Гербицид

редактировать
Химикат, использование для уничтожения нежелательных растений Борьба с сорняками с помощью гербицида

Гербициды (US :, UK : ), также широко известные как средства для уничтожения сорняков, используемые для борьбы с нежелательными растениями. Селективные гербициды контролируют виды сорняков, оставляя желаемый урожай относительно невредим, в то время как неселективные гербициды (иногда называемые общими средствами борьбы с сорняками в коммерческих продуктах) Награды для очистки пустырей, промышленных и строительных площадок, железных дорог и железнодорожных насыпи, поскольку они убивают весь растительный материал, с которым они вступают в контакт. Помимо селективного / неизбирательного, другие важные различия включают стойкость (также известную как остаточное действие: как долго продукт остается на месте и остается активным), способы поглощения (поглощается ли он надземной листвой только через корни или другими способами) и механизм действия (как это работает). Исторически такие продукты, как поваренная соль и другие соли металлов использовались в качестве гербицидов, однако они постепенно перестали пользоваться популярностью, и в некоторых странах из них запрещены из-за их стойкости. в почве и токсичность и загрязнение подземных вод. Гербициды также использовались в войнах и конфликтах.

Современные гербициды являются синтетическими имитаторами часто природных растительных гормонов, которые мешают росту целевых растений. Термин органический гербицид стал обозначать гербициды, предназначенные для органического земледелия. Некоторые растения также производят свои собственные природные гербициды, такие как род Juglans (грецкие орехи ) или дерево небес ; такое действие природных гербицидов и другие связанные химические взаимодействия называется аллелопатией. Из-за устойчивости к гербицидам - основные проблемы сельского хозяйства - в различных продуктах гербициды сочетаются различные продукты действия. Комплексная борьба с вредителями может использовать гербициды наряду с другими методами борьбы с вредителями.

В США в 2012 году около 91% всех гербицидов, определяемых по весу, приходилось на сельское хозяйство. В 2012 году мировые расходы на пестициды составили почти 24,7 миллиарда долларов; гербициды составили около 44% этих продаж и самых больших частей, за ними следуют инсектициды, фунгициды и фумиганты. Гербициды также используются в лесном хозяйстве, где было обнаружено, что вилы подавляют разновидности лиственных пород в хвойных деревьев после сплошных рубок, а также в пастбищных системах и управления. территории, отведенных под дикую природу среда обитания.

Содержание
  • 1 История
    • 1.1 Первые гербициды
    • 1.2 Дальнейшие открытия
  • 2 Терминология
    • 2.1 Предполагаемый результат
    • 2.2 Селективность (все растения или растения)
    • 2.3 Время применения
    • 2.4 Способ применения
    • 2.5 Стойкость
  • 3 Механизм действия
    • 3.1 Список механизмов, обнаруженных в современных гербицидах
    • 3.2 Группа гербицидов (маркировка)
    • 3.3 Химическая группа
  • 4 Использование и применение
    • 4.1 Неправильное и неправильное применение
    • 4.2 Использование в политических, военных и конфликтных целях
  • 5 Воздействие на здоровье и прошлое
    • 5.1 Экологические последствия
    • 5.2 Научная неопределенность полной степени действия гербицидов
  • 6 Устойчивость
    • 6.1 Биохимия устойчивости
    • 6.2 Управление устойчивостью
    • 6.3 Приблизительно Как устойчивыми сорняками
      • 6.3.1 Альтернативные гербициды
      • 6.3.2 Смеси и п оследовательности
      • 6.3.3 Гербицидные севообороты
    • 6.4 Сельскохозяйственные практики и устойчивость: тематическое исследование
  • 7 Список распространенных гербицидов
    • 7.1 Химические гербициды
    • 7.2 Органические гербициды
    • 7.3 Исторический и прочее
  • 8 См. Также
  • 9 Ссылки
  • 10 Дополнительная литература
  • 11 Внешние ссылки
История

До широкого применения гербицидов для борьбы с сорняками использовались культурные меры, такие как изменение pH почвы, засоления или плодородия. Механический контроль (включая обработка почвы ) также использовался (и используется до сих пор) для борьбы с сорняками.

Первые гербициды

2,4-D, первый химический гербицид, был открыт во время Второй мировой войны.

Хотя исследования гербицидов начались в начале 20 века, Первый крупный прорыв стал результатами, проведенными как в Соединенном Королевстве, так и в США, во время Второй мировой войны, в потенциального отношении использования гербицидов на войне. Первый современный гербицид, 2,4-D, был впервые обнаружен и синтезирован в Imperial Chemical Industries. В 1940 году он показал, что «надлежащим образом применяемые вещества для выращивания убивают некоторые широколиственные сорняки в зерновых культурах, не нанося вреда посевам». К 1941 году его команде удалось синтезировать это химическое вещество. В том же году Р. Покорный в США также добился этого.

Независимо, команда под руководством Джуды Хирш Квастель, работающая на экспериментальной станции в Ротамстеде, сделала то же открытие. Совет сельскохозяйственных исследований (ARC) поручил Quastel открыть методы повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Анализируя почву как динамическую систему, а не как инертное вещество, он смог применить такие методы, как перфузия. Квастел может количественно оценить влияние различных гормонов растений, ингибиторов и других химических веществ на активность микрозмов в почве и оценить их прямое влияние на рост растений. Хотя вся работа устройства оставалась секретной, были разработаны некоторые открытия для коммерческого использования после войны, в том числе соединение 2,4-D.

Когда 2,4-D был коммерчески выпущен в 1946 году, это привело к произвела мировую революцию в сельскохозяйственном производстве и стала первым успешным селективным селективным производством. Это позволяет улучшить борьбу с сорняками на пшенице, кукурузе (кукуруза), рисе и подобных злаковых злаковых культур, поскольку это убивает двудольные (широколистные), но не большинство однодольных (травы). Низкая стоимость 2,4-D привела к продолжительному использованию сегодня, и он остается одним из наиболее часто используемых гербицидов в мире. Подобно другим кислым гербицидам, в составе используется либо соль амина (триметиламин ), либо один из многих сложных эфиров исходного соединения. С ними легче обращаться, чем с кислотой.

Дальнейшие открытия

Семейство триазиновых гербицидов, которое включает атразин, было представлено в 1950-х годах; В настоящее время они относятся к семейству гербицидов, вызывающим наибольшую озабоченность загрязнением подземных вод. Атразин не разрушается быстро (в течение нескольких недель) после нанесения на почвы с pH нейтрального . В щелочных почвенных условиях атразин может попасть в почвенный профиль до уровня грунтовых вод с почвенными водами после дождя, вызывающего вышеупомянутое загрязнение. Таким образом, считается, что атразин обладает «уносимым» своимством, обычно нежелательным для гербицидов.

Глифосат (Roundup) был представлен в 1974 году для неселективной борьбы с сорняками. После развития устойчивых к глифосату сельскохозяйственных культур он теперь очень широко используется для селективной борьбы с сорняками при выращивании сельскохозяйственных культур. Сочетание гербицида с устойчивыми семенами способствовало консолидации семеноводческой и химической промышленности в конце 1990-х годов.

Многие современные гербициды, используемые в сельском хозяйстве и садоводстве, специально разработаны для разложения в течение короткого периода времени после нанесения. Это желательно, так как это позволяет после посадки сельскохозяйственных культур и растений, которые могут пострадать от гербицида. Тем не менее, гербициды с низкой остаточной активностью (т. Е. Быстро разлагающиеся) часто не обеспечивают гербицидную борьбу с сорняками и не гарантируют, что корни сорняков будут уничтожены под строительством и улучшением (и не очень разрушительно прорасти в ближайшие годы), поэтому остается роль для уничтожителя сорняков с высокой устойчивостью в почве.

Терминология

Гербициды классифицируются / сгруппированы по-разному; например, по активности, срокам применения, способу применения, механизму действия, химическому семейству. Это порождает значительный уровень терминологии, их гербицидами и использованием.

Предполагаемый результат

  • Контроль - это уничтожение нежелательных сорняков или их повреждение до такой степени, что они перестают конкурировать с культурой.
  • Подавление - это неполный контроль, все еще обеспечивает некоторые экономическая выгода, такая как снижение конкуренции с культурой.
  • Безопасность урожая для селективных гербицидов - это относительное отсутствие повреждений или стресса для урожая. Большинство селективных гербицидов представляет собой некоторый видимый стресс у сельскохозяйственных культур.
  • Дефолиант, подобен гербицидам, но для удаления листвы (листьев), а не уничтожения растения.

Селективные гербициды контролируют или подавляют растения, не влияющие на рост других видов растений. Селективность может быть обусловлена ​​транслокацией, дифференциальной абсорбцией или физическими (морфологическими) или физиологическими различиями между видами растений. 2,4-D, мекопроп и дикамба контролируют многие широколиственные сорняки, но остаются неэффективными против дерновых трав.
  • Неселективные гербициды неспецифичны в отношении действия против определенных растений виды и весь растительный материал, с которыми они контактируют. Они используются для очистки промышленных площадок, пустырей, железных дорог и железнодорожных насыпей. Паракват, глюфосинат и глифосат являются неселективными гербицидами.
  • Время применения

    • Предпосадочные гербициды - это неселективные гербициды, вносимые в почву перед посадкой. Некоторые предпосадочные гербициды могут быть внесены в почву механически. Целью включения является предотвращение рассеяния из-за фоторазложения и / или летучести. Гербициды уничтожают сорняки по мере их прорастания через зону обработанной гербицидами. Летучие гербициды должны быть внесены в почву перед посадкой пастбища. Сельскохозяйственные культуры, выращиваемые в почве, обработанной предпосадочным гербицидом, включая помидоры, кукурузу, сою и клубнику. Почвенные фумиганты, такие как метаматрий и дазомет, используются в качестве предпосевных гербицидов.
    • Предвсходовые гербициды применяются до того, как проростки сорняков прорастут через поверхность почвы. Гербициды не препятствуют прорастанию сорняков, но они убивают сорняки по мере их прорастания через зону обработанных гербицидами, влияющих на деление клеток в проросших проростках. Дитиопир и пендиметалин предоставить собой предвсходовые гербициды. Сорняки, которые уже проросли до внесения или активации, не подвергаются воздействию прегербицидов, так их основная точка роста не подвергается обработке.
    • Послевсходовые препараты: эти гербициды применяются после того, как проростки сорняков прорастут через поверхность почвы. Они могут быть абсорбируемыми на листьях или корнях, селективными или неселективными, контактными или системными. Эти гербициды не используются во время дождя, как их смывание делает их неэффективными. 2,4-D - это селективный, системный послевсходовый гербицид, абсорбирующийся на листьях.

    Способ применения

    • Внесение в почву: гербициды, внесенные в почву, обычно поглощаются корнями или побегами прорастающих проростков и используются в качестве предпосадочной или предвсходовой обработки. Несколько факторов, влияющих на эффективность гербицидов, вносимых в почву. Сорняки поглощают гербициды как пассивными, так и активными способами. Адсорбция гербицида почвой коллоидами или органическим веществом снижает его количество, доступное для часто сорняками. Очень важно размещение гербицида в правильном слое почвы, что может быть достигнуто механически и с помощью дождя. Гербициды на поверхности подвергаются нескольким процессам, которые снижают их доступность. Летучесть и фотолиз - два распространенных процесса, которые снижают доступность гербицидов. Многие гербициды, внесенные в почву, всасываются через ростки растений, пока они находятся под землей, что приводит к их гибели или травмам. и трифлуралин предоставить собой гербициды, применяемые в почве.
    • Внекорневая обработка: их наносят на часть растения над землей и абсорбируются открытыми тканями. Как правило, это послевсходовые гербициды, которые могут либо перемещаться (системно) по всему растению, либо оставаться в определенном месте (контакт). Внешние барьеры растений, такие как кутикула, воск, клеточная стенка и т. Д. влияет на абсорбцию и действие гербицидов. Глифосат, 2,4-Д и дикамба представляют собой гербициды, применяемые для листвы.

    Стойкость

    • Остаточная активность: описывается гербицид с низкой остаточной активностью, если он нейтрализуется в течение короткого времени применения (в течение нескольких недель или месяцев) - обычно это происходит из-за дождя или реакции. Гербицид, обладающий высокой остаточной активностью, будет оставаться сильнодействующим в почве в течение длительного времени. Для некоторых соединений остаточная активность может привести к тому, что почва почти навсегда останется бесплодной.
    Механизм действия

    Гербициды часто классифицируют в зависимости от места их действия, потому что, как правило, гербициды находятся на одном участке класса вызовет аналогичные симптомы на чувствительных растениях. Классификация, основанная на месте действия гербицида, сравнительно лучше, устойчивостью к гербицидам может осуществляться более правильно и эффективно. Классификация по механизму действия (MOA) указывает на первый фермент, белок или биохимическую стадию, на которую влияет растение после применения.

    Список механизмов, обнаруженных в современных гербицидах

    • Ингибиторы АССаз: Ацетилкофермент А карбоксилаза (АССаза) является частью первой стадии синтезидов. Таким образом, ингибиторы АССазы на продукции клеточных мембран в меристемах травяного растения. АССазы трав чувствительны к этим гербицидам, в то время как АССазы двудольных растений - нет.
    • Ингибиторы ALS: ацетолактатсинтаза (ALS; также известная как синтаза ацетогидроксикислот, или AHAS) является частью первой стадии аминокислот с разветвленной цепью (валин, лейцин и изолейцин ). Эти гербициды медленно истощают пораженные растения этими аминокислотами, что в конечном итоге приводит к ингибированию синтеза ДНК. Они одинаково воздействуют на травы и двудольные растения. Семейство ингибиторов ALS включает различные сульфонилмочевины (SU) (такие как флазасульфурон и метсульфуронметил ), имидазолиноны (IMI), триазолопиримидины (TP), (POB) и (SCT). Биологический путь БАС существует только у растений, а не у животных, что делает ингибиторы БАС одними из самых безопасных гербицидов.
    • Ингибиторы EPSPS: Фермент энолпирувилшикимат-3-фосфатсинтазы (EPSPS) используется в синтезе триптофана, фенилаланина и тирозина. Они одинаково воздействуют на травы и двудольные растения. Глифосат (Roundup) - системный ингибитор EPSPS, инактивированный при контакте с почвой.
    • Открытие синтетических ауксинов открыло эру гербицидов. Они были открыты в 1940-х годах после длительного изучения ауксина, регулирующего рост растений. Синтетические ауксины в некотором роде имитируют этот растительный гормон. Они имеют несколько точек воздействия на клеточную мембрану и эффективны при борьбе с двудольными растениями. 2,4-D и 2,4,5-T - синтетические гербициды на основе ауксина.
    • Ингибиторы Фотосистемы II уменьшают поток электронов из воды в НАДФ на фотохимической стадии в фотосинтезе. Они связываются с сайтом Qb на белке D1 и предотвращают связывание хинона с этимтом. Следовательно, эта группа соединений заставляет электроны накапливаться на молекулах хлорофилла. Как следствие, происходит реакции, превышаются те, которые обычно переносятся клеткой, и растение погибает. Гербициды триазина (включая атразин ) и производные мочевины (диурон) являются ингибиторами фотосистемы II.
    • Ингибиторы фотосистемы I крадут электроны у ферредоксинов, в частности, нормальный путь через FeS к Fdx и к НАДФ, ведущий к прямому разряду электронов на кислороде. В результате образуются активные формы кислорода и происходят реакции окисления, превышающие те, которые обычно переносятся клеткой, что приводит к гибели растений. гербициды (такие как дикват и паракват ) ингибируют стадию превращения FeS в Fdx этой цепи, в то время как гербициды дифениловый эфир (такие как нитрофен и ацифлуорфен ) ингибируют стадию Fdx в NADP.
    • Ингибиторы HPPD ингибируют 4-гидроксифенилпируватдиоксигеназу, которая участвует в разложении тирозина. Продукты распада тирозина используются растениями для производства каротиноидов, которые защищают хлорофилл растений от разрушения солнечным светом. В этом случае растения становятся белыми из-за полной потери хлорофилла, и растения погибают. Мезотрион и являются гербицидами этого класса; в ходе разработки этого класса гербицидов был открыт препарат нитисинон.

    Группа гербицидов (маркировка)

    Один из наиболее важных методов предотвращения, отсрочки или управления Устойчивость заключается в уменьшении зависимости от одного механизма действия гербицида. Для этого фермеры должны знать механизм действия гербицидов, которые они намереваются использовать, но относительно сложная природа биохимии растений затрудняет определение этого. Были предприняты попытки упростить понимание механизма действия гербицидов путем разработки системы классификации, которая сгруппировала гербициды по способу действия. В конце концов Комитет по борьбе с гербицидами (HRAC) и Американское общество по изучению сорняков (WSSA) разработали систему классификации. Системы WSSA и HRAC различаются обозначением группы. Группы в системах WSSA и HRAC обозначаются цифрами и буквами соответственно. Цель добавления «групповой» классификации и способа действия на этикетку гербицидного продукта - обеспечить простой и практичный подход к доставке информации пользователям. Эта информация упростит разработку последовательного и эффективного учебного материала. Это должно повысить осведомленность пользователя о механизме действия гербицида и предоставить более точные рекомендации по управлению устойчивостью. Другая цель состоит в том, чтобы упростить для пользователей ведение записей о том, какой гербицидный режим действия используется на определенном поле из года в год.

    Семейство химикатов

    Подробные исследования химической структуры активных ингредиентов зарегистрированных гербицидов показали, что некоторые фрагменты (фрагмент является частью молекулы, которая может включать либо целыефункциональные группы, некоторые части функциональных групп в качестве подструктур; функциональная группа имеет аналогичные химические свойства, когда бы она ни встречалась в разных соединениях) имеют одинаковые механизмы действия. По данным Forouzesh et al. 2015, эти части были присвоены названия химических семейств, активные ингредиенты в пределах химических семейств соответственно. Знание о группировке семействицидов может служить краткосрочной стратегией управления устойчивостью к месту действия.

    Использование и применение
    Гербициды распыляются из распылителей трактора в Северной Дакоте.

    Большинство гербицидов используется в виде распылителей на основе использования наземного оборудования. Наземное оборудование различается по конструкции, но большие площади можно обрабатывать с помощью самоходных опрыскивателей, оснащенных кольцевыми штангами, от 60 до 120 футов (от 18 до 37 м) с распылительными форсунками, расположенными через каждые 20–30 дюймов ( 510 дюймов). –760 мм) друг от друга. Также используются буксируемые, переносные и даже конные опрыскиватели. На больших территориях гербициды также иногда с помощью вертолетов или самолетов или с помощью ирригационных систем (известных как химигация ).

    Еще один метод внесения гербицидов, обеспечивает безопасность почвы от активных сорняков семенной фонд, а не просто уничтожение сорняков. Таким образом можно успешно обрабатывать однолетние растения, но не многолетние растения. Исследователи из Службы сельскохозяйственных исследований обнаружили, что внесение гербицидов на поля в конце вегета периода сорняковционного снижения их семенной урожая, и поэтому меньшее количество сорняков будет вернуться в следующий сезоне. Эти методы могут уничтожить такие сорняки после нескольких лет применения гербицидов, большинство сорняков являются однолетними, их семена могут выжить в почве только год или два.

    Также можно использовать протирание сорняков., где фитиль, смоченный гербицидом, подвешивается к штанге и волочится или катится по верхушкам более высоких сорных растений. Это позволяет обрабатывать более высокие лугопастбищные сорняки прямым контактом, не рассматриваемые родственные растения, но желательно более короткие растения на лугах травяном покрове под ними. Он предотвращает снос распыления. В Уэльсе в 2015 году была запущена схема, предлагающая бесплатный прокат очистителей от сорняков с целью уровня MCPA в водотоках.

    Неправильное и неправильное использование

    Улетучивание гербицида или снос при распылении может привести к поражению гербицидом соседних полей или растений, особенно в ветреную погоду. Иногда из-за ошибки опрыскивается неправильное поле или растения.

    Использование в политических, военных целях и в конфликтах

    Дети-инвалиды во Вьетнаме, большинство из которых являются жертвами Agent Orange, 2004 г.

    Хотя гербицидные средства используются в войне химические вещества, его основная цель - нарушить производство сельскохозяйственных продуктов питания и / или уничтожить растения, которые обеспечивают прикрытие или укрытие для врага.

    Во время чрезвычайной ситуации в Малайзии Великобритания была первой страной, применившей гербициды и дефолианты, чтобы лишить коммунистических повстанцев прикрытия и уничтожить продовольственные культуры в рамках голодной кампании в начале 1950 г. -х гг. Использование гербицидов в химическом оружии США военные во время войны во Вьетнаме оказали ощутимые, долгосрочные удары по качестве вьетнамскому народу, живущему во Вьетнаме. Например, это привело к 3 миллионам вьетнамцев, страдающим со здоровьем, одному миллиону врожденных дефектов, непосредственно вызванным воздействием Agent Orange, и 24% территории Вьетнама были дефолиированы.

    Здоровье и воздействие на окружающую среду

    Гербициды обладают широко изменяющейся токсичностью в дополнение к острой токсичности, обладающей быстродействием проглатывании значительного количества, и хронической токсичности, продолжающегося от воздействия окружающей среды и производственного воздействия в течение длительного времени. Многие подозрения общественности в отношении гербицидов вращаются вокруг утверждений между действующими утверждениями об острой токсичности и равнозначными утверждениями об использовании хронической токсичности при рекомендуемых уровнях использования. Например, хотя составы глифосата с адъювантами очень токсичны, их использование не коррелировало с какими-либо проблемами со здоровьем, такими как рак, в масштабном исследовании здравоохранения США с участием 90 000 семей семейов в 23 лет. То есть исследование показывает отсутствие хронической токсичности, но не может подвергать сомнению острую токсичность гербицида.

    Некоторые гербициды вызывают ряд последствий для здоровья, от кожной сыпи до смерти. Использование аэрозольных баллончиков или использование пищи до обозначенного интервала перед сбором урожая. При определенных условиях некоторые гербициды могут переноситься посредством выщелачивания или поверхностного стока для загрязнения грунтовых вод или удаленных источников поверхностных вод. Как правило, условия, которые способствуют переносу гербицидов, включают сильные штормы (особенно вскоре после нанесения) и почвы с ограниченной способностью адсорбировать или удерживать гербициды. Свойства гербицидов, повышающие переноса, включая стойкость (устойчивость к разложению) и высокая вероятность распространения в воде.

    Феноксигербициды часто загрязнены диоксинами, такими как TCDD ; исследования показали, что такое загрязнение приводит к небольшому увеличению риска после воздействия этих гербицидов. Воздействие триазина связано с повышенным риском рака груди, хотя причинно-следственная связь остается неясной.

    Производители гербицидов иногда делают ложные или вводящие в заблуждение заявления о безопасности своей продукции. Производитель химикатов Monsanto Company согласился изменить свою рекламу после давления со стороны генерального прокурора Нью-Йорка Денниса Вакко ; Компания Vacco пожаловалась на вводящие в заблуждение утверждение о том, что ее гербициды на основе глифосата в виде спрея, включая Roundup, безопаснее поваренной соли и «практически не токсичны» для млекопитающих, птиц и рыб (хотя трудно найти доказательства того, что это когда) -либо говорилось). Раундап токсичен и приводит к смерти после приема внутрь в количестве от 85 до 200 мл, хотя он также принимал внутрь в количестве до 500 мл только скими или умеренными симптомами. Производитель Tordon 101 (Dow AgroSciences, принадлежит Dow Chemical Company ) заявлено, что Tordon 101 не оказывает никакого воздействия на животных и насекомых, несмотря на доказательства. сильной канцерогенной активности активного активного ингредиента, пиклорама, в исследованиях на крысах.

    Было показано, что риск болезни Паркинсона увеличен при профессиональном воздействии гербицидов и пестициды. Предполагается, что гербицид паракват является одним из таких факторов.

    Все коммерчески продаваемые, органические и неорганические гербициды должны быть протестированы до утверждения для продажи и маркировки Экологической охраны. Однако из-за большого количества используемых гербицидов серьезная проблема по поводу их воздействия на здоровье. Помимо воздействия на здоровье гербицидов, коммерческие химические смеси гербицидов часто содержат другие вещества, в том числе неактивные ингредиенты, которые оказывают негативное воздействие на здоровье человека.

    Воздействие на среду

    Использование гербицидов в коммерческих целях, как правило, оказывает негативное воздействие на популяции птиц, хотя воздействие сильно меняется и часто требует полевых исследований для точного прогнозирования. Лабораторные исследования иногда переоценивают негативное воздействие на птиц из-за токсичности, предсказывая серьезные проблемы, которые не наблюдаются в полевых условиях. Самые распространенные функции, вызванные токсичностью, изменяются в среде обитания и численностью видов. Использование гербицидов в лесоводстве, для стимулирования роста значимости сплошных рубок, может привести к увеличению сокращению популяций птиц. Даже используются гербициды, которые используются низкой токсичностью для птиц. Использование гербицидов в сельском хозяйстве связано с сокращением числа видов птиц, питающихся семенами, которые зависят от сорняков, уничтоженных гербицидами. Интенсивное использование гербицидов в неотропных сельскохозяйственных районов было одним из факторов, ограничивающих пригодность таких земель для зимующих перелетных птиц.

    Использование лягушек может отрицательно повлиять на популяции гербициды также. Хотя некоторые исследования показали, что атразин может быть тератогеном, вызывая демаскулинизацию у самцов лягушек, EPA и его независимая Научная консультативная группа (SAP) изучили все доступные исследования по этой теме и пришли к выводу, что «атразин не оказывает отрицательного воздействия на развитие гонад амфибий на основе лабораторных и полевых исследований».

    Научная неопределенность полной степени гербицидного воздействия

    Здоровье и Воздействие гербицидов на Земле вечно неизвестно, и даже научное сообщество часто не соглашается с этим риском. Например, группа из 13 ученых, проводивших обзор исследований канцерогенности из 2,4-D в 1995 г., разделилась во мнениях относительно вероятности того, что 2,4-D вызывает рак <37.>у человека. По состоянию на 1992 год исследования феноксигербицидов было слишком мало, чтобы точно оценить риск многих видов рака, вызванных этими гербицидами, даже несмотря на более убедительные доказательства того, что воздействие этих гербицидов связано с повышенным риском саркома мягких тканей и неходжкинская лимфома. Кроме того, есть предположение, что гербициды могут играть роль в смене пола некоторых организмов, которые испытывают определение пола в зависимости от температуры, что теоретически может изменить соотношение полов.

    Устойчивость

    Устойчивость сорняков к гербицидам стала серьезной проблемой в растениеводстве во всем мире. Устойчивость к гербицидам часто объясняется отсутствием программ ротации гербицидов и постоянным гербицидов на одних и тех же участках действия. Таким образом, правильное понимание участков действия необходимо для стратегического планирования борьбы с сорняками на гербицидов.

    У растений выработалась устойчивость к атразину, ингибиторам БАС и многому другому. в последнее время к гербицидам глифосат. Марестейл - это сорняк, у которого выработалась устойчивость к глифосату. Устойчивые к глифосату сорняки на подавляющем большинстве ферм по выращиванию сои, хлопка и кукурузы в некоторых штатах США. Распространяются сорняки, которые противостояют множеству других гербицидов. Немногие новые гербициды находятся на стадии коммерциализации, и ни один из них не обладает молекулярным механизмом действия. Разрешить все сорняки, гербициды, гербициды, гербициды. В первые годы своего существования глифосат не был устойчивым и позволил фермерам сократить использование севооборота. Энергетическая энергия вызывает

    A семейство сорняков, которое входит в водяной конопли (Amaranthus rudis ). Обследование 144 популяций водяной конопли в 41 округе Миссури в 2008–2009 гг. Выявило устойчивость к глифосату у 69%. Сорняки примерно 500 участков по всей Айове в 2011 и 2012 годах устойчивость к глифосату в 64% образцов водяной конопли. Использование других убийц для борьбы с «остаточными» сорняками стало обычным явлением, и может быть достаточно, чтобы остановить распространение других устойчивости. С 2005 по 2010 год исследователи продемонстрировали 13 различных видов сорняков, которые улучшили устойчивость к глифосату. Но с тех пор было обнаружено только два. Растет число сорняков, устойчивых ко многим гербицидам с совершенно разными режимами биологического действия. В Миссури 43% образцов были устойчивы к двум разным гербицидам; 6% сопротивлялись троим; и 0,5% сопротивлялись четырем. В Айове 89% образцов водяной конопли устойчивы к двум или более гербицидам, 25% - к трем, а 10% - к пяти.

    Для южного хлопка стоимость гербицидов выросла с 50 до 75 долларов за гектар несколько лет назад до около 370 долларов за гектар в 2013 году. Сопротивление способствует массовому отказу от выращивания хлопка; за последние несколько лет посевные площади под хлопком уменьшились на 70% в Арканзасе и на 60% в Теннесси. Стоимость сои в Иллинойсе выросла примерно с 25 до 160 долларов за гектар.

    Dow AgroSciences, Bayer CropScience, Syngenta и Monsanto все развивают сорта семян, устойчивые к гербицидам, отличным от глифосата, что упростит для фермеров использование альтернативных средств уничтожения сорняков. Несмотря на то, что сорняки уже приобрели некоторую устойчивость к этим гербицидам, Паулс говорит, что новые комбинации семян и гербицидов должны хорошо работать при правильном севообороте.

    Биохимия устойчивости

    Устойчивость к гербицидам может основываться на одном из следующих биохимических механизмов:

    • Устойчивость к участку-мишени: это происходит из-за пониженной (или даже утраченной) способности гербицида связываться с целевым белком. Эффект обычно относится к ферменту, выполняющую функцию транспорта в метаболическом пути, или к компоненту системы электронов. Устойчивость к участкам-мишеням также может быть вызвана сверхэкспрессией целевого фермента (посредством амплификации гена или изменений в промоторе гена ).
    • Устойчивость к нецелевым участкам: это вызвано механизмы, которые уменьшают количество гербицидного активного соединения, достигающего Одним из важных механизмов является усиленная метаболическая детоксикация гербицида в сорняках, что приводит к недостаточному количеству активного вещества, достигающего целевого участка. Сниженное поглощение и перемещение, или секвестрация гербицида может также привести к недостаточному транспорту гербицида к целевому участку. 268>Перекрестная устойчивость: в этом случае один механизм устойчивости к нескольким гербицидам. Термин «перекрестная устойчивость к участкам-мишеням», когда используется гербициды связываются с одним и тем же сайтом-мишенью. механизм ом нецелевого сайта (например, усиленная метаболическая детоксикация), который влечет за собой устойчивость к гербицидам с различными участками действия.
    • Множественная устойчивость: в этой ситуации два механизма устойчивости присутствуют в отдельных растениях растений.

    Управление устойчивостью

    Имеется всемирный опыт что фермеры, как правило, мало делают для предотвращения развития устойчивости к гербицидам и принимают меры только тогда, когда это проблема на их собственной ферме или у соседей. Тщательное наблюдение важно для любого снижения эффективности гербицида. Это может указывать на растущее сопротивление. Значительно изменилось сопротивление, чтобы сопротивление было обнаружено на ранней стадии. В таблице 1 компьютерные системы, позволяющие оценить резистентности. Важным условием устойчивости является хороший диагностический тест. В идеале это должно быть быстро, точно, дешево и доступно. Было разработано множество диагностических тестов, включая анализы в чашках Петри и флуоресценцию хлорофилла. Ключевым фактором таких тестов является, что реакция тестовой популяции на гербицид может сравнить с ответом тестируемых тестов и тестов устойчивости в контролируемых условиях. Монокультуры, устойчивые к гербицидам, монокультуры и ограниченные методы выращивания. Следовательно, необходимо изменить эти методы, чтобы предотвратить или отсрочить возникновение устойчивости обратного устойчивого популяции. Ключевой целью должно быть снижение давления отбора. Интегрированный подход к борьбе с сорняками (IWM), в котором используется для борьбы с сорняками, используется как можно больше тактик. Таким образом, меньше полагаться на гербициды, и поэтому давление отбора должно быть уменьшено.

    Оптимизация ввода гербицидов до экономического порогового уровня должна избегать ненужного использования гербицидов и снизить давление отбора. Гербициды следует использовать максимально эффективно, оптимальные сроки, дозу, метод применения, почвенные и климатические условия для хорошей активности. В Великобритании с частично устойчивыми травяными сорняками, такими как Alopecurus myosuroides (черная трава) и род Avena (дикий овес), часто можно адекватно бороться, если гербициды применяются на стадии 2-3 листьев., тогда как более поздние приложения на стадии 2-3 румпеля сильно потерпеть неудачу. Опрыскивание участков или нанесение гербицида только на сильно зараженные участки полей - еще одно средство сокращения использования гербицидов.

    Агрономические факторы, влияющие на риск развития устойчивости гербицидам
    ФакторНизкий рискВысокий риск
    Система посеваХороший севооборотМонокультура сельскохозяйственных культур
    Система выращиванияЕжегодная вспашкаНепрерывная минимальная обработка почвы
    Борьба с сорнякамиТолько культурныеТолько гербициды
    Использование гербицидовМногие способы действияОтдельные способы действия
    Контроль в предыдущие годыОтличноПлохо
    Заражение сорнякамиНизкоеВысокое
    Сопротивление поблизостиНеизвестноОбычные

    Подходы к обработке устойчивых сорняков

    Альтернативные гербициды

    Когда впервые возникает проверка устойчивости, эффективность альтернатив, вероятно, будет в первую очередь рассмотрена. Использование альтернативных гербицидов, которые остаются эффективными в устойчивых популяций, может быть успешной стратегией, по крайней, в краткосрочной перспективе. Эффективность альтернативных гербицидов будет сильно зависеть от степени перекрестной устойчивости. Если есть устойчивость к одной группе гербицидов, использование гербицидов из других групп может обеспечить эффективное и эффективное решение, по крайней, в краткосрочной перспективе. Например, многие устойчивые к триазину сорняки можно легко контролировать с помощью альтернативных гербицидов, таких как дикамба или глифосат. Распространяется на более чем одну группу гербицидов, выбор будет более ограниченным. Не следует предполагать, что устойчивость будет автоматически распространяться на все гербициды с одним и тем же механизмом действия, хотя разумно предполагать это, пока не будет доказано обратное. У многих сорняков степень перекрестной устойчивости между пятью группами ингибиторов БАС значительно различается. Многое будет зависеть от механизмов устойчивости, и не следует предполагать, что они обязательно будут одинаковыми в разных популяциях и того же вида. Эти обеспокоены, по крайней мере, существование различных мутаций, придающих устойчивость сайта-мишени. Следовательно, отбор на разные мутации может привести к разным моделям перекрестной устойчивости. Повышенный метаболизм может в разной степени влиять даже на близкородственные гербициды. Например, популяции Alopecurus myosuroides (черная трава) с усиленным механизмом метаболизма устойчив к пендиметалину, но не к трифлуралину, несмотря на то, что оба являются динитроанилинами. Это связано с различиями в уязвимости этих двух гербицидов, окислительному метаболизму. Следовательно, необходимо проявить осторожность при попытке предсказать эффективность альтернативных гербицидов.

    Смеси и действия

    Использование двух или более гербицидов, которые имеют разные механизмы, может уменьшить выбор устойчивых генотипов. В идеале каждый компонент в смеси должен:

    • быть активным на разных сайтах-мишенях
    • иметь высокий уровень эффективности
    • детоксифицироваться разными биохимическими путями
    • иметь одинаковую стойкость в почве ( если это остаточный гербицид)
    • Обеспечивает отрицательную перекрестную устойчивость
    • Синергизирует активность другого компонента

    Вероятно, ни одна смесь не обладает всеми этими характеристиками, но первые два из перечисленных являются важными важными. Существует риск того, что смеси будут такими к обоим компонентам в долгосрочной перспективе. Один из практических наборов последовательностей двух гербицидов по сравнению со смесями. Недостатком последовательности является эффективным применением двух отдельных применений, и возможно, что последующее применение будет эффективным для эффективного сорняков, выживших после первого применения. Использование более устойчивых растений, которые были повреждены, но не погибли при первом применении, но позволяя более крупным, менее пораженным, устойчивым растениям выжить. Это было названо одной из причин, почему устойчивый к БАС Stellaria media недавно появился в Шотландии (2000), несмотря на регулярное использование, включающую мекопроп, гербицид с другим механизмом действия.

    Чередование гербицидов

    Чередование гербицидов из разных химических групп в последовательные годы уменьшить выбор по устойчивости. Это ключевой элемент в большинстве программ профилактики резистентности. Ценность этого подхода зависит от степени перекрестной резистентности и от того, возникает ли множественная резистентность из-за наличия нескольких различных механизмов резистентности. Практической проблемой может быть незнание фермерами различных видов гербицидов. В введенной введена схема, в которой идентифицирующие буквы включаются на этикетку продукта, чтобы разрешить продукты различными способами действия.

    Практика ведения сельского хозяйства и сопротивление: исследование

    Устойчивость к гербицидам стала критической проблемой австралийского сельского хозяйства после того, как в 1970-х годах многие австралийские овцеводы начали выращивать исключительно пшеницу на своих пастбищах. Представленные сорта райграс, хотя и подходят для выпаса овец, активно конкурируют с пшеницей. Райграс дает так много семян, что, если их не остановить, они могут полностью заглушить поле. Гербициды обеспечиваютли отличный контроль, уменьшая разрушение почвы из-за меньшей необходимости вспашки. Не прошло и десяти лет, как райграс и другие сорняки начали вырабатывать устойчивость. В ответ австралийские фермеры изменили методы. К 1983 году участки райграса стали невосприимчивыми к Hoegrass, семейству гербицидов, которые ингибируют фермент, называемый ацетил-кофермент А карбоксилаза.

    . Популяции райграса были большими и значительно увеличивали разнообразие, потому что фермеры высаживали много сортов. Перекрестное опыление Райграсс осуществляется ветром, поэтому гены часто меняются. Чтобы контролировать его распространение, фермеры опрыскивали недорогой Hoegrass, создавая давление отбора. Кроме того, некоторым растениям гербицид после внесения. Когда появилась устойчивость, гербы обратились к группе гербицидов, блокирующие ацетолактатсинтазу. И снова райграс в Австралии приобрел своего рода «перекрестную устойчивость», которая позволила ему быстро разрушать гербициды. Четыре класса гербицидов становятся неэффективными в течение нескольких лет. В 2013 году против райграса были эффективны только два класса гербицидов: Фотосистема II и ингибиторы длинноцепочечных жирных кислот.

    Список распространенных гербицидов

    Химические гербициды

    • 2,4-D (2,4-дихлорофонокси уксусная кислота ) - это широколистный гербицид феноксигруппы, представы при выращивании дерновых культур и при нулевой обработке почвы. Теперь он в основном используется в смесях с другими гербицидами, что позволяет использовать более низкие дозы гербицидов; Это наиболее широко применяемый гербицид в мире и третий по частоте использования в Штатах. Это пример синтетического ауксина (растительного гормона).
    • Аминопиралид представляет собой широколистный гербицид из группы пиридина, используемый для борьбы с сорняками на пастбищах, такими доки, чертополох и крапива. Он известен своей способностью сохраняться в компосте.
    • Атразин, триазиновый гербицид, используется в кукурузе и сорго для борьбы с широколистными сорняками и травами. По-прежнему используется из-за своей низкой стоимости и из-за того, что он хорошо работает с широким спектром сорняков, распространенных в кукурузном поясе США, атразин обычно используется с другими гербицидами для снижения общего количества атразина и снижения вероятности загрязнения грунтовых вод; это ингибитор фотосистемы II.
    • Клопиралид - широколистный гербицид из группы пиридина, используемый в основном на газонах, пастбищах и для борьбы с ядовитым чертополохом. Известный способ сохраняться в компосте, это еще один пример синтетического ауксина.
    • Дикамба, послевсходовый широколистный гербицид с некоторой почвенной активностью, используется на дерне и полевой кукурузе. Это еще один пример синтетического ауксина.
    • Глюфосинат аммония, контактный гербицид широкого действия, используется для борьбы с сорняками после всходов урожая или для полного контроля над растительностью на земле, не используемой для выращивания.
    • (Fuselade Forte), послевсходовый, абсорбируемый листвой, транслоцированный гербицид для отбора трав с небольшим остаточным действием. Он используется на очень широком спектре широколиственных культур для борьбы с однолетними и многолетними травами.
    • Флуроксипир, системный, селективный гербицид, используется для борьбы с широколистными сорняками у мелких зерновых культур, кукурузы., пастбища, пастбища и дерн. Это синтетический ауксин. В выращивании зерновых растений значение флуроксипира имеет в борьбе с тесаками Galium aparine. Также ведется борьба с ключевыми широколистными сорняками.
    • Глифосат, системный неселективный гербицид, используется при нулевой обработке почвы и для борьбы с сорняками в культурах, генетически модифицированных, чтобы противостоять его воздействию. Это пример ингибитора ВПСП.
    • Имазапир неселективный гербицид, используется для борьбы с широким спектром сорняков, включая наземные однолетние и многолетние травы и широколистные травы, древесные виды, а также прибрежные и новые водные растения.
    • Имазапик, селективный гербицид как для пред-, так и для послевсходовой борьбы с некоторыми однолетними и многолетними травами и другими широколистными сорняками, убивает растения, подавляя употребку аминокислот с разветвленной цепью (валин, лейцин и изолейцин ), которые необходимы для синтеза клеток и белка.
    • , имидазолинон, производимый BASF для послеродового лечения приложение, которое является ингибитором ацетолактатсинтазы (ALS). Продается под торговыми наименованиями Raptor, Beyond и Clearcast.
    • Линурон - неселективный гербицид, использование для борьбы с травами и широколистными сорняками. Он действует путем ингибирования фотосинтеза.
    • MCPA (2-метил-4-хлорфеноксиуксусная кислота) - феноксигербицид, селективный для широколистных растений и широко используется в зерновых культурах и на пастбищах.
    • Метолахлор является пре- гербицид на стадии становления, широко используется для борьбы с однолетними травами на кукурузе и сорго; он вытеснил часть атразина в этих применениях.
    • Паракват - это неселективный контактный гербицид, для уничтожения почвы при нулевой обработке почвы и уничтожения почвы посевов марихуаны и коки. Он более токсичен для людей, чем любой другой гербицид, широко используемый в коммерческих целях.
    • Пендиметалин, предвсходовый гербицид, широко используется для борьбы с однолетними травами и некоторыми широколистными сорняками в широком диапазоне культур, включая кукурузу, сою, пшеницу, хлопок, многие деревья и виноградные культуры, а также многие газонных трав.
    • Пиклорам, гербицид на основе пиридина, в основном используется для борьбы с нежелательными деревьями на пастбищах и краях полей. Это еще один синтетический ауксин.
    • Хлорат натрия (изъятый ​​из употребления / запрещенный в некоторых странах), неселективный гербицид, считается фитотоксичным для всех частей зеленого растения. Он также может убивать через абсорбцию корнями.
    • Триклопир, системный гербицид для листвы из группы пиридина, используется для борьбы с широколиственными сорняками, не проверивая травы и хвойные деревья.
    • Некоторые сульфонилмочевины., включая флазасульфурон и метсульфурон-метил, которые в качестве ингибиторов БАС и в некоторых случаях попадают в почву через корни.

    Органические гербициды

    В последнее время термин «органический» стал обозначать продукты, используемые в органическом сельском хозяйстве. Согласно этому определению, органический гербицид - это гербицид, который можно использовать в фермерском хозяйстве, классифицированном как органический. В зависимости от области применения они могут быть менее эффективными, чем синтетические гербициды, и обычно используются вместе с культурными и механическими методами борьбы с сорняками.

    Домашние органические гербициды, включая:

    Последняя правка сделана 2021-05-23 09:51:26
    Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
    Обратная связь: support@alphapedia.ru
    Соглашение
    О проекте