Гербіциди можуть вноситися у ґрунт з метою боротьби проти бур'янистих рослин селективно в галузі сільського господарства або невибірково на промислових майданчиках. Незважаючи на різноманітність функціональних характеристик грунтових гербіцидів, вони використовуються у великій кількості. У зв'язку з цим необхідно добре знати ті чинники, від яких залежить вплив ґрунтових гербіцидів.
Існує багато чинників, що визначають ефективність грунтових гербіцидів. Властивості грунту безпосередньо впливають на гербіциди, що вносяться в грунт, на відміну від листових гербіцидів.
Кількість грунтових факторів, основна частина різних типів гербіцидів, велика кількість видів рослин і кліматичні зміни надзвичайно ускладнюють вивчення гербіцидів у ґрунті і призводять до розбіжностей у думках.
Гербіциди вносяться безпосередньо в грунт для 1) передпосівної обробки; 2) предвсходовой обробки; 3) післясходової обробки або 4) стерилізації грунту. Час обробки може вибиратися або залежно від культури, або від сорного рослини. Крім того, деякі гербіциди наносяться виключно на поверхню ґрунту, інші — зашпаровуються. Оскільки багато однорічні бур'яни дають паростки у верхньому шарі (1,3 см) ґрунту, предвсходовые обробки будуть ефективні при високих концентраціях гербіциду на даній території. У разі якщо проростають насіння на поверхні грунту будуть знищені, поверхня може залишатися вільною від бур'янів і після зникнення гербіциду на цій ділянці. Насіння багатьох бур'янів не проростають, якщо вони залягають глибоко в грунті.
Для ефективної стерилізації гербіцид повинен залишатися активним у кореневмісному шарі для знищення як проростає насіння, так і глубокоукореняющихся рослин.
персистування в грунті
Період часу, протягом якого гербіцид залишається в ґрунті активним, або стійким, відіграє дуже важливу роль, оскільки від цього залежить тривалість можливого впливу на бур'яни. Залишкова токсичність також має першорядне значення, так як вона є причиною фітотоксичних ефектів, які можуть завдати шкоди наступним культурам або насаджень.
Гербіциди можуть зникати швидше при використанні великих об'ємів води, що забезпечують інтенсивне вилуговування, і при повторній обробці грунту або перемішування ґрунту. В певних випадках в грунт можуть додаватися добрива з тим, щоб зменшити ймовірність шкідливих наслідків впливу деяких гербіцидів.
Застосування активованого вугілля також знижує фітотоксичність гербіцидів, але, як правило, це ефективно тільки проти органічних гербіцидів. Активоване вугілля являє собою звичайний вугілля, тонкоподрібнений для поліпшення його абсорбуючих властивостей і електрично заряджений для притягання молекул гербіциду. Незважаючи на наявність гербіциду в ґрунті, він вже не може поглинатися рослинами. Активоване вугілля не чинить значного впливу на ґрунт, рослини або добрива.
Фактори, що впливають на персистування
Існує сім факторів, від яких залежить стійкість гербіциду в ґрунті: 1) розкладання мікроорганізму; 2) хімічне розкладання; 3) адсорбція на грунтових колоїдах; 4) вилуговування; 5) летючість; 6) фотохімічне розкладання; 7) видалення разом з культурами при збиранні врожаю.
1. Розкладання мікроорганізмом
Основними організмами в ґрунті є водорості, гриби та бактерії. Головним чином, живлення і зростання ці організми використовують органічні сполуки, наприклад, органічний матеріал та інші органічні речовини, включаючи органічні гербіциди. Деякі органічні речовини, що легко розкладаються, тоді як інші стійкі до розкладання.
Мікроорганізми відразу вражають органічні сполуки, в т. ч. вносяться в грунт органічні гербіциди. Мікроорганізми, здатні використовувати нові харчові ресурси, діють активно і збільшуються в кількості. Така дія прискорює процес розкладання гербіциду. Існує ймовірність того, що активізація мікроорганізму після первісного внесення гербіциду буде призводити до більш швидкого розпаду при наступних обробках і для досягнення аналогічних результатів потребує використання більш високих концентрацій гербіциду. Після розкладання популяція мікроорганізмів зменшується в кількості у зв'язку з виснаженням харчових ресурсів.
Крім харчових ресурсів, на ріст і розмноження мікроорганізмів, які можуть впливати й інші фактори, як наприклад, температура, постачання водою, киснем і живильними речовинами. Більшість ґрунтових організмів знаходиться практично в стані спокою при температурі 4,440, якщо найбільш сприятлива температура для становить від 23,90 С до 32,20 С. Для основної частини організмів причиною стану спокою або загибелі є відсутність води. Подача кисню грає для них не менш важливу роль. Недолік поживних речовин, таких як азоту, фосфору або калію, може також знизити швидкість росту мікроорганізмів.
Водневий показник грунту теж впливає на мікроорганізми. Для грибів найбільш сприятливий рівень рН грунту нижче позначки 5,5, а для бактерій — вище 5,5.
Гербіциди можуть залишатися токсичними протягом тривалого періоду часу, якщо грунт холодна, суха, погано аэрируемая або в інших умовах, несприятливих для росту мікроорганізмів.
Тепла, волога, добре аэрируемая і родючий грунт створює ідеальну атмосферу для мікроорганізмів, в якій вони здатні швидко розкладати органічні гербіциди.
Звичайні концентрації при внесенні гербіцидів істотно не впливають на популяції мікроорганізмів, оскільки гербіцид, як правило, надає сприятливу дію на одні групи мікроорганізмів і вражає іншу. Після розкладання гербіциду популяція мікроорганізмів відновлюється до колишніх розмірів. Гербіциди розрізняються за рівнем стійкості. При використанні в рекомендованих концентраціях велика частина хімікатів, що застосовуються на сільськогосподарських культурах, розкладається менш ніж за 12 місяців.
2. Хімічне розкладання
В результаті хімічного розкладання деякі гербіциди можуть розкладатися, а інші — активізуватися. Реакція хімічного розпаду включає в себе такі етапи, як гідроліз, оксидування, ізомеризація, іонізація і солеобразование, найбільш важливими з яких є гідроліз і оксидування. У присутності води відбувається повільний гідроліз далапона, внаслідок чого він стає неефективним.
3. Адсорбція на грунтових колоїдах
Грунтові колоїди являють собою сукупність мікроскопічних органічних і мінеральних частинок у ґрунті, що характеризуються високою поглинаючою здатністю. Підраховано, що площа адсорбуючою поверхні 16,4 см3 колоїдної глини становить 18,6 м2 — 46,5 м2. Адсорбування гербіциду на грунтових частинках знижує його концентрацію в ґрунтових водах, внаслідок чого кількість гербіциду, доступного для поглинання рослиною, стає обмеженим. У зв'язку з високою поглинаючою здатністю ґрунтових колоїдів для обробки грунту, багатим органічними речовинами, потрібна більша кількість предвсходового гербіциду або ґрунтового фуміганту, ніж для обробки грунту з низьким вмістом органічних речовин. Оскільки глина порівняно з піском має велику площу адсорбуючою поверхні, для предвсходовой обробки і стерилізації ґрунтів з високим вмістом глини необхідно більшу кількість гербіциду. Як правило, ґрунти з високим вмістом органічних речовин та глини затримують гербіцид протягом більш тривалого періоду часу, ніж піщані ґрунти, тому адсорбований гербіцид може виділятися настільки повільно, що його вплив стане неефективним.
Деяка кількість гербіциду необхідно для насичення поглинальної здатності ґрунту. Концентрації вище цього граничного значення є причиною істотного збільшення кількості хімікату в грунтовому розчині, викликаючи зростання показника токсичності для рослин.
4. Вилуговування
Вилуговування передбачає спадний рух речовини в розчині через грунт. Переміщення гербіциду допомогою вилуговування може стати визначальним чинником його ефективності, пояснити його виборчу здатність або стати причиною його видалення з грунту.
Основна частина предвсходовых гербіцидів застосовується на поверхні ґрунту і залежить від дощових опадів, котрі вимивають їх або на верхній шар грунту, або в зони проростаючого насіння бур'янів. Насіння бур'янів, що проростають в просоченого хімікатами грунті, знищуються, тоді як крупносеменные культури, посаджені нижче території внесення гербіциду у високій концентрації, не уражаються.
Деякі гербіциди видаляються з ґрунту за допомогою вилуговування. Головним чином, ступінь вилуговування гербіциду залежить від:
1) взаємозв'язку між гербіцидом і адсорбуючою здатністю ґрунту;
2) розчинності гербіциду у воді;
3) кількості води, що переміщається вниз через грунт.
У більшості випадків гербіциди, повністю розчинні у воді, легше за все піддаються вилуговування. Однак деякі розчинні у воді гербіциди можуть вступати в реакцію з різними частками грунту і утворювати відносно стійкі молекули. При визначенні можливостей гербіциду до вилуговування міцність зв'язку адсорбційного типу може мати більше значення, ніж розчинність у воді.
5. Летючість
Втрата гербіциду внаслідок випаровування, можливо, більш значима, ніж це є в більшості випадків стосовно багатьох поверхнево внесених гербіцидів. При помірних температурах влітку і за умови збереження вологості поверхні ґрунту вода буде йти тільки з грунту зі швидкістю 200т/0,004км2/місяць. Температура поверхні ґрунту склала 82,20 С.
Всі хімікати, як рідини, так і сухі речовини, мають тиском водяної пари. Випаровування води можна навести в якості прикладу для рідини, а випарювання нафталіну (нафталінових кульок) — для сухої речовини. При певному тиску процес випарювання та рідин і сухих речовин прискорюється при підвищенні температур.
Гербіциди можуть випаровуватися з грунту і йти в атмосферу як летючі гази. Подібна втрата часто недооцінюється і може стати причиною низьких результатів у боротьбі проти бур'янистих рослин та/або пошкодити чутливі культури. Прикладом може послужити 2,4-D ефір.
Можливо пересування гербіцидів в пористий грунт у формі летких газів. Вважається, що EPTC (Эптам) переміщується як летючий газ. EPTC та інші леткі гербіциди часто невдовзі після застосування механічно змішуються з грунтом з метою зменшення втрат від випаровування.
Дощові опади або зрошувальна вода, використовувана на сухий або помірно сухому грунті, як правило, пересувають гербіцид в грунт або сприяють його адсорбції грунтом. Після адсорбції втрати від випаровування в більшості випадків скорочуються. При відсутності дощових опадів або неможливості негайного зрошення зменшення втрат можливо шляхом закладення.
6. Фотохімічне розкладання
Щодо деяких гербіцидів є дані по фотохимическому розкладанню, або деструкції під дією світла. Втрати поверхнево внесених хімікатів — поширене явище, особливо якщо протягом тривалого періоду часу не випадають дощові опади, що сприяють їх пересуванню в грунт. Цей процес починається після поглинання молекулами гербіциду світлової енергії, внаслідок чого відбувається їх розпад і дезактивація.
4. Видалення разом з рослинами при збиранні врожаю
Рослини можуть поглинати гербіциди з ґрунту під час свого зростання. Згодом адсорбований гербіцид може бути видалений при зборі врожаю. Зернові використовувалися для видалення симазина і атразину з грунтів, де вони застосовувалися як фумігантів і де планувалася посадка декоративних рослин.
концентрація гербіциду в грунті
При внесенні в ґрунт гербіцидів необхідно розраховувати концентрацію застосовуваного хімікату, при цьому велике значення мають два фактори:
1. Вага грунту. У середньому грунт важить 1587,6 т/1233м3. Таким чином, при змішуванні 1,6 кг гербіциду з верхнім шаром грунту концентрація становитиме 1 промиль.
2. Водоутримуюча здатність ґрунту. Грунти володіють різною водоудерживающей здатністю, і дія основної частини гербіцидів залежить від ґрунтового розчину. Внаслідок цього концентрація гербіциду в ґрунтовому розчині визначається таким показником, як кількість води в ґрунті в певний момент часу.
Вологість ґрунту може становити від 136т до 680,4 т на 1233м3. Так, концентрація водорозчинного гербіциду (у розчині) буде в п'ять разів вище при меншій вологості грунту.