Экологические и технологические проблемы, связанные с применением гербицидов

 

Прежде чем молекулы гербицида попадут в те части растений, где начнет проявляться их биологическая активность, они подвергаются различным воздействиям физического и химического характера, которые приводят к ослаблению или, наоборот, усилению их эффективности и соответственно к повышению результативности и экономичности осуществляемых мероприятий, направленных на уничтожение сорняков (Ф.Бихари и др., 1986).

Основу современной системы защиты кукурузы от сорняков составляют почвенные гербициды. Несмотря на большой ассортимент, высокую техническую и экономическую эффективность применения этих гербицидов, их относительную безопасность для теплокровных и экосистем, данный метод защиты не лишен некоторых недостатков.

Действие почвенных гербицидов опосредовано свойствами почвы (содержание гумуса, механический состав, водный режим и т.д.). На тяжелых и богатых гумусом почвах, обладающих высокой емкостью поглощения, эффективность большинства препаратов заметно снижается, что стимулирует увеличение норм их расхода (J.Zscheishcler u.a, 1983; Ф.Бихари и др., 1986).

Эффективность почвенных гербицидов зависит от влажности почвы. Обычно, чем суше почва, тем сильнее летучие гербициды связываются почвенными коллоидами, и наоборот, чем влажнее почва, тем в большей степени они вытесняются из мест связывания.

Более того, вследствие низкой растворимости при заполнении почвенных капилляров водой не адсорбированные почвенными частицами молекулы гербицида частично вытесняются из почвы (Ф.Бихари и др., 1986).

Нелетучие гербициды также находятся в прямой зависимости от влажности почвы, так как проявляют биологическую активность только при промывании в почву. Для естественного проникновения они должны быть предварительно растворены в воде. Поскольку в почву попадает лишь часть выпавших осадков, а также вследствие небольшой скорости растворения гербицидов, даже при наличии теоретически необходимого количества воды лишь незначительная часть гербицида попадает в почву.

На черноземах Южного Урала, отличающихся высоким содержанием гумуса, особенно при тяжелом механическом составе и на фоне периодически повторяющейся засухи, следует ожидать неустойчивой эффективности почвенных гербицидов.

Кроме технологических, возникает и ряд проблем экологического характера.

Поступая в почву, гербициды включаются в сложную метаболическую цепь. Превращения, испытываемое гербицидами под влиянием абиотических и биотических факторов, в конечном счете приводят к их инактивации, однако продукты этой инактивации могут иметь различное значение для почвенной биоты.

Так, в результате метаболизма производных 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты образуется 3-(2,4-дихлорфенокси)-пропионовая кислота, не обладающая биологической активностью.

Быстрым разложением до неактивных продуктов отличаются также производные карбаминовых кислот (эптам), ароматических аминов (трифлуралин), алифатических карбоновых кислот (ацетохлор, метолахлор).

Подобная безопасность отличает не все гербициды. Например, производные мочевины, которые в процессе метаболизма распадаются до 4-хлор-4-аминодифениловый эфир, 3,4-дихлоранилин, 4,4-дихлоркарбанилид, 3,4-дихлорнитробензол, не угнетают аэробные целлюлозоразлагающие бактерии, но отрицательно влияют на нитрифицирующие бактерии и азотобактер. Аналогичное действие оказывают продукты распада некоторых симм-триазинов (В.Г.Безуглов, 1988).

В связи с близкими спектрами действия почвенных гербицидов их систематическое применение ведет к обеднению исходного сообщества сорняков в видовом отношении, причем доминирующими становятся виды с наиболее высокой природной устойчивостью к данным препаратам. Н.Г. Николаева и др. (1993) называют это явление "гербицидоутомлением" почвы.

Другое отрицательное последствие применения гербицидов с узким спектром действия - реверсия засоренности (Н.И. Кашеваров, 1986; В.П. Ливочка, Г.Н. Петров, 1989; В.С. Циков, Л.А Матюха, 1989). Сущность этого явления состоит в том, что в результате изреживания стеблестоя сорняков оставшиеся сорные растения могут развивать дополнительную биомассу, суммарно превышающую первоначальную.

Разрешение многих из перечисленных проблем может базироваться на замене почвенных гербицидов листовыми препаратами с широким спектром действия. Однако современные листовые гербициды, применяемые в посевах кукурузы (производные феноксикислот, пиколиновой кислоты и др.) из-за отсутствия противозлаковой активности лишь дополняют почвенные, играя роль страховых гербицидов.

Ситуация качественно изменилась в конце 80-х - начале 90-х годов с открытием гербицидных свойств у производных сульфанилмочевины.