Сорняки угрожают продуктивности сельскохозяйственных систем, влияя на количество и качество производства урожая. Археологические исследования показали, что усилия человека по контролю за сорняками имеют такую же древность, как и сама сельское хозяйство
Иными словами, с тех пор как человечество начало заниматься сельским хозяйством, началось противостояние между людьми и сорняками. Фермеры использовали все свои силы для искоренения или сдерживания сорняков, сначала голыми руками и вручную, а затем со временем разрабатывали и использовали новые, более эффективные и трудоемкие инструменты.
Результаты этих усилий привели к разработке и совершенствованию методов контроля за сорняками. Из всех этих методов и подходов гербициды стали поворотным моментом в истории программ управления сорняками.
Важность гербицидов
Использование гербицидов все больше становится распространенным по всему миру. Многие развивающиеся страны сталкиваются с нехваткой рабочих для ручной прополки полей, поскольку миллионы людей мигрируют из сельских районов в городские.
Вот почему гербициды дешевле и более доступны, чем рабочая сила для ручной прополки в этих странах. Нехватка рабочих для ручной прополки и необходимость увеличения урожайности являются основными причинами для увеличения использования гербицидов.
Во многих частях света гербициды все чаще используются для замены вспашки с целью улучшения экологических условий. Использование гербицидов снижает эрозию, расход топлива, выбросы парниковых газов и вымывание питательных веществ, а также сохраняет воду по сравнению с вспашкой и традиционными инструментами.
История гербицидов
Открытие свойства уничтожения сорняков феноксиуксусных гербицидов в Великобритании и Соединенных Штатах в период с 1942 по 1944 годы ознаменовало настоящее начало фазы гербицидов в «Химической эпохе сельского хозяйства». Эти новые синтетические гербициды значительно способствовали контролю над широколистными сорняками, особенно в зерновых культурах.
В начале 1950-х годов были сделаны открытия феноксиэтилсульфата, фенокси-пропионовой и фенокси-бутировой кислот. Разработка улучшенных гербицидов-органических стерилизаторов почвы стремительно продвигалась в 1950-х и 1960-х годах, когда практически одновременно появились замененные мочевины и урацилы, производные хлорароматной кислоты и фенилуксусной кислоты, s-триазины, триазолы и другие гетероциклические производные.
Возросло внимание к селективным гербицидам, особенно среди карбаматов и карбанилатов, аминов, ацетамидов и анлидов, толуидинов и нитрилов, а также среди s-триазинов и замененных соединений мочевины.
Трансформация управления сорняками с эффективностью и безопасностью
Гербициды сульфонилмочевины были открыты в 1975 году и сразу установили новый стандарт для химического контроля сорняков. Последующие мировые усилия по разработке привели к коммерциализации множества различных активных ингредиентов более чем в десятке основных культур, и были объявлены дополнительные кандидаты на разработку.
Некоторые причины быстрого коммерческого принятия гербицидов сульфонилмочевины включают их исключительно низкие нормы применения (часто в 10-100 раз ниже, чем у традиционных гербицидов), благоприятные экологические и токсикологические свойства, а также совместимость с тенденцией к контролю сорняков после их появления.
Открытие новых механизмов действия гербицидов продолжалось, что привело к введению ингибиторов прокопорфириногеноксидазы (PPO) и 4-гидроксифенилпируватдиоксигеназы (HPPD).
В настоящее время существуют серьезные ограничения на пути разработки и внедрения новой семьи гербицидов с новыми механизмами действия. На самом деле, за последние 20 лет не было представлено новых основных механизмов действия гербицидов в коммерческих активных ингредиентах.
Существует, вероятно, несколько причин для этого. Новые потенциальные продукты могли оставаться в спячке из-за опасений, что культуры, устойчивые к глифосату (GR), уменьшили рынок для новых гербицидов. Захват значительной доли рынка гербицидов глифосатом с GR-культурами привел к значительному сокращению усилий по открытию новых гербицидов.
Некоторые сокращения исследований по открытию гербицидов также были вызваны консолидацией компаний и доступностью большего количества универсальных гербицидов. Другой проблемой может быть то, что лучшие молекулярные мишени для гербицидов уже были открыты.
Проблемы с сорняками и химический контроль сорняков.
Сорняки представляют собой серьезную угрозу для производства урожая, поскольку они в среднем снижают урожайность пшеницы, ячменя, риса, кукурузы и нутов на 23%, 21%, 35%, 20% и 50% соответственно. Orobanche spp., Avena ludoviciana (Durieu.), Convolvulus arvensis (L.), Sorghum halpence (L.) Pers и Cuscuta compestris (Y.) являются наиболее важными видами сорняков, которые конкурируют с основными культурами.
В последнее время некоторые нововведенные и инвазивные сорняки, включая Hordeum spontaneum (K. Koch.), Cynanchum acutum (L.), Physalis divaricata (L.) и Azolla filiculoides (Lam.), стали очень серьезной проблемой для широкого спектра культур.
Химический контроль является преобладающей практикой управления сорняками. Кроме того, механические методы контроля сорняков, включая вспашку почвы и ручную прополку, применяются в меньшей степени.
2,4-Д + МCPA (в зерновых культурах), клодинафоп-пропаргиль (в пшенице), галофоп-метиловый эфир (в широколистных культурах), трибенурон-метил (в пшенице), никосульфурон (в кукурузе), трифлураллин (в масличных культурах), метрибузин (в картофеле), глифосат (в садах и не обрабатываемых участках), и паракват (на заброшенных землях и между рядами культур) являются наиболее часто используемыми гербицидами.
В настоящее время существует 14 уникальных случаев (вид x место действия) устойчивости к гербицидам.
Наиболее важными и новыми вызовами являются управление текущими ядовитыми и инвазивными видами сорняков.
С каждым годом эволюция биотипов, устойчивых к гербицидам, в пшенице и других важных культурах будет представлять собой еще одну проблему в будущем.
Кроме того, принятие и расширение стратегии интегрированного управления сорняками, добавление подходящих адъювантов в гербицидные tank-миксы и использование правильных опрыскивателей останутся критическими вызовами в практике управления сорняками.
Интеграция методов контроля сорняков, таких как севооборот, вспашка, сроки и схемы посева, гербициды и аллелопатия, приведет к эффективному и устойчивому управлению сорняками.
