЕМБРАН КЛЕТОК (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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Гербицид
Гербицид – средство химической защиты растений, используемые для борьбы с сорной растительностью (преимущественно, травянистой). [9]
Содержание:
Гербициды – общепринятое в мировой практике собирательное название химических средств защиты растений, состоящее из корней двух слов – herb – растение и cide – уничтожать. Смысловой перевод определения – средства, уничтожающие растения. Термин был введен в обиход примерно в 1944 году. [7]
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. [4]
Бюст Вергилия около его склепа,
Античность
Средние века
Новое время
ХХ век
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. [7]
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. [7]
После того как в 1944 г. стали известны гармоноподобные соединения 2,4-Д и 2,4,5-Т, в агрономической химии началась новая эра. [6]
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. [7]
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. [4]
Жертва «Агента Оранж»
Ошибки и трагедии в истории гербицидов
Кроме «Агента Оранж», существовали и другие рецептуры гербицидов, предназначенные для уничтожения посевов риса («Агент Блю») и других сельскохозяйственных культур. [8]
Действие гербицидов.
Использован имазапир для уничтожение растительности вдоль железной дороги.
Классификация гербицидов
По целям
Препараты этой группы могут действовать не только на сорные травы. В зависимости от целей (разновидностей уничтожаемых объектов), среди гербицидов выделяют:
Некоторые препараты оказывают одновременный эффект в двух и более направлениях.
По спектру действия
В пределах каждого направления действия гербициды способны уничтожать все растения или только их часть. Исходя из этого, они распределяются на две группы по спектру действия:
По химическому строению
гербициды разделяются на:
По способности перемещаться по растению
Исходя из этого, гербициды бывают:
Химические классы Гербицидов
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. [7]
Проникновение
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. [7]
В зависимости от механизма действия
Другие, более малочисленные препараты, имеют иные механизмы действия: нарушают транспорт ауксинов, подавляют образование целлюлозы или имеют не выясненные закономерности воздействия на растения. [7]
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. [7]
Подавление образования аминокислот
Препараты в растении перемещаются в места максимальной активности метаболизма – в меристему, поступая в нее через корни и листья и двигаясь по флоэме и ксилеме. Сульфонилмочевины и имидазолиноны прекращают выработку некоторых аминокислот (лейцин, изолейцин, валин) в хлоропластах, блокируя фермент ацетолактат-синтазу.
Производное фосфоновой кислоты глифосат подавляет 5 – енолпирувилшикимат- 3- фосфат синтазу, регулирующую биосинтез тирозина, триптофана и фенилаланина. Другие гербициды данной группы прекращают образование L-глутамина, однако в нашей стране средства с таким действием не используются. [7]
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. [7]
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. [7]
Угнетение образования 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. [7]
Подавление 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. [7]
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. [7]
Ингибирование митоза
Препараты данного класса (хлорацетамиды, динитроанилины) подавляют деление клеток в меристеме, угнетая рост проростков. При этом, первая группа препаратов подавляет меристему побегов, а вторая – корней. Поглощаются ингибиторы митоза, соответственно, и побегами, и корнями.
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, судя по всему, блокируют образование длинноцепочечных жирных кислот, нарушая формирование новых клеток при делении. [7]
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. [5]
Избирательность, или селективность препаратов этой группы бывает:
Растительность может уничтожаться с помощью не только химических веществ, но и «естественных» гербицидов. Муравьи подсемейства формицинов, обитающие в Амазонии, впрыскивают муравьиную кислоту во все ростки, кроме поросли деревьев рода Дуройя, с которыми находятся в симбиозе. В результате образуются «чистые леса». Ранее это связывали с участием нечистой силы, поэтому такие леса называли садами дьявола.
Топографическая
Биохимическая
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. [3] [4]
Гербициды — что это такое и для чего их применяют
Содержание:
Термин «гербициды» представляет собой сочетание двух латинских слов «herba» и «caedo», которые в переводе означают «трава» и «убиваю». Действие гербицидов направлено на уничтожение сорняков, мешающих выращиванию культурных растений. Ручная прополка на больших площадях невыгодна и нецелесообразна: семена сорных трав с соседних участков попадут на очищенный грунт и снова прорастут. Придется повторять обработку неоднократно, затрачивая много времени и сил. Представленные на рынке ядохимикаты отличаются механизмом действия, но всегда справляются с поставленной задачей быстро и эффективно.
Классификация по разным параметрам
Все существующие виды гербицидов в сельском хозяйстве сгруппированы по определенным показателям.
По химическому составу они делятся на:
По принципу воздействия классифицируются на:
По характеру воздействия выделяют:
По способу внесения гербициды бывают:
Сроки применения препаратов:
Учитывая обширную классификацию, применение гербицидов требует грамотного выбора и применения препаратов.
Наиболее популярные гербициды
Для дачных участков рекомендуется выбирать гербициды от сорняков с избирательным действием. Избавить газон и землянику от сорных трав поможет «Лонтрел», который сразу расщепляется в почве, не вредя ей. Уничтожает осот, одуванчик, амброзию.
Для очистки газонов применяют аналог «Лонтрела» — препарат «Прополол», который уничтожает двудольные сорняки, действует против 100 и более видов нежелательных растений в течение 4 недель.
На основе глифосата выпускают гербициды «Ураган», «Торнадо» и другие (более 100 химикатов). Такие средства справляются с большинством сорняков. Наибольший эффект получают на участках, где сорные травы нарастили массу. Желательно защитить культурные растения от попадания раствора, накрыв их пленкой.
Выбирая в магазине препарат, стоит обратить внимание на три наиболее популярных средства:
Важно внимательно прочитать инструкцию по применению препарата: любой гербицид требует соблюдения точной дозировки и мер безопасности.
Какие гербициды от сорняков стоит выбрать
Как и удобрения и любые другие препараты, чтобы получить ожидаемый результат, важно правильно выбрать гербицид. Гербициды — это вещества, которые не должны вредить растениям культурных видов, но при этом обеспечивать максимальную защиту против сорных трав. Если на участке уже есть насаждения, требуются препараты с избирательным действием. Средства сплошного действия применяются на незасеянных или уже очищенных от урожая наделах.
Тонконогие сорняки уничтожают средствами «Фурор-супер», «Тарга» и «Торнадо», от полевицы и овсюга спасаются более эффективными препаратами наподобие «Пума-супер». От простых злаковых помогает «Пантера» и ее аналоги.
Опытные агротехники рекомендуют выбирать щадящие средства, чтобы не вредить окружающей среде. Для полного уничтожения сорных трав используют системные ядохимикаты, для избавления от наземной части — контактные.
Инструкция по применению, рекомендации опытных аграриев
Применение химикатов целесообразно только в случае обилия сорняков и неэффективности других методов борьбы с ними. Обработка гербицидами проводится ранним утром либо после захода солнца, чтобы влажность воздуха была наибольшей. В дождь мероприятия не проводят. Рекомендованные сроки применения указаны в инструкции, но стоит руководствоваться также советами опытных агрономов:
Плюсы и минусы использования агрозащиты
Применение гербицидов и других ядохимикатов может вызвать проблемы. Большинство препаратов относится к токсичным соединениям. Если их неправильно применять или превышать рекомендованную дозировку, есть риск погубить культурные растения и навредить почве. Гербициды в неразложившемся виде попадают в водоемы, где наносят вред флоре, фауне, а в итоге и человеку.
Даже быстроразлагающиеся и малотоксичные химикаты негативно влияют на землю: снижают плодородность, изменяют кислотность и нарушают баланс полезных веществ. Вместо ядохимикатов многие используют сидераты — растения, выделяющие ядовитые вещества, вредные для сорняков. Если бесконтрольно использовать гербициды, они впитываются в полезные растения и вместе с сельскохозяйственной продукцией попадают на стол человеку.
При грамотном применении гербициды помогают очистить грядки от сорняков, освободив место для культурных растений. Важно только правильно выбрать препарат с учетом назначения и токсичности и использовать его по инструкции.