Влияние различных факторов на стойкость гербицидов в почве
Гербициды различаются по своей способности сохраняться в почве. Классы гербицидов, обладающие стойкостью, включают триазины, урацилы, фенилмочевины, сульфонилмочевины, динитроанилины, изоксазолидионы, имидазолиноны и некоторые регуляторы роста растений, принадлежащие к классу пиридинов.
Несколько факторов определяют продолжительность действия гербицидов. Эти факторы подразделяются на три категории: почвенные факторы, климатические условия и гербицидные свойства. Факторы каждой категории сильно взаимодействуют друг с другом.
- 🚜Почвенные факторы
Почвенные факторы, влияющие на стойкость гербицидов, включают состав почвы, химический состав почвы и микробиологическую активность. Состав почвы определяется относительным количеством песка, ила и глины (текстурой почвы), а также содержанием органических веществ. Важным химическим свойством почвы, которое может влиять на стойкость гербицидов, является pH. Микробиологические аспекты почвенной среды включают типы и численность почвенных микроорганизмов.
Состав почвы влияет на гербицидную активность и стойкость через связывание почвы с гербицидами (адсорбция), выщелачивание и потерю паров (улетучивание). Как правило, почвы с высоким содержанием глины, органических веществ или и того, и другого имеют больший потенциал остаточного действия из-за повышенного связывания гербицида с частицами почвы с соответствующим снижением выщелачивания и потерь в результате улетучивания. Это «связывание» приводит к снижению первоначального поглощения растениями и гербицидной активности. В результате остается больше гербицидов, что потенциально может нанести вред восприимчивым культурам в будущем.
В целом, почвы со средней и мелкозернистой структурой, содержащие более 3% органических веществ, обладают наибольшим потенциалом связывания или удержания гербицидов и могут нанести вред чувствительным культурам севооборота. Почвы с грубой и средней текстурой, содержащие меньше органических веществ (менее 3%), с меньшей вероятностью удерживают гербициды и могут испытывать проблемы с их остаточным действием. Однако, при определенных обстоятельствах, последействие гербицидов может произойти на любом типе почвы.
рН почвы может влиять на стойкость некоторых гербицидов, особенно триазинов и сульфонилмочевин. Химическое и микробиологическое разложение (два способа разложения гербицидов в почве) часто протекают медленнее в почвах с более высоким уровнем рН. В частности, скорость химического разложения классы гербицидов триазина и сульфонилмочевины замедляется по мере повышения рН почвы, особенно выше рН 7,0. Кроме того, в почвах с более высоким рН меньшие количества этих гербицидов связываются с частицами почвы, что делает их более доступными для поглощения растениями. Таким образом, в почвах с более высоким уровнем pH гербициды на основе триазина и сульфонилмочевины сохраняются дольше, и растениям доступно большее их количество. (Некоторые гербициды на основе триазина и сульфонилмочевины не сохраняются и не переносятся, независимо от того, насколько высок рН почвы.)
Низкий уровень pH может влиять на стойкость как триазиновых, так и сульфонилмочевиновых гербицидов. Если уровень pH почвы ниже 6,0, эти два класса гербицидов будут быстрее выводиться из почвы. На кислых почвах гербициды, такие как атразин, могут связываться с частицами почвы, что делает их менее эффективными в борьбе с сорняками. Однако, на таких почвах они также быстрее разлагаются химическим путем. Поэтому известкование кислой почвы может быть важным для достижения адекватной эффективности этих двух семейств гербицидов.
И напротив, низкий уровень pH почвы повышает стойкость имидазолиноновых гербицидов, таких как имазаквин и имазетапир. Когда рН почвы падает ниже 6,0, эти гербициды все больше связываются или абсорбируются частицами почвы. Адсорбция этих гербицидов, по-видимому, снижает их доступность для почвенных микроорганизмов, основных механизмов разложения. Несмотря на то, что адсорбция выше в почвах с более низким рН, гербицид все равно может высвободиться через несколько месяцев, становясь доступным для поглощения растениями и потенциально повреждая чувствительную последующую культуру.
Процессы разложения гербицидов почвенными микроорганизмами являются наиболее важными путями, ответственными за их расщепление. Виды микроорганизмов (грибы, бактерии, простейшие и т. д.) и их относительная численность определяют скорость разложения. Микроорганизмам требуются определенные условия окружающей среды для оптимального роста и использования пестицидов. Факторами, влияющими на активность микроорганизмов, являются влажность, температура, рН, кислород и поступление минеральных питательных веществ. Обычно теплая, хорошо аэрируемая, плодородная почва с почти нейтральным рН наиболее благоприятна для роста микробов и, следовательно, для разрушения гербицидов.
- ⛅Климатические факторы
Климатические факторы, влияющие на разложение гербицидов, включают влажность, температуру и солнечный свет. Скорость разложения гербицидов обычно увеличивается с повышением температуры и влажности почвы, так как происходит как химическая, так и микробиологическая деградация. Проблемы с остаточным действием всегда более остро стоят на следующий год после засухи. Чем более влажными являются условия зимы и весны после ранее засушливого лета, тем меньше вероятность остаточного действия гербицидов.
Солнечный свет иногда может быть важным фактором разложения гербицидов. Известно, что фоторазложение, или деградация, катализируемая солнечным светом (фотолиз), происходит для многих гербицидов, особенно в жидком растворе (например, в воде) или на поверхности листьев растений. Однако для большинства более стойких гербицидов, которые применяются в почве, потери из-за фотолиза после контакта с почвой незначительны. Исключение могут составлять динитроанилины, включая трифлуралин и пендиметалин. Они могут быть потеряны, если будут оставаться на поверхности почвы в течение длительного периода без осадков. Чувствительность к солнечному свету, а также потери в результате улетучивания являются основными причинами внесения динитроаналинов во время внесения.
- 🧪Свойства гербицидов
Химические свойства гербицида влияют на его стойкость. Эти свойства включают растворимость в воде, давление пара и восприимчивость молекулы к химическому или микробиологическому изменению или разложению.
Выщелачивание (вымывание) является одним из механизмов, ответственных за рассеивание гербицидов. Растворимость гербицида в воде помогает определить его способность к вымыванию. Вымывание происходит, когда гербицид растворяется в воде и перемещается вниз по профилю почвы. Гербициды, которые легко вымываются, могут быть унесены из зон прорастания сельскохозяйственных культур и сорняков.
Вымывание гербицидов определяется и другими факторами. К ним относятся свойства связывания гербицидов с почвой, физические характеристики почвы, частота и интенсивность выпадения осадков, концентрация гербицида и время применения гербицида. В целом, гербициды, которые менее растворимы в воде и сильно притягиваются к частицам почвы, с меньшей вероятностью вымываются, особенно в засушливые годы.
Давление пара гербицида определяет его летучесть. Улетучивание — это процесс, при котором гербицид из жидкого или твердого состояния превращается в газ. Летучие гербициды (с более высоким давлением паров) обычно рассеиваются быстрее, чем гербициды с более низким давлением. Испарение увеличивается с повышением температуры и влажности. Большинство гербицидов относительно нелетучие при нормальных условиях использования на полях. Обычно в состав гербицидов добавляют более летучие вещества, чтобы избежать потерь газов. Летучие гербициды включают представители класса тиокарбаматов, EPTC и бутилат; динитроаналины, трифлуралин и эталфлуралин; и кломазон.
Химическая структура гербицида определяет, как он будет разлагаться в почве. Некоторые гербициды быстро разлагаются микроорганизмами, если присутствуют нужный вид и количество и если почвенные условия благоприятны для их роста. Но гербициды сильно различаются по своей восприимчивости к микробиологическому разложению. Химическая структура 2,4-Д, например, позволяет микробам быстро детоксифицировать (устранять) молекулу до неактивных метаболитов, тогда как атразин не так подвержен атаке микробов; следовательно, разложение происходит медленнее.
Некоторые гербициды подвержены химическим реакциям. Например, представители класса гербицидов сульфонилмочевины разлагаются в результате химического гидролиза, а также микробиологических процессов. Помните, что для производных сульфонилмочевины, а также триазинов скорость химического гидролиза зависит от рН почвы. Хотя они менее чувствительны, чем микробы, к колебаниям физических характеристик почвы и часто влажности почвы, скорость химической реакции также будет варьироваться в зависимости от окружающей почвенной среды. Несколько классов гербицидов разлагаются как химическими, так и микробиологическими путями. Другие, менее подверженные химическому разложению, теряются в основном в результате изменения микробами.
📚Источник: по материалам Persistence of Herbicides in Soil
Автор: William S. Curran, associate professor of weed science
www.extension.psu.edu
Нет комментариев